[发明专利]一种自密封自解压煤层取样方法及装置

权利要求书

1.一种自密封自解压煤层取样方法，其包括以下步骤：

(1)设置一具有内、外管，真空管和取样钻头的取样器，所述内、外管同时连接所述真空管，所述取样钻头固定在所述外管前端，所述内管后端设置一脆性挡板，所述内管内设置一活塞，在活塞与脆性挡板之间放入密封液，在真空管内设置吸附材料，在真空管尾部设置抽气管路；

(2)当取样钻头钻进煤层时，煤样进入所述活塞前端，并不断挤压活塞将密封液通过所述内管上设置的出液孔流入内、外管之间的间隙，并从取样钻头与内管之间的间隙渗透、包裹和固化煤样，形成煤样的前端密封；

(3)当活塞压碎脆性挡板后，取煤样结束，煤样中承压的瓦斯气体会自动顶压活塞继续向后运动并最终顶开所述活塞内的单向阀泄压，进入真空管内的瓦斯气体被吸附材料吸附；

(4)吸附结束后，取出煤样和吸附材料，进行常规瓦斯含量测量和计算。

2.如权利要求1所述的一种自密封自解压煤层取样方法，其特征在于：在所述取样器的后端设置一包括空心钻杆和钢丝膨胀胶囊的可膨胀胶囊封孔器，所述钢丝膨胀胶囊两端固定一前、后轴承，所述钻杆滑动地穿设在所述前、后轴承内；所述钻杆的前端固定一连接所述取样器的适配器；向所述钻杆内送入高压水，水通过所述钻杆上的出水孔进入钢丝膨胀胶囊，使其膨胀形成对煤层钻孔的密封。

3.如权利要求2所述的一种自密封自解压煤层取样方法，其特征在于：在所述钻杆内设置一单向阀，并在适配器上设置出水孔，当高压水使钢丝膨胀胶囊膨胀形成对煤层钻孔的密封后，在继续升高的水压作用下自动打开所述单向阀，使高压水从适配器上的出水孔流出，进入取样器与煤层钻孔之间的间隙，为取样器的取样钻头供冷却水。

4.一种实现如权利要求1～3所述方法的自密封自解压煤层取样装置，其特征在于：它包括一煤层取样器和一与所述煤层取样器固定连接的可膨胀胶囊封孔器；

所述取样器包括一真空管、一外管、一内管和一取样钻头；所述内、外管的后端分别旋接在所述真空管的内、外壁上，所述取样钻头旋接在所述外管前端的内壁上，且与所述内管之间留有一间隙；所述内、外管之间具有一环形间隙，所述内管后端设置有若干出液孔；所述内管内设置有一将其分为取样室和密封液室的活塞，所述活塞中心具有一贯通孔，所述贯通孔内设置有一单向阀；所述密封 液室的尾部设置有一脆性挡板，所述脆性挡板后方为一固定在所述真空管内的刚性挡圈，所述真空管内放置有吸附材料，所述真空管尾端设置有一密封用橡胶塞，所述橡胶塞上设置有一连接气泵的抽气管；

所述可膨胀胶囊封孔器包括一空心钻杆和一钢丝膨胀胶囊，所述钢丝膨胀胶囊前、后端分别固定连接一前、后轴承，所述钻杆滑动地设置在所述前、后轴承内，所述钻杆上设置有若干与所述钢丝膨胀胶囊连通的出水孔，所述钻杆内设置有一单向阀，所述钻杆前端固定连接一与所述煤层取样器连接的适配器，所述适配器上设置有若干出水孔。

5.如权利要求4所述的一种自密封自解压煤层取样装置，其特征在于：所述外管前端靠近所述取样钻头的位置设置有扩孔器。

6.如权利要求4所述的一种自密封自解压煤层取样装置，其特征在于：所述活塞前端呈圆柱形，所述活塞后端呈圆锥形，与所述活塞后端的圆锥形对应，所述刚性挡圈内圈为一圆锥形泄压孔。

7.如权利要求5所述的一种自密封自解压煤层取样装置，其特征在于：所述活塞前端呈圆柱形，所述活塞后端呈圆锥形，与所述活塞后端的圆锥形对应，所述刚性挡圈内圈为一圆锥形泄压孔。

8.如权利要求4或5或6或7所述的一种自密封自解压煤层取样装置，其特征在于：所述真空管的后端设置一快速接头，所述快速接头与所述钻杆前端的适配器固定连接。

9.如权利要求4或5或6或7所述的一种自密封自解压煤层取样装置，其特征在于：所述真空腔内放置的吸附材料为有易吸附瓦斯材料。

10.如权利要求4或5或6或7所述的一种自密封自解压煤层取样装置，其特征在于：在所述内、外管之间设置有卡簧。