[发明专利]煤矿井下水力反循环连续取心用岩心分离箱及其方法

说明书

一种煤矿井下水力反循环连续取心用岩心分离箱及其方法，岩心分离箱包括岩心柜、岩心筒、滑动接头、接头柜、负压抽采箱体、沉渣箱体、岩心报信机构，岩心筒插接于所述岩心柜中，岩心柜呈一定角度布设在所述负压抽采箱体中，与煤矿井下反循环取心钻具的返心通道连接后，上返煤岩心通过所述滑动接头进入岩心筒，煤岩心撞击岩心报信机构传动杆，报信机构摆动传递信息，煤岩屑及冲洗液通过岩心筒布设的环形通孔进入所述沉渣箱体，返心通道内溢出的泄压瓦斯会通过负压抽采箱体进入瓦斯负压抽采管路；由此，本发明集煤岩心上返报信、煤岩心收集、瓦斯抽采、沉渣收集于一体，结构简单，组装方便，操作简单，保证煤矿井下安全施工。

技术领域

本发明涉及钻探设备的技术领域，尤其涉及一种煤矿井下水力反循环连续取心用岩心分离箱及其方法。

背景技术

煤矿井下地质异常体是煤矿安全生产的重大安全隐患，随着煤矿逐步落实精细化管理模式，为避免地质构造的无计划揭露，对查明采煤工作面地质构造尤其是地质异常体等的工作提出了构造要素精准化探测的更高要求，只有预先查明才能确保安全生产。目前，钻探是最直观、最有效、最准确的技术手段，可分为无岩心钻探和取心钻探两种探查方法。坑道取心钻探以水平钻孔为主，取心工艺主要有提钻式取心、绳索取心、以及水力反循环连续取心(单管或双管)等三种。其中双壁水力反循环取心技术可以实现不需提钻连续取心，技术优势明显，因而提出将双壁水力反循环连续取心技术应用于煤矿井下水平孔水力反循环取心工作中。

煤岩心的正常上返是水力反循环连续取心技术的关键，通过对上返煤岩心进行收集、编录、观察、分析可以对煤矿井下地质信息有直观的认识，包括地层岩性变化、层理发育程度及断层、陷落柱等地质异常体的发育情况。水力反循环连续取心技术在煤矿井下应用前景广阔，其技术原理是通过泥浆泵将冲洗液泵入双壁钻杆，随着钻进施工的进行，连续不间断地携带孔底破碎下来的完整煤岩心沿着钻具中心通道上返至孔外，然后再对煤岩心进行后续处理分析。

目前煤矿井下并没有配套的煤岩心分离箱，基本上是将上返的煤岩心及破碎的煤岩屑通过胶管直接排入指定箱体中，并且反循环通道逸出的卸压瓦斯没有被收集，存在一定的安全隐患。由于受到井下环境、反循环配套装备及外部管汇的限制，导致不能对岩心的正常上返做出快速有效的判断，只能通过人工在排心管附近留守观察，才能判定是否出心，而且单根钻杆施工完成后，需要人工从箱体中将煤岩心统一挑出来进行编录，由于煤岩心连续上返导致其相互混杂在一起，岩心上返的先后顺序被打乱，不仅对收集、编录产生困难也会对后续煤岩心的分析产生影响，而且在煤矿井下施工要兼顾施工过程中卸压瓦斯的治理问题，确保煤矿井下水力反循环取心施工的安全高效开展。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤矿井下水力反循环连续取心用岩心分离箱及其方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿井下水力反循环连续取心用岩心分离箱及其方法，其结构简单，操作方便，能克服现有技术的缺陷，集煤岩心上返报信、煤岩心收集、瓦斯抽采、沉渣收集于一体，有效保证煤矿井下安全施工。

为实现上述目的，本发明公开了一种煤矿井下水力反循环连续取心用岩心分离箱，包括岩心柜、岩心筒、滑动接头、接头柜、负压抽采箱体、沉渣箱体以及岩心报信机构，其特征在于：

所述岩心柜及接头柜均倾斜布设于所述负压抽采箱体内且倾斜角度一致，所述滑动接头为多个且布设于所述接头柜内，所述岩心筒为多个且能拆卸的间隔设置于岩心柜内，所述岩心柜设置于所述接头柜后，所述岩心柜外侧设有把手且与所述负压抽采箱体滑动配合，所述多个滑动接头的前端伸出接头柜外以连接至水力反循环连续取心钻具尾部的排心管，后端伸出接头柜以分别连接至岩心柜内的岩心筒，所述岩心报信机构布设于负压抽采箱体内以及岩心柜的上方，所述负压抽采箱体设置于沉渣箱体上。