[发明专利]一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置及方法，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；封孔模块包括测管、封孔胶囊以及液控阀，封孔胶囊充气后，其与实体柱塞以及钻孔煤壁形成测压气室；测压模块与测管内壁紧密配合且能够沿测管内壁滑动；气体填充模块的第一气体通用于向封孔胶囊充气，第二气体通路用于向钻孔底部充气；定向钻机的主机与孔口监视器连接，通缆钻杆的前端安装封孔模块和测压模块；中心通缆的一端连接主机，另一端连接测压装置，结合千米定向钻机，弥补了传统瓦斯压力测定方法距离短、测压位置受限、反复扫孔、封孔困难等不足，具有测定距离远、钻孔密封性好、可多点测定、操作流程简单等优势。

技术领域

本发明涉及一种瓦斯压力测定装置及方法，尤其是一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置及方法，属于煤田瓦斯地质、瓦斯或煤层气抽采及煤矿安全领域。

背景技术

在煤、气田地质勘探、煤层气瓦斯抽采、煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定、煤矿瓦斯灾害防治等诸多工作中，不可避免地遇到瓦斯基础参数测试问题。瓦斯压力是最关键、最重要的瓦斯基础参数之一，主要参照《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/T 1047-2007）测定。

现行瓦斯压力测定方法，在完成封孔之后，需要断开定向钻机和瓦斯压力测定装置的连接，将定向钻机退出，瓦斯压力测定装置留在测定位置，连续监测测压气室的瓦斯压力，测定装置无法回收重复利用，测定一个点的瓦斯压力，需要投入一套瓦斯压力测定装置。并且打一个钻孔，只能测定一个压力数据，测压周期长，测定工艺复杂，成本高，效率低，企业无法接受。

而且现行的瓦斯压力测定装置在远距离、煤岩体内、复杂施工环境下，无论有线传输还是无线传输，数据传输的难度很大，需要额外提供监测监控模块和带有充电接口且快速拆卸与安装的电源舱，以及数据储存器、温度传感器、声发射传感器等各类传感器和模块接口，操作繁复不便而且成本高。测定完成、数据进行储存后，不能实现远程传输，需要退钻之后进行数据通讯，读取瓦斯参数。

因此，如何高效便捷的进行多点测定，实现测定装置重复利用，并且能够远程简便的实时传输测定数据将具有重大意义。

发明内容

针对现有瓦斯压力测定装置无法回收重复利用，并且打一个钻孔，只能测定一个压力数据，测压周期长，测定工艺复杂，数据传输的难度大，操作繁复不便，不能实现远程传输，需要退钻之后进行数据通讯等问题，本发明提供了一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种基于定向钻机的瓦斯压力测定装置，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，所述测压装置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；