[發明專利]一種水平井鉆進過程煤層污染程度定量測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202010111864.6
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111175217A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 倪小明;楊慈祥;王蔚;曹運興;李定啟
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/22
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.一種水平井鉆進過程煤層污染程度定量測試裝置，其特征在于：包括底盤、鋼套筒、煤樣壓實系統、裂縫生成系統、滲透率實時測試系統、鉆井液污染系統、數據采集處理系統和清洗系統，鋼套筒通過固定架固定安裝在底盤上，裂縫生成系統固定設置在鋼套筒內，滲透率實時測試系統、鉆井液污染系統和清洗系統分別按照測試工序與煤樣壓實系統連接，數據采集處理系統分別與裂縫生成系統、滲透率實時測試系統和鉆井液污染系統信號連接。

2.根據權利要求1所述的水平井鉆進過程煤層污染程度定量測試裝置，其特征在于：鋼套筒豎向設置，鋼套筒的頂部和底部均敞口，固定架包括兩個支撐架，兩個支撐架的結構相同且關于鋼套筒左右對稱設置，左側的支撐架包括一根豎直桿和若干根水平桿，豎直桿的底部固定連接在底盤的上表面左側部，豎直桿位于鋼套筒的左側，各根水平桿均沿左右方向設置，各根水平桿等間距沿豎向并排設置在豎直桿和鋼套筒之間，各根水平桿的左端均固定連接在豎直桿上，各根水平桿的右端均固定連接鋼套筒的外側壁左側部，鋼套筒的底部位于底盤的上表面中心正上方。

3.根據權利要求2所述的水平井鉆進過程煤層污染程度定量測試裝置，其特征在于：煤樣壓實系統包括液壓升降臺、分割盤、連接桿、上蓋和液壓油缸，液壓升降臺同中心固定安裝在底盤的上表面，液壓升降臺的上表面位于鋼套筒的底部正下方，分割盤同中心滑動設置在鋼套筒內，分割盤的外圓周與鋼套筒的內圓周滑動接觸，連接桿豎向設置，連接桿的下端固定連接在分割盤的上表面中心，上蓋底部敞口，上蓋扣合在鋼套筒的頂部，上蓋的內圓周與鋼套筒的頂部外圓周接觸，上蓋的外圓周上圓周陣列螺紋連接有若干根徑向設置的緊固螺栓，各根緊固螺栓的內端緊壓在鋼套筒的外圓周上，連接桿的上端穿過上蓋伸出鋼套筒，液壓油缸豎向設置并通過安裝架固定安裝在上蓋的上表面，鋼套筒、液壓升降臺、分割盤、連接桿、上蓋和液壓油缸的中心線重合，液壓油缸的活塞桿下端與連接桿的上端可拆卸固定連接。

4.根據權利要求3所述的水平井鉆進過程煤層污染程度定量測試裝置，其特征在于：裂縫生成系統包括若干根方形裂縫管，方形裂縫管由一塊工字型板和兩塊豎直板組成，工字型板豎向設置，兩塊豎直板分別滑動設置在工字型板的左側和右側，工字型板的中部隔板左側面和右側面上均設置有至少兩個電動伸縮桿，左側的各個電動伸縮桿的伸縮端固定連接在左側的豎直板的右側面上，右側的各個電動伸縮桿的伸縮端固定連接在右側的豎直板的左側面上，工字型板的中部隔板的左側面底部固定安裝有靜壓式液位計。

5.根據權利要求4所述的水平井鉆進過程煤層污染程度定量測試裝置，其特征在于：滲透率實時測試系統包括高壓氣瓶、進氣管、氣蓋、出氣管和氣體回收瓶，高壓氣瓶與進氣管的一端連接，進氣管的另一端由上至下依次穿過上蓋和分割盤伸入到鋼套筒內，進氣管上沿氣體流動方向依次設置有第一氣閥、氣體調壓器、氣體流量計和第一壓力計，氣蓋頂部敞口，氣蓋內圓直徑與鋼套筒的外徑相等，出氣管的一端固定插接在氣蓋的底部中心處且與氣蓋內部連通，出氣管的另一端連接氣體回收瓶，出氣管上沿氣體流動方向依次設置有第二壓力計和第二氣閥。

6.權利要求5所述的水平井鉆進過程煤層污染程度定量測試裝置，其特征在于：鉆井液污染系統包括鉆井液容器、第一進液管、液蓋和出液管，鉆井液容器內儲存有鉆井液，液蓋上設置有頂部敞口且上大下小的臺階槽，臺階槽的上側內圓直徑與鋼套筒的外徑相等，臺階槽的下側內圓直徑與鋼套筒的內徑相等，第一進液管的一端與鉆進液容器的出液口連接，第一進液管的另一端固定插接在液蓋的外圓周側壁上且與液蓋內部的臺階槽連通，出液管的一端固定插接在液蓋的外圓周側壁上且與液蓋內部的臺階槽連通，出液管的另一端與鉆井液容器的進液口連接，第一進液管上沿液體流動方向設置有第一進液閥、增壓泵和第三壓力計，出液管上設置有壓力閥。