[发明专利]一种煤矿井下长钻孔瓦斯流量测试装置及方法

说明书

一种煤矿井下长钻孔瓦斯流量测试装置，包括四种钻杆：常规连接钻杆、第一节封堵钻杆、膨胀封孔器钻杆和测试通道钻杆，膨胀封孔器钻杆上设有膨胀封孔器钻杆胶囊；测试通道钻杆两端分别连接膨胀封孔器钻杆；测试通道钻杆包括测试通道第一钻杆、测试通道第二钻杆……测试通道第N钻杆，其中N为自然数。本方法的优点是实现了长钻孔瓦斯流量测试和钻测一体化，使长钻孔瓦斯流量数据的测试更加便捷、高效。

技术领域

本发明涉及瓦斯流量测试领域，尤其是涉及煤矿井下瓦斯流量测试装置及方法。

背景技术

《防治煤与瓦斯突出规定》第六条“防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面”，目前我们国家的区域防突措施主要有保护层开采、底（顶）板巷穿层钻孔预抽和本煤层长钻孔抽采。煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力测试是目前现行的主要两个区域预测和检验指标，但煤层瓦斯压力测试条件要求较为严格，测试周期长、难度大，煤层含量测试面临部分取样钻孔长度长，取样难度大，长钻孔瓦斯解吸规律不确定等问题，也影响了对区域预测和检验的准确性。尤其是近些年，不少矿井尝试采用“以孔代巷”作为区域措施，但由于没有足够的巷道空间，在煤与瓦斯突出预测及措施效果检验时往往只能施工长钻孔取样进行煤层瓦斯含量测试从而确定工作面前方的突出危险性，长钻孔测试指标的准确性所面临更加大的困难。

因此，探求一种对长距离、便捷高效的煤层瓦斯突出危险性预测的装置及方法就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿井下长钻孔瓦斯流量测试装置及方法，实现长钻孔瓦斯流量测试和钻测一体化，使长钻孔瓦斯流量数据的测试更加便捷、高效。

本发明的技术方案是：

一种煤矿井下长钻孔瓦斯流量测试装置，包括四种钻杆：常规连接钻杆、第一节封堵钻杆、膨胀封孔器钻杆和测试通道钻杆，膨胀封孔器钻杆上设有膨胀封孔器钻杆胶囊；测试通道钻杆两端分别连接膨胀封孔器钻杆；测试通道钻杆包括测试通道第一钻杆、测试通道第二钻杆……测试通道第N钻杆，其中N为自然数；常规连接钻杆、第一节封堵钻杆、膨胀封孔器钻杆和若干根测试通道钻杆均为中空的长管状，常规连接钻杆、第一节封堵钻杆、膨胀封孔器钻杆和测试通道钻杆的中间为进风通道；常规连接钻杆、膨胀封孔器钻杆和测试通道钻杆的管壁内沿各钻杆的长度方向设有两端通透的钻杆通道，钻杆通道沿管壁的圆周方向设有m个，m≥3。

钻杆通道包括连接通道、压风通道和测试通道，其中，膨胀封孔器钻杆上设有连接通道和x个压风通道，其中x的数量为1≤xm，压风通道在钻杆长度方向的中间位置连接有与管壁外侧连通的侧壁气体通道；测试通道钻杆上设有连接通道和y个测试通道，其中y的数量为1≤ym，且每个测试通道钻杆的测试通道的位置均与其它测试通道钻杆的测试通道的位置不相同，测试通道在钻杆长度方向的中间位置连接有与管壁外侧连通的侧壁气体通道；膨胀封孔器钻杆与测试通道钻杆连接时，膨胀封孔器钻杆的压风通道与测试通道钻杆上相邻的连接通道连通，测试通道钻杆的测试通道与膨胀封孔器钻杆上相邻的连接通道连通。

钻杆包括钻杆本体，钻杆快接结构包括一体连接在钻杆本体一端端部的连接部，连接部为空心圆筒状，连接部的外侧面为第一圆柱面，连接部与钻杆本体连接处环形的台阶面称为本体台阶面，第一圆柱面的外径小于钻杆本体的外径，第一圆柱面上沿钻杆的径向方向设有至少一对第一凹槽，第一凹槽内设有连接销，连接销的底面和第一凹槽的底面之间设有复位弹簧；对应在钻杆本体的另一端设有连接销凹槽，安装时连接销弹起插入到连接销凹槽内。

沿管壁的圆周方向设的钻杆通道数量m≥5。

第一凹槽上靠近第一凹槽出口处设有防止连接销脱出的阻挡台阶，连接销的底部设有防脱台阶；阻挡台阶的内径大于连接销上部的外径且小于防脱台阶的外径。

第一圆柱面、本体台阶面与相邻钻杆的连接处均设有密封结构。