[发明专利]一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置

说明书

本发明公开了一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，包括钻杆接头、收集筒和取样筒，钻杆接头的右端套接有端盖，端盖的右端套接有收集筒，收集筒与导向密封套套接，导向密封套内滑动套接有取样筒，导向密封套的内壁和取样筒的外壁开键槽，且键槽之间通过导向键滑动连接钻杆接头、收集筒和取样筒，取样筒的右端螺纹连接有钻头，钻头包括内部设有空腔的钻头体及设置在钻头体内的中空环形喷射器，钻头体一端由内至外分别设有内层、中层及外层切削刀头。本发明最大程度的保证瓦斯含量的真实性，操作过程简单，可在松软突出煤层中快速、准确的进行取样，节省了取样时间、提高了取样深度及煤矿取样工作效率和安全性，降低了瓦斯灾害事故的发生率。

技术领域

本发明涉及煤矿井下瓦斯含量测定技术领域，具体为一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置。

背景技术

煤层瓦斯含量是瓦斯治理和防治及煤层气评价和开发等相关领域的重要参数之一，同时瓦斯含量测定一直是瓦斯预测和瓦斯治理领域的国际性难题。至今没有突破的主要原因有两点：第一、煤样不能保证定点采集，第二、瓦斯损失量无法做到准确计算。瓦斯含量要准确测定就必须同时满足以上两点要求。

目前，国内外很多专家把瓦斯含量测定的重点放在了损失量计算上，建立了不同的模型来模拟瓦斯吸附和解析过程，从而得出了一系列的计算公式来计算瓦斯含量在测定中的损失量；由于瓦斯的吸附、解析是一个化学、物理和复杂环境条件等共同作用的过程，然而这些模型都是在实验室中建立的，条件单一、模型简单等因素导致不可能完全符合煤层瓦斯实际解析情况。因此，至今没有一个人或一种设备可以准确地测定瓦斯含量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种准确测定煤层瓦斯含量的取样装置，包括钻杆接头、收集筒和取样筒，所述钻杆接头的右端套接有端盖，所述端盖的右端套接有收集筒，且所述端盖轴心处开有通孔，所述通孔内安装有稳压接头，所述收集筒远离端盖的一端与导向密封套套接，且所述导向密封套内滑动套接有取样筒，所述导向密封套的内壁和取样筒的外壁分别开有一个键槽，且两个键槽之间通过导向键滑动连接，所述取样筒的左端周向开有让位槽，且让位槽位于导向键的一侧，所述让位槽外套接弹簧，且所述弹簧安装在导向密封套与取样筒之间，所述导向密封套的左端开有采集孔，所述采集孔内活动设有密封堵头，所述取样筒的右端螺纹连接有钻头，所述钻头包括内部设有空腔的钻头体及设置在钻头体内的中空环形喷射器，所述钻头体一端由内至外分别设有内层、中层及外层切削刀头，所述内层切削刀头处设有取样口，所述中层及外层切削刀头间设有用于排渣的间隙槽，所述环形喷射器固定设置在钻头体的空腔内并与钻头体内壁间形成环形内腔，所述取样口与中空环形喷射器相连通，所述钻头体上对应设有喷射孔，所述喷射孔与环形内腔相连通，所述密封堵头通过连接机构与取样筒固定连接，所述取样筒的右端端面开有进样孔，所述端盖、收集筒、导向密封套和取样筒均为中空结构，且端盖、收集筒、采集孔、导向密封套、取样筒和进样孔之间依次连通，所述收集筒的内部设有滤芯，且所述滤芯的一端伸入到端盖轴心处开有的通孔中，并与稳压接头连接。

进一步的，所述环形喷射器包括相互连接的第一管体与第二管体，所述第一管体一端设有进料口，另一端设有回风喷射孔；所述第二管体一端设有回风腔，另一端设有出料口，所述第一管体的进料口与所述取样口相通，所述回风腔与回风喷射孔相通。

进一步的，所述内层、中层及外层切削刀头依次由低向高设置，形成内凹型的切削侧壁。

进一步的，所述外层切削刀头为4-6个，中层切削刀头为3-4个，内层切削刀头为2-3个，各层切削刀头均匀布置。

进一步的，所述喷射孔的中心轴线与钻头体钻进方向间的夹角为5°～60°，且与外层切削刀头的切削面间夹角为30°～80°。