[发明专利]一种用于覆岩导水裂隙带监测系统的探测钻进装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿用于探测覆岩导水裂隙带发育高度的设备，尤其涉及一种用于覆岩导水裂隙带高度自动监测系统的双进水探测钻头。

背景技术

在煤矿中，尤其是裂隙带发育较成熟的煤矿顶板中，常常需要使用注水测漏失量的方法来检测顶板裂隙的大小，即通过专用设备向煤层顶板钻孔，向钻孔的某一区段内注水，水通过裂隙向顶板中渗透，当注水达到饱和时，根据实际注水量，也就是漏失量，判断顶板中裂隙的大小，从而得出裂隙的发育程度。

目前的双端封堵覆岩导水裂隙带探测设备中，如CN01886543A，其探测头杆为空心结构，进水管都设置在探测头杆的内部，探测头刚性差，无法设置在钻机上使用，在工作时需要先使用钻机钻出探测孔，再手工向孔内下入探测头。因此，其具体探测段的位置主要靠人工测量和记录，在井下环境较恶劣的情况下，容易产生误记或错记，且当探测孔内壁有轻微塌陷时，靠手工可能无法插入探测头，这时就需要重新钻孔，不但费时费力，还需要重新寻找探测位置，极大的影响了覆岩导水裂隙带的探测工作。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种用于覆岩导水裂隙带监测系统的探测钻进装置，包括钻头、钻杆和连接柄；

所述钻头通过第一连接器连接所述钻杆，所述第一连接器上套置有前封堵胶囊；

所述钻杆通过第二连接器连接所述连接柄，所述第二连接器上套置有后封堵胶囊；

所述前封堵胶囊和所述后封堵胶囊为空心结构，可通过注水膨胀，膨胀前的所述前封堵胶囊的直径小于所述第一连接器的最大直径，膨胀后的所述前封堵胶囊的直径大于所述第一连接器的最大直径；膨胀前的所述后封堵胶囊的直径小于所述第二连接器的最大直径，膨胀后的所述后封堵胶囊的直径大于所述第二连接器的最大直径；

所述探测钻进装置还包括第一进水管和第二进水管，所述第一进水管沿所述钻杆的轴向从所述第二连接器延伸至所述第一连接器，且其至少有一部分位于所述第一连接器和所述钻杆之间、至少有一部分位于所述第二连接器和所述钻杆之间，所述第一进水管在所述前封堵胶囊和所述后封堵胶囊的空心结构内部各有至少一个出水口；所述第二进水管至少有一部分位于所述前封堵胶囊和所述钻杆之间，所述第二进水管在所述前封堵胶囊和所述后封堵胶囊之间具有至少一个出水口。

优选所述前封堵胶囊和所述后封堵胶囊由弹性材料制成。

优选所述前封堵胶囊和所述后封堵胶囊由橡胶材料制成。

优选所述前封堵胶囊和所述后封堵胶囊沿探测钻进装置轴向的长度大于其沿探测钻进装置径向的长度。

优选所述钻杆和连接柄为实心结构。

本发明的优点在于：

1、探测钻进装置直接安装在钻机上，使用钻机将探测装置送到目标位置，省时省力；

2、使用钻机自身的控制系统控制探测钻进装置的钻进量，可控性好，数值精确，避免人工放置探测装置容易产生的位置误差；

3、两路进水，跑冒量少，漏失量记录精确；

进水管设置在钻杆的外部，探测钻机装置整体可以是实心结构，适合在钻机上使用。

附图说明

附图1为本发明所述探测钻进装置的结构示意图。

附图标记如下：

1-钻头；2-钻杆；3-连接柄；4-第一连接器；5-第二连接器；6-前封堵胶囊；7-后封堵胶囊；8-第一进水管；9-第二进水管；10-顶板；11-钻孔。

具体实施方式

参见附图1，一种用于覆岩导水裂隙带监测系统的探测钻进装置，包括钻头、钻杆和连接柄，钻头、钻杆和连接柄均为实心结构，钻头通过第一连接器连接钻杆，钻杆通过第二连接器连接连接柄，其中钻头采用通用的煤层钻头即可，连接柄用于连接钻机，钻杆的直径一般小与第一连接器和第二连接器的最小直径，即将其旋入第一连接器和第二连接器。第一连接器和第二连接器具有凸棱，在第一连接器上套置有前封堵胶囊，前封堵胶囊位于第一连接器的凸棱和钻头之间，在第二连接器上套置有后封堵胶囊，后封堵胶囊位于第二连接器的两个凸棱之间，以此来定位两个封堵胶囊。

前封堵胶囊和后封堵胶囊都为空心结构，可通过注水膨胀，为保证在钻进时胶囊不干涉钻孔壁，要求膨胀前的前封堵胶囊的直径小于第一连接器的最大直径，膨胀前的后封堵胶囊的直径小于第二连接器的最大直径，最大直径也就是连接器各自凸棱处的直径；同时，为保证探测时封堵的可靠性，要求膨胀后的前封堵胶囊的直径大于第一连接器的最大直径，膨胀后的后封堵胶囊的直径大于第二连接器的最大直径，最大直径也就是连接器各自凸棱处的直径。