取芯鉆桿和取芯裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及采煤技術(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(duì)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(cè)分為區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)和工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。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(cè)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(guò)鉆孔取樣獲得煤芯，然后通過(guò)煤芯來(lái)測(cè)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(cè)得的煤層的瓦斯含量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型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(cè)得的煤層的瓦斯含量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]第一方面，本實(shí)用新型提供一種取芯鉆桿，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(xiāo)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(kāi)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(xiāo)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(duì)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(xiāo)及所述定位銷(xiāo)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(kāi)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(kāi)設(shè)用于卡扣所述定位銷(xiāo)的卡槽的側(cè)壁正對(duì)。
[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(xiāo)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，本實(shí)用新型提供一種取芯裝置，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]本實(shí)用新型提供的取芯鉆桿和取芯裝置，通過(guò)鉆桿本體內(nèi)部的限位套、定位銷(xiāo)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(wú)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(cè)定的瓦斯含量比較準(zhǔn)確。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型提供的取芯鉆桿實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型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為本實(shí)用新型提供的取芯鉆桿實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型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為本實(shí)用新型提供的取芯裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]【附圖說(shuō)明】:
[0023]10:鉆桿本體；11:限位套；12:定位銷(xiāo)；
[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]本實(shí)用新型涉及的取芯鉆桿，可以適用于煤礦領(lǐng)域?qū)γ盒具M(jìn)行定點(diǎn)取樣，以測(cè)定煤層瓦斯含量的場(chǎng)景中。
[0034]傳統(tǒng)的對(duì)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(guò)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(guò)渡，由于鉆孔長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，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]本實(shí)用新型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(cè)得的煤層的瓦斯含量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的技術(shù)問(wèn)題。
[0036]下面以具體地實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。下面這幾個(gè)具體的實(shí)施例可以相互結(jié)合，對(duì)于相同或相似的概念或過(guò)程可能在某些實(shí)施例中不再贅述。
[0037]圖1為本實(shí)用新型提供的取芯鉆桿實(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(xiāo)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(kāi)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(xiāo)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(duì)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(xiāo)12 (即限位套可以避免定位銷(xiāo)左右晃動(dòng))，并用于限位所述定位銷(xiāo)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(kāi)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)，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)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(kāi)設(shè)的定位孔15，與鉆桿本體10的中心通孔的開(kāi)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(duì)的第二側(cè)壁104的內(nèi)側(cè)，定位銷(xiāo)12設(shè)置在彈性裝置13的第一端131，確保定位銷(xiāo)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(guò)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(shuō)明的是，取芯鉆桿21是通過(guò)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(jiàn)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?qǐng)A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(xiāo)12在彈性裝置13的彈性作用下從定位孔15伸出卡在第一卡遭16中(第一卡遭16的深度與第二卡槽17的深度相比較淺)，參見(jiàn)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(guò)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