[发明专利]井下定向长钻孔孔底封闭空间瓦斯参数随钻测定装置及方法

说明书

本发明涉及一种井下定向长钻孔孔底封闭空间瓦斯参数随钻测定装置，属于煤矿安全技术领域，包括外壁(1)和舱体(2)，所述舱体(2)包括依次连接的控制舱(4)、多个封堵舱(5)和瓦斯参数检测舱(6)；控制舱(4)、封堵舱(5)和瓦斯参数检测舱(6)的舱壁外侧均设有与随钻测定装置外壁(1)固定连接的固定脚(16)；固定脚(16)内设有用于连通舱体内与外壁外的中心通道；控制舱(4)用于对封堵舱(5)和瓦斯参数检测舱(6)进行控制；封堵舱(5)用于接收控制指令，对外壁(1)与钻孔内的煤壁之间的环形空间进行封堵；瓦斯参数检测舱(6)用于对瓦斯参数进行检测。

技术领域

本发明属于煤矿安全技术领域，涉及一种井下定向长钻孔孔底封闭空间瓦斯参数随钻测定装置及方法。

背景技术

探测掌握定向钻孔揭露煤层的瓦斯含量分布情况是优化瓦斯抽采钻孔设计，以及支撑长钻孔定向压裂、水力割缝等定点增渗，提高大区域瓦斯防治效果，实现瓦斯精准高效抽采的基础。对于已经成熟的硬煤定向钻进、碎软煤层顶(底)板梳状钻孔等定向长钻孔成孔工艺，钻进长度一般大于300m。采用传统的煤层瓦斯参数测定方法进行定向长钻孔煤层瓦斯参数测定时存在操作过程复杂、取样工程量大、测点少、控制区域小等问题，易造成对区域突出危险性的误判，且无法准确计算煤层瓦斯资源总量，影响瓦斯治理措施的设计与实施，不利于矿井安全生产。

通过对孔底小范围空间快速封堵，检测孔底空间内瓦斯参数，以测得的瓦斯参数换算检测点煤层瓦斯含量是一种能够随钻获取定向钻孔揭露煤层瓦斯含量分布的有效途径之一。能够实现间接快速、多点获取煤层瓦斯含量参数指导瓦斯治理措施实设计与施。对提高瓦斯治理效果，实现瓦斯精准高效抽采意义重大，保障矿井安全生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种井下定向长钻孔孔底封闭空间瓦斯参数随钻测定装置及方法，实现孔底环形空间快速封堵，以检测孔底封闭空间瓦斯参数，从而间接获得煤层瓦斯含量，还实现定向长钻孔孔底封闭空间随钻多点检测，即能够获得多点瓦斯含量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种井下定向长钻孔孔底封闭空间瓦斯参数随钻测定装置，包括外壁1和舱体2，所述舱体2包括依次连接的控制舱4、多个封堵舱5和瓦斯参数检测舱6；所述控制舱4、封堵舱5和瓦斯参数检测舱6的舱壁外侧均设有与随钻测定装置外壁1固定连接的固定脚16；所述固定脚16内设有用于连通舱体内与外壁外的中心通道；

所述控制舱4用于对封堵舱5和瓦斯参数检测舱6进行控制；

所述封堵舱5用于接收控制指令，对外壁1与钻孔内的煤壁之间的环形空间进行封堵；

所述瓦斯参数检测舱6用于对瓦斯参数进行检测，包括封闭空间内气体压力变化数据和封闭空间气体流量数据。

进一步，所述控制舱4包括控制舱舱壁，所述控制舱舱壁一端设置有信号线接口3，另一端与封堵舱5连接，所述控制舱舱壁内设有电池7和单片机8，所述控制舱舱壁上设有一个固定脚16，其中心通道中设有温度传感器10；所述单片机8与号线接口3、温度传感器10连接，所述电池7为单片机8、温度传感器10供电。

进一步，所述封堵舱5包括封堵舱舱壁，所述封堵舱舱壁内设有封堵材料罐13，所述封堵材料罐13的一端设有螺杆马达12，另一端设有限位盖14，所述螺杆马达12用于接收单片机8信号，挤压封堵材料罐13；所述封堵舱舱壁外侧设有多个固定脚16，所述固定脚16的中心通道内设有封堵管18，所述封堵材料罐13通过导管15连接封堵管18。

进一步，所述封堵管18垂直于封堵舱5轴向布置，在封堵舱5中心轴与导管15连接，设置有若干分支封堵管18，经固定脚中心16通道延伸至外壁1外。