一种动态钻屑模拟装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿瓦斯灾害防治领域，尤其是涉及一种应用于钻肩瓦斯解吸实验系统中的动态钻肩模拟装置。
【背景技术】
[0002]瓦斯解吸特性的研究是进行瓦斯灾害防治研究的重要内容，涉及解吸指标的测定及瓦斯含量的测定。通过开展颗粒煤中瓦斯解吸特性研究，掌握不同条件下的瓦斯解吸规律，为有效进行瓦斯灾害防治提供理论依据。
[0003]在实验室展开含瓦斯钻肩解吸实验时，瓦斯解吸规律基于钻肩呈静态，并将其应用到煤矿井下瓦斯含量直接测定，但是，煤矿井下瓦斯含量直接测定取样时，多以压风孔口取样为主，取样过程中煤肩运动伴随瓦斯解吸，至此出现了以静态的钻肩瓦斯解吸特性代替动态的钻肩解吸特性不匹配，具体体现在:在取样时，由于压风及钻杆的双重作用使钻肩在由钻孔壁及钻杆外壁组成的受限空间内发生剧烈的紊流运动，其瓦斯解吸规律必然受到运动的影响；测定煤层瓦斯含量时，却依据取得的基于静态钻肩瓦斯解吸规律反推取样过程中的瓦斯损失量，以静态的解吸规律应用于动态钻肩的解吸，客观上存在较大偏差。
[0004]因此，在现有研究钻肩瓦斯解吸规律的方法及系统基础上，设计一套可以较为真实的模拟取样时煤肩的运动状态的装置，研究动态钻肩的瓦斯解吸规律，提高瓦斯含量测定精度，以期提高瓦斯灾害防治的有效性显得尤为急迫。
【发明内容】
[0005]本实用新型针对现有解吸实验系统无法模拟动态钻肩解吸的问题，提供一种动态钻肩模拟装置，可以较为真实地模拟孔口取样时钻肩的运动状态，进而为研究动态钻肩瓦斯解吸特性做准备。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种动态钻肩模拟装置，其包括电磁调速电机、磁力搅拌器、螺旋搅拌桨及吸附容器，其特征在于，所述磁力搅拌器的动力输入端与所述电磁调速电机进行连接，所述磁力搅拌器的输出端连接所述螺旋搅拌桨，所述吸附容器的容器口上设置有端盖，所述吸附容器的端盖上设置有接口一、接口二、接口三和接口四，其中接口一、接口四与解吸实验系统相连，接口三与精密压力传感器及温度传感器连接，所述螺旋搅拌桨穿过所述端盖上的所述接口二后伸入所述吸附容器内。
[0007]进一步，作为优选，所述电磁调速电机调速范围为:0-1250r/min，实验过程中根据井下钻进时钻杆转速调节调速电机转速，以实现钻肩动态形式的模拟。
[0008]进一步，作为优选，所述螺旋搅拌桨为双螺旋结构，且其尺寸设置为能够保证满足吸附容器内装有三分之一钻肩时完全扰动，使钻肩形成螺旋紊流运动状态。
[0009]进一步，作为优选，所述吸附容器外壁上设置有电炉丝加热及温控层，其温控范围为30 °C -100 °C，温控精度为± 0.5 °C。
[0010]进一步，作为优选，磁力搅拌器与端盖采用锥形螺纹相连。[0011 ]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0012]1.采用本实用新型可以完善现有瓦斯解吸实验系统，可以较为真实的实现对钻进取样时钻肩动态运动状态的模拟，便于考察钻杆不同旋转速度对钻肩瓦斯解吸规律的影响，弥补了瓦斯解吸规律研究试验的不足。
[0013]2.本实用新型的吸附容器上设置有电炉丝加热及温控装置，可以探究温度对钻肩动态解吸特性的影响。
[0014]3.本实用新型设计科学、使用可靠、便于推广。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型动态钻肩模拟装置示意图；
