[实用新型]多分支钻孔煤层透气性系数分段、定点快速测定装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿安全生产技术领域，尤其涉及一种多分支钻孔煤层透气性系数分段、定点快速测定装置。

背景技术

随着煤矿开采深度以及开采强度的加大，煤与瓦斯突出危险性也在增大，除了地应力影响外，瓦斯含量大是导致突出危险的重要因素之一。因此，对煤层内的瓦斯进行有效抽放，降低瓦斯含量，是防止煤与瓦斯突出的有效措施之一。打钻进行抽放是目前井下瓦斯抽放的主要方式之一。随着钻孔设备和钻孔技术的提高，钻孔深度越来越深，甚至延伸出多分支钻孔。煤层是一种非均质性很强的岩石，由于煤层裂隙宽度、长度、方向、密度等的差异性，导致同一钻孔内煤层的透气性可能存在很大的差异性，进而导致进行抽放时，若不考虑煤层透气性随钻孔深度的变化，可能导致一些区域瓦斯含量降低的快，一些区域瓦斯含量难以下降，不能有效降低煤与瓦斯突出的危险性。

在煤矿井下进行多分支水平钻孔是近年来发展起来的一项技术。多分支水平钻孔因其控制面积大、若分支段布置比较合理，则抽放效果比较理想。若分支间距、开孔位置不合理，容易造成瓦斯抽放重叠区或抽放盲区，不仅影响抽放效果，而且可能造成煤与瓦斯突出。同时，在煤层中进行多分支钻孔，成本比较高，合理进行开孔及孔深度设计显得非常重要。煤储层非均质性的存在，导致主支不同深度下的透气性不同，对抽放效果会产生重要影响。因此，为了较准确查明主支中不同深度处的透气性系数，为分支数、分支地点以及分支与主支的夹角等参数确定提供指导，迫切需要一种装置或工艺对不同深度处的透气性进行快速测定，以便降低工程投资风险，尽量消除瓦斯抽放盲区或重叠区，促进煤矿安全、高效生产。

实用新型内容

本实用新型针对由于不同钻孔深度煤层非均质性强引起煤矿井下多分支瓦斯抽采钻孔中抽采分支数目、分支间距、分支与主支夹角等参数难以确定，容易造成瓦斯抽放盲区或重叠区的问题，提供了一种多分支钻孔煤层透气性系数分段、定点快速测定装置，通过该装置可以测定钻孔内不同深度的煤层透气性系数，结合回归分析方法，得出钻孔内不同深度处的煤层透气性系数，为分支数目、开分支地点、分支间距、分支与主支的夹角等参数的确定提供指导，尽量消除抽采盲区或重叠区，提高煤层气抽采效率，降低煤与瓦斯突出危险性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：多分支钻孔煤层透气性系数分段、定点快速测定装置，包括密封系统、测定系统和用于固定密封系统的固定系统，测定系统的抽气端与密封系统的密封空间连接。

所述密封系统包括氮气瓶18、圆管24、高压气管17以及套在圆管24外壁上的至少两个橡胶膨胀体2，相邻两个橡胶膨胀体2之间设有固定在圆管24外壁上限位环6，橡胶膨胀体2为密闭空腔的圆环形结构，高压气管17的一端与氮气瓶18连接，高压气管17的另一端沿圆管24轴向伸入到圆管24内并通过管接头组件与每个橡胶膨胀体2的内壁连接，高压气管17上沿氮气瓶18到管接头组件方向上依次设有均位于圆管24外的高压气泵16、第一阀门19a、第一压力表20a。

所述管接头组件包括与橡胶膨胀体2通过螺母11固定连接的空心螺栓5、与高压气管17焊接为一体的出气口接头7，空心螺栓5外壁穿过圆管24并与圆管24焊接为一体，出气口接头7与空心螺栓5之间同一节高压软管4连接。

所述位于圆管24内的高压气管17上套有定位环14，定位环14通过连接件13固定在圆管24内壁。

所述圆管24由至少两节组成，相邻两节圆管24之间采用插接的方式同轴向连接，相邻两节圆管24之间的环形连接处25密封设置。

所述高压气管17在圆管24内的部分由至少两节组成相邻两节高压气管17之间通过螺纹管10连接，螺纹管10的内孔横截面为正方形，螺纹管10的外圈分别与两节高压气管17的内壁螺纹连接。

所述测定系统包括多接口连接管28、气体收集罐30、至少一个抽气管接头21以及与抽气管接头21连接的抽气管22，抽气管22伸入圆管24内，每个抽气管接头21均连接到两个橡胶膨胀体2之间的圆管24上，每根抽气管22的出气口均与多接口连接管28连接，多接口连接管28的出气口通过出气管1与气体收集罐30连接，出气管1上沿气流方向依次设有第二压力表20b、第二阀门19b和负压泵29，每个抽气管22上均设有流量计27。

所述固定系统包括底座15和套在最外端一节圆管24上的孔口固定环26，孔口固定环26设在底座15上。

所述最内端一节圆管24的内端面设有堵板3，堵板3中央通过穿过圆管24内的钢丝绳31连接有电动葫芦32。