取芯鉆桿和取芯裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采煤技術(shù)，尤其涉及一種取芯鉆桿和取芯裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤層采掘之前，需要對煤層實(shí)施大面積預(yù)先處理，以達(dá)到煤層卸壓、排放瓦斯及改變煤層物理力學(xué)性質(zhì)的目的，從而大面積消除煤層的突出危險(xiǎn)性。而煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測分為區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測和工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測。在選擇防突措施時(shí)，按照區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補(bǔ)充的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工管理，而測定煤層瓦斯含量是檢驗(yàn)區(qū)域防突措施效果是否有效的主要指標(biāo)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)主要是通過鉆孔取樣獲得煤芯，然后通過煤芯來測定煤層的瓦斯含量，具體的鉆孔取樣方式包括兩種，分別是鉆進(jìn)取樣和采用雙層鉆桿取樣。
[0004]但是，采用現(xiàn)有技術(shù)中的鉆孔取樣方式進(jìn)行煤芯取樣，所取得的煤樣原始性均比較差、瓦斯損失量大，導(dǎo)致所測得的煤層的瓦斯含量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種取芯鉆桿和取芯裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用鉆孔取樣方式進(jìn)行煤芯取樣，所取得的煤樣原始性均比較差、瓦斯損失量大，導(dǎo)致所測得的煤層的瓦斯含量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供一種取芯鉆桿，包括:鉆桿本體和位于所述鉆桿本體內(nèi)部的限位套、定位銷和彈性裝置；所述鉆桿本體的第一端與煤芯取樣裝置中的取芯內(nèi)鉆頭連接，所述鉆桿本體的第二端連接地質(zhì)鉆桿；
[0007]所述鉆桿本體的第一側(cè)壁上開設(shè)一定位孔，所述彈性裝置位于所述限位套中，所述定位銷固設(shè)在所述彈性裝置的第一端，所述彈性裝置的第二端固設(shè)在所述鉆桿本體與所述第一側(cè)壁正對的第二側(cè)壁的內(nèi)側(cè)；
[0008]所述限位套用于限位所述定位銷及所述定位銷從所述定位孔中伸出的高度。
[0009]進(jìn)一步地，所述鉆桿本體包括鉆桿六方體和鉆桿圓桿體，所述鉆桿六方體和所述鉆桿圓桿體一體成型，所述定位孔開設(shè)在所述鉆桿六方體的第一側(cè)壁上，所述第一側(cè)壁與所述煤芯取樣裝置中的套管上開設(shè)用于卡扣所述定位銷的卡槽的側(cè)壁正對。
[0010]進(jìn)一步地，所述彈性裝置包括定位彈簧和彈簧座，所述定位彈簧固設(shè)在所述彈簧座的第一端，所述彈簧座的第二端固設(shè)在所述鉆桿六方體的第二側(cè)壁的內(nèi)側(cè)，所述定位銷固設(shè)在所述定位彈簧上。
[0011]進(jìn)一步地，所述鉆桿本體的第一端與所述取芯內(nèi)鉆頭的第一端螺紋連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述鉆桿本體的第一端為外螺紋接頭，所述取芯內(nèi)鉆頭的第一端為內(nèi)螺紋接頭。
[0013]進(jìn)一步地，所述鉆桿本體的第二端與所述地質(zhì)鉆桿的第一端螺紋連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述鉆桿本體的第二端為內(nèi)螺紋接頭，所述地質(zhì)鉆桿的第一端為外螺紋接頭。
[0015]第二方面，本發(fā)明提供一種取芯裝置，包括:煤芯取樣裝置，所述煤芯取樣裝置包括取芯外鉆頭和活動(dòng)連接在所述取芯外鉆頭內(nèi)部的取芯內(nèi)鉆頭，還包括上述的取芯鉆桿；所述取芯鉆桿的第一端與煤芯取樣裝置中的取芯內(nèi)鉆頭連接，所述取芯鉆桿的第二端連接地質(zhì)鉆桿。
[0016]本發(fā)明提供的取芯鉆桿和取芯裝置，通過鉆桿本體內(nèi)部的限位套、定位銷以及彈性裝置的相互作用，在取芯內(nèi)鉆頭和取芯外鉆頭之間形成取芯空間，從而使得取芯外鉆頭所獲取的煤芯可以落入取芯空間，而無需隨風(fēng)或者隨水帶出，其能夠真實(shí)反映出所取煤樣地點(diǎn)瓦斯含量的真實(shí)性，進(jìn)而根據(jù)該原始煤芯測定的瓦斯含量比較準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的取芯鉆桿實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明提供的取芯鉆桿處于鉆進(jìn)狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明提供的取芯鉆桿實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明提供的取芯鉆桿的彈性裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明提供的取芯裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]【附圖說明】:
[0023]10:鉆桿本體；11:限位套；12:定位銷；
[0024]13:彈性裝置；14:煤芯取樣裝置；141:取芯內(nèi)鉆頭；
[0025]142:取芯外鉆頭；15:定位孔；101:鉆桿本體的第一端；
[0026]102:鉆桿本體的第二端；103:第一側(cè)壁；104:第二側(cè)壁；
[0027]131:彈性裝置的第一端；132:彈性裝置的第二端；