[0016]其中，丨-接口一，2-电磁调速电机，3-磁力搅拌器，4-接口三，5-接口四，6-端盖，7_螺旋搅拌桨，8-煤肩，9-电炉丝加热及温控层，10-吸附容器。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案:一种动态钻肩模拟装置，其包括电磁调速电机2、磁力搅拌器3、螺旋搅拌桨7及吸附容器10，所述磁力搅拌器3的动力输入端与所述电磁调速电机2进行连接，所述磁力搅拌器3的输出端连接所述螺旋搅拌桨7，所述吸附容器10的容器口上设置有端盖6，所述吸附容器1的端盖6上设置有接口一 1、接口二、接口三4和接口四5，其中接口一1、接口四5与解吸实验系统相连，接口三4与精密压力传感器及温度传感器连接，以便于监控吸附容器10内参数变化，所述螺旋搅拌桨7穿过所述端盖6上的所述接口二后伸入所述吸附容器10内。其中，磁力搅拌器3与端盖6采用锥形螺纹相连，可以满足吸附容器内压力为1MPa时密封完好。
[0019]在本实施例中，为能够实现根据井下钻进时钻杆转速调节电磁调速电机转速对钻肩运动形式的模拟，所述电磁调速电机2的调速范围为:O-12 50r/m i η。
[0020]所述螺旋搅拌桨7为双螺旋结构，且其尺寸设置为能够保证满足吸附容器内装有三分之一钻肩8时完全扰动，使钻肩8形成螺旋紊流运动状态，一般，螺旋搅拌桨7尺寸与样品罐内的尺寸接近。
[0021]所述吸附容器10外壁上设置有电炉丝加热及温控层9，其温控范围为30°C-10(TC，温控精度为±0.5 °C。
[0022]本实用新型可以完善现有瓦斯解吸实验系统，可以较为真实的实现对钻进取样时钻肩动态运动状态的模拟，便于考察钻杆不同旋转速度对钻肩瓦斯解吸规律的影响，弥补了瓦斯解吸规律研究试验的不足。本实用新型的吸附容器上设置有电炉丝加热及温控装置，可以探究温度对钻肩动态解吸特性的影响。本实用新型设计科学、使用可靠、便于推广。
[0023]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种动态钻肩模拟装置，其包括电磁调速电机、磁力搅拌器、螺旋搅拌桨及吸附容器，其特征在于，所述磁力搅拌器的动力输入端与所述电磁调速电机进行连接，所述磁力搅拌器的输出端连接所述螺旋搅拌桨，所述吸附容器的容器口上设置有端盖，所述吸附容器的端盖上设置有接口一、接口二、接口三和接口四，其中接口一、接口四与解吸实验系统相连，接口三与精密压力传感器及温度传感器连接，所述螺旋搅拌桨穿过所述端盖上的所述接口二后伸入所述吸附容器内。2.根据权利要求1所述的一种动态钻肩模拟装置，其特征在于:所述电磁调速电机调速范围为:0_1250r/min。3.根据权利要求1所述的一种动态钻肩模拟装置，其特征在于:所述螺旋搅拌桨为双螺旋结构，且其尺寸设置为能够保证满足吸附容器内装有三分之一钻肩时完全扰动，并使钻肩形成螺旋紊流运动状态。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种动态钻肩模拟装置，其特征在于:所述吸附容器外壁上设置有电炉丝加热及温控层，其温控范围为30°C-10(TC，温控精度为±0.5°C。5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种动态钻肩模拟装置，其特征在于:所述磁力搅拌器与所述端盖采用锥形螺纹相连。。
【专利摘要】本实用新型公开了一种动态钻屑模拟装置，磁力搅拌器的动力输入端与电磁调速电机进行连接，磁力搅拌器的输出端连接螺旋搅拌桨，吸附容器的容器口上设置有端盖，吸附容器的端盖上设置有接口一、接口二、接口三和接口四，其中接口一、接口四与解吸实验系统相连，接口三与精密压力传感器及温度传感器连接，螺旋搅拌桨穿过所述端盖上的接口二后伸入吸附容器内。本实用新型可以完善现有瓦斯解吸实验系统，可较为真实的实现对钻进取样时钻屑动态运动状态的模拟，便于考察钻杆不同旋转速度对钻屑瓦斯解吸规律的影响，弥补瓦斯解吸规律研究试验的不足。本实用新型的吸附容器上设置电炉丝加热及温控装置，可以探究温度对钻屑动态解吸特性的影响。
【IPC分类】G01N33/22
【公开号】CN205374433
【申请号】CN201620021657
【发明人】张宏图, 马庆庆, 位乐, 任培良, 王冕
【申请人】河南理工大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月8日