[发明专利]煤层气参数的简便随钻测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层气参数的测量装置及方法，尤其涉及一种煤层 气参数的简便随钻测量装置及方法。

背景技术

矿井瓦斯事故是煤矿生产中最严重的自然灾害之一，煤层气(瓦斯) 压力是瓦斯从煤层中涌出的动力；而煤层瓦斯含量是表征煤层瓦斯赋存 状况，评价煤矿开发条件，确定煤矿安全技术措施以及瓦斯开发利用的 重要依据之一。所以，煤层中开拓掘进和采煤过程中经常要对瓦斯压力/ 含量进行测量。目前，国内外测定瓦斯压力的已有技术都是采用从岩巷 (煤巷)向煤层打钻孔，从钻孔中引出一个管子，并用粘土、水泥砂浆、 胶圈、胶囊等固体物直接封孔，通过从钻孔中引出的测压管，直接用压 力表读出瓦斯压力值。这种测压方法在封孔段岩石坚硬致密的条件下可 以得到正确的瓦斯压力值，但是由于与煤层直接接触的顶、底板岩层多 为砂页岩层，在砂页岩层中钻孔(孔径一般为75毫米)后，孔壁周围往 往存在微裂隙，封孔的固体物不能严密封闭钻孔周边的裂隙，因而容易 漏气。煤层的透气性很低，钻孔的微量漏气将使测出的压力值大大低于 煤层真实的瓦斯压力，这样会导致错误的技术判断，造成巨大的事故。 并且在这种情况下测取一个数据往往需要7～8个小时，花费大量的劳动 力工时。特别是在软煤层不易成孔时，该法就不能再用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种能够提高测量 精度，并且操作简便、测量时间短的煤层气参数的随钻测量装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种简便随钻测量装置，包括钻杆和 钻头，所述钻杆的侧壁上集中设有多个供煤层气通过的通孔，所述钻杆 的后部连接有测量煤层气参数的仪器仪表。

进一步，所述供煤层气通过的通孔位于与钻头相连的钻杆上靠近钻 头的部位。

进一步，所述供煤层气通过的通孔在杆身的同一个横截面上的数量 为两个，沿径向正对布置，与其相邻横截面上的通孔的轴线交错90°布 置。

进一步，所述测量煤层气参数的仪器仪表具体为二次仪表，如压力 表或含量计，连接于所述钻杆的后部。

本发明还提供一种煤层气参数的简便随钻测量方法，包括如下步骤：

1)在井下工作面选择需要测量的位置，用钻机驱动所述的煤层气参 数的简便随钻测量装置施工钻孔；

2)钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部直接连接煤 层气参数测量仪器仪表；

3)钻杆的后部出口由煤层气参数测量仪器仪表直接封闭，经过一定 时间后，使钻杆内部的气体压力达到稳定后，通过煤层气参数测量仪器 仪表测量煤层气参数。

进一步，还包括如下步骤：

4)使钻杆的后部与煤层气参数测量仪器仪表的连接断开；

5)将钻机与钻杆重新连接，继续向下一个需要测量的深度打孔；

6)钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部与煤层气参 数测量仪器仪表相连；

7)通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。

进一步，所述煤层气参数为煤层气压力和/或含量，煤层气参数测量 仪器仪表为二次仪表，如压力表和/或含量计。

本发明通过在钻头后附加一段特殊设计的钻杆，该装置是通过钻杆 上设计的小孔在钻杆内空腔中进行集气，钻杆的外端采用二次仪表进行 测量，可随时停钻进行煤层气压力和含量的测量，外设可直接链接各种 二次仪表和测量仪器，可方便地在井下使用，能够提高测量精度，并且 测量时间短，能够实现随钻连续测量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的一种煤层气参数的简便随钻测量装置的剖视图；

图2为图1的A-A向剖视图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明实施例提供了一种煤层气参数的简便随钻测量 装置，包括钻杆2和钻头1，钻杆2的杆身上集中设有多个供煤层气通过 的通孔21。供煤层气通过的通孔21位于与钻头相连的钻杆2上靠近钻头 1的部位。供煤层气通过的通孔21在杆身的同一个横截面上的数量为两 个，沿径向正对布置，与其相邻横截面上的通孔21的轴线交错90°布置 (如图2所示)。