[0028]16:第一卡槽；17:第二卡槽；18:滑動(dòng)槽；
[0029]19:套管；20:巖心套管；133:定位彈簧；
[0030]134:彈簧座；1341:彈簧座的第一端；1342:彈簧座的第二端；
[0031]105:鉆桿六方體；106:鉆桿圓桿體；
[0032]21:取芯鉆桿。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明涉及的取芯鉆桿，可以適用于煤礦領(lǐng)域?qū)γ盒具M(jìn)行定點(diǎn)取樣，以測定煤層瓦斯含量的場景中。
[0034]傳統(tǒng)的對煤芯進(jìn)行取樣的方式包括鉆進(jìn)取樣和雙層鉆桿取樣；其中，鉆進(jìn)取樣是將煤層打鉆到一定深度，用風(fēng)或水的作用下帶出煤樣；采用雙層鉆桿取樣，是由外置的送風(fēng)或送水裝置向鉆桿中心孔內(nèi)送風(fēng)或送水，風(fēng)(或水)在壓力的作用下通過取芯內(nèi)鉆頭內(nèi)的通孔噴出，取得的煤樣在風(fēng)(或水)在壓力的作用下帶出。上述這兩種所取的煤樣均是由淺孔向深孔過渡，由于鉆孔長度過長，排粉方式為風(fēng)力排粉或者水力排粉，取出的煤樣煤體松散、瓦斯損失量大，不能真實(shí)反映出所取煤樣地點(diǎn)瓦斯含量的真實(shí)性，而且收集的煤樣也有可能不是所需位置的煤樣，與原始煤樣相差很大，故導(dǎo)致最后確定的煤層的瓦斯含量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
[0035]本發(fā)明提供的取芯鉆桿和取芯裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中所取得的煤樣原始性差、瓦斯損失量大，導(dǎo)致所測得的煤層的瓦斯含量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。
[0036]下面以具體地實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。下面這幾個(gè)具體的實(shí)施例可以相互結(jié)合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實(shí)施例中不再贅述。
[0037]圖1為本發(fā)明提供的取芯鉆桿實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該取芯鉆桿21包括:鉆桿本體10和位于所述鉆桿本體10內(nèi)部的限位套11、定位銷12和彈性裝置13 ;所述鉆桿本體10的第一端101與煤芯取樣裝置14中的取芯內(nèi)鉆頭141連接，所述鉆桿本體10的第二端102連接地質(zhì)鉆桿；所述鉆桿本體10的第一側(cè)壁103上開設(shè)一定位孔15，所述彈性裝置13位于所述限位套11中，所述定位銷12固設(shè)在所述彈性裝置13的第一端131，所述彈性裝置13的第二端132固設(shè)在所述鉆桿本體10與所述第一側(cè)壁103正對的第二側(cè)壁104的內(nèi)側(cè)；所述限位套11用于限位所述定位銷12 (即限位套可以避免定位銷左右晃動(dòng))，并用于限位所述定位銷12從所述定位孔15中伸出的高度。
[0038]具體的，上述鉆桿本體10可以為一中空結(jié)構(gòu)(即鉆桿本體10沿徑向開設(shè)有一中心通孔)，其可以為四方體形狀或者六方體形狀，還可以為四方體形狀或者六方體形狀與圓柱體形狀的結(jié)合(即一部分是四方體形狀或六方體形狀，一部分是圓柱體形狀)，本發(fā)明實(shí)施例對鉆桿本體10的形狀并不做限制。該鉆桿本體10的第一側(cè)壁103上開設(shè)的定位孔15，與鉆桿本體10的中心通孔的開設(shè)方向垂直。在鉆桿本體10的內(nèi)部(即中心通孔中)設(shè)置有限位套11，限位套11中設(shè)置有彈性裝置13，該彈性裝置13的第二端132固設(shè)在鉆桿本體10與上述第一側(cè)壁103正對的第二側(cè)壁104的內(nèi)側(cè)，定位銷12設(shè)置在彈性裝置13的第一端131，確保定位銷12可以在彈性裝置13的作用下從定位孔15中伸出?？蛇x的，該彈性裝置13可以為彈簧，還可以為彈性塊，還可以為其他的彈性元件，圖1中所示的彈性裝置13只是以彈簧進(jìn)行舉例。
[0039]上述鉆桿本體10的第一端101可以與取芯內(nèi)鉆頭141螺紋連接，還可以為卡扣連接；鉆桿本體10的第二端102可以與地質(zhì)鉆桿螺紋連接，還可以為卡扣連接，鉆桿本體10通過地質(zhì)鉆桿與外部的送風(fēng)或送水等動(dòng)力裝置連接。需要說明的是，取芯鉆桿21是通過穿設(shè)在套管19和巖心套管20中與取芯內(nèi)鉆頭141連接的。
[0040]具體的工作原理如下:參見圖2所示的鉆進(jìn)狀態(tài)示意圖，使用時(shí)，將取芯鉆桿21逐一穿設(shè)煤芯取樣裝置14中的套管19和巖心套管20(套管19為一中空六方體結(jié)構(gòu)，巖心套管20為一中空圓柱體結(jié)構(gòu))，該套管19中設(shè)置有第一卡槽16和第二卡槽17，且第一卡槽16和第二卡槽17之間有滑動(dòng)槽18，當(dāng)穿設(shè)好之后，定位銷12在彈性裝置13的彈性作用下從定位孔15伸出卡在第一^^遭16中(第一^^遭16的深度與第二卡槽17的深度相比較淺)，參見圖2所示(圖2為取芯鉆桿21處于鉆進(jìn)狀態(tài))，同時(shí)，將鉆桿本體10的第一端101與煤芯取樣裝置14的取芯內(nèi)鉆頭141連接，以及將鉆桿本體10的第二端102與地質(zhì)鉆桿連接。啟動(dòng)外部的動(dòng)力裝置，取芯鉆桿21在動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)煤芯取樣裝置14的取芯內(nèi)鉆頭141旋轉(zhuǎn)，并且通過套管19、巖心套管20的傳動(dòng)帶動(dòng)煤芯取樣裝置14的取芯外鉆頭142旋轉(zhuǎn)，從而使取芯內(nèi)鉆頭141、取芯外鉆頭142 —起配合完成對煤層的鉆進(jìn)