[发明专利]一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置及方法

权利要求书

1.一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置，其特征在于，该装置包括定向钻机、封孔模块、气体填充模块、测压模块和电路通讯模块；

所述封孔模块包括中空圆柱体测管和环绕固定在测管外壁的封孔胶囊以及位于测管内的液控阀，所述液控阀控制封孔胶囊的充、排气；所述封孔胶囊充气后，其远离定向钻机的一端与所述实体柱塞远离定向钻机的一端以及钻孔煤壁形成测压气室；

所述测压模块包括中空圆柱体测管、实体柱塞、测压装置、内置传感器柱塞和气体网罩，所述实体柱塞与所述测管内壁紧密配合且能够沿所述测管内壁滑动，所述压力传感器和所述内置传感器柱塞内嵌于所述实体柱塞中，所述测压模块一端设有气体网罩，所述测压装置设有电源端子和输出端子；所述封孔模块和测压模块连接为一体；

所述气体填充模块包括气压泵、第一气体通路和第二气体通路，所述第一气体通路位于瓦斯压力测定装置内部并与所述液压阀相连接，用于向封孔胶囊充气；所述第二气体通路位于所述封孔胶囊和所述钻孔煤壁之间，用于向钻孔底部充气；

所述定向钻机用于瓦斯压力测定前定向钻孔，包括主机、主机电缆、孔口监视器、中心通缆和通缆钻杆；所述中心通缆设置于通缆钻杆内，所述主机通过主机电缆与孔口监视器连接，所述主机电缆为孔口监视器供电；所述通缆钻杆的前端安装封孔模块和测压模块；

所述电路通讯模块包括主机电缆、孔口监视器电路、中心通缆及测压装置电路；中心通缆的一端连接主机，另一端连接测压装置，主机通过中心通缆的导线与测压装置电路的电源端子连接，主机通过中心通缆的通信线缆与测压装置电路的输出端子连接；所述主机通过孔口监视器电路向所述测压装置电路传递指令，通过所述中心通缆供给电力。

2.根据权利要求1所述的一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置，其特征在于，中心通缆包括芯管和设置于芯管中的导线以及RS485通信线缆，所述导线用于供电，RS485通信线缆用于实现数据传输；所述芯管采用分段式结构，芯管的一端设置芯管公接头、另一端设置芯管母接头，两段芯管分别通过芯管公接头与芯管母接头连接；所述封孔模块与所述通缆钻杆的连接处，以及所述测压模块和所述封孔模块的连接处，芯管相应连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置，其特征在于，所述测压装置电路包括本安电源电路模块、由MCU芯片构成的MCU最小系统、瓦斯压力传感器、时钟电路、数据存储电路、信号放大电路和RS485通信电路；

所述的本安电源电路模块由中心通缆供给电力，本安电源电路把电力转换为各个模块需要的电压等级、本质安全型的电源，分别提供给供MCU最小系统、瓦斯压力传感器、时钟电路、数据存储电路、信号放大电路和RS485通信电路；

所述瓦斯压力传感器用于采集瓦斯压力数据；

所述时钟电路负责给MCU最小系统提供时间，以便记录完整测量数据；

所述数据存储电路负责存储测量数据和记录设备工作日志；

所述RS485通信电路通过中心通缆的RS485通信线缆实现测压装置和主机、孔口监视器的通信连接，接受主机、孔口监视器指令，上传测量数据；

所述的MCU最小系统接收到孔口监视器RS485通信指令后，打开瓦斯压力传感器和信号放大电路，并等待压力平衡，通过信号放大电路读取瓦斯压力测量值，记录数据，并通过RS485通信电路上报测量数据；然后等待孔口监视器收到测量数据后的下一步指令；若主机、孔口监视器认为测量结束，发送“测量结束”指令给测压装置，测压装置的MCU最小系统收到指令后关闭瓦斯压力传感器和信号放大电路，结束一个测量周期。