专利名称：煤层气参数的简便随钻测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种煤层气参数的测量装置及方法，尤其涉及一种煤层 气参数的简便随钻测量装置及方法。
背景技术：
矿井瓦斯事故是煤矿生产中最严重的自然灾害之一，煤层气(瓦斯)
压力是瓦斯从煤层中涌出的动力；而煤层瓦斯含量是表征煤层瓦斯赋存 状况，评价煤矿开发条件，确定煤矿安全技术措施以及瓦斯开发利用的 重要依据之一。所以，煤层中开拓掘进和采煤过程中经常要对瓦斯压力/ 含量进行测量。目前，国内外测定瓦斯压力的己有技术都是采用从岩巷 (煤巷)向煤层打钻孔，从钻孔中引出一个管子，并用粘土、水泥砂浆、 胶圈、胶嚢等固体物直接封孔，通过从钻孔中引出的测压管，直接用压 力表读出瓦斯压力值。这种测压方法在封孔段岩石坚硬致密的条件下可 以得到正确的瓦斯压力值，但是由于与煤层直接接触的顶、底板岩层多 为砂页岩层，在砂页岩层中钻孔(孔径一般为75毫米)后，孔壁周围往 往存在微裂隙，封孔的固体物不能严密封闭钻孔周边的裂隙，因而容易 漏气。煤层的透气性很低，钻孔的微量漏气将使测出的压力值大大低于 煤层真实的瓦斯压力，这样会导致错误的技术判断，造成巨大的事故。 并且在这种情况下测取一个数据往往需要7~8个小时，花费大量的劳动 力工时。特别是在软煤层不易成孔时，该法就不能再用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种能够提高测量 精度，并且操作筒便、测量时间短的煤层气参数的随钻测量装置及方法。
为实现上述目的，本发明提供一种简便随钻测量装置，包括钻杆和 钻头，所述钻杆的侧壁上集中设有多个供煤层气通过的通3U所述钻杆 的后部连接有测量煤层气参数的仪器仪表
进一步，所述供煤层气通过的通孔位于与钻头相连的钻杆上靠近钻 头的部位。
进一步，所述供煤层气通过的通孔在杆身的同一个横截面上的数量为两个，沿径向正对布置，与其相邻横截面上的通孔的轴线交错90。布置。
进一步，所述测量煤层气参数的仪器仪表具体为二次仪表，如压力 表或含量计，连接于所述钻杆的后部。
本发明还提供一种煤层气参数的简便随钻测量方法，包括如下步骤
1) 在井下工作面选择需要测量的位置，用钻机驱动所述的煤层气参 数的简便随钻测量装置施工钻孑L;
2) 钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部直接连接煤 层气参数测量仪器仪表；
3 )钻杆的后部出口由煤层气参数测量仪器仪表直接封闭，经过一定 时间后，使钻杆内部的气体压力达到稳定后，通过煤层气参数测量仪器 仪表测量煤层气参数。
进一步，还包括如下步骤
4) 使钻杆的后部与煤层气参数测量仪器仪表的连接断开
5) 将钻机与钻杆重新连接，继续向下一个需要测量的深度打孑L;
6) 钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部与煤层气参 数测量仪器仪表相连；
7) 通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。
进一步，所述煤层气参数为煤层气压力和/或含量，煤层气参数测量 仪器仪表为二次仪表，如压力表和/或含量计。
本发明通过在钻头后附加一段特殊设计的钻杆，该装置是通过钻杆 上设计的小孔在钻杆内空腔中进行集气，钻杆的外端采用二次仪表进行 测量，可随时停钻进行煤层气压力和含量的测量，外设可直接链接各种 二次仪表和测量仪器，可方便地在井下使用，能够提高测量精度，并且 测量时间短，能够实现随钻连续测量。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明 图1为本发明的一种煤层气参数的简便随钻测量装置的剖视图； 图2为图1的A-A向剖视图。
具体实施例方式
实施例1:
如图1所示，本发明实施例提供了一种煤层气参数的简便随钻测量装置，包括钻杆2和钻头1，钻杆2的杆身上集中设有多个供煤层气通过
l的部位。^煤层气通过的通孔21在杆;的^一个横截面上的数量为^ 个，沿径向正对布置，与其相邻横截面上的通孔21的轴线交错90。布置 (如图2所示)。
当使用时，将本实施例提供的煤层气参数的简便随钻测量装置通过 钻机(图中未示出)钻入煤层中(可依据不同的深度选择不同节数的钻 杆2 )，钻杆2的后部可直接链接各种二次仪表和测量仪器(能够测量压 力或含量的仪器仪表)，且这些仪表直接封闭钻杆后部的出口，经过一定 时间使钻杆内气体的压力稳定后，即可方便地在井下测量煤层气参数， 如压力/含量。
实施例2:
本发明实施例提供了 一种煤层气参数的简便随钻测量方法，包括如 下步骤
1) 在井下工作面选择需要测量的位置，按照设计好的钻孔倾角、方 位、和深度，用钻机驱动实施例1提供的煤层气参数的简便随钻测量装 置施工钻孔；
钻孔时，边使钻杆旋转，边往钻杆内部打入高压气体，高压气体从 钻头的开口及供煤层气通过的通孔喷出，起到向外排煤屑和防止钻杆内 部进入煤屑的作用。
2) 钻完孔后停机，使钻杆停止旋转及停止打气，然后使钻杆与钻机 脱离，再将钻杆的后部直接链接各种二次仪表等测量仪器(能够测量压 力或含量的仪器仪表)。
3) 经过一定时间后，使钻杆内气体的压力稳定后，通过二次仪表和 测量仪器测量煤层气参数，如压力/含量。 当需要测量更深处的煤层气参数时，可以直接利用上一 次的测量孔 来继续测量，此时还需要包括如下步骤
4) 使钻杆2的后部与煤层气参数测量仪器仪表的连接断开，
5) 将钻机与钻杆2重新连接，继续向下一个需要测量的深度打孔；
6) 钻完孔后停机，使钻杆2与钻机脱离，再将钻杆2的后部与煤层 气参数测量仪器仪表相连；
7) 通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。
权利要求
1.一种煤层气参数的简便随钻测量装置，包括钻杆和钻头，其特征在于，所述钻杆的侧壁上集中设有多个供煤层气通过的通孔，所述钻杆的后部连接有测量煤层气参数的仪器仪表。
2. 根据权利要求l所述的煤层气参数的简便随钻测量装置，其特征在于， 所述供煤层气通过的通孔位于与钻头相连的钻杆上靠近钻头的部位。
3. 根据权利要求l所述的煤层气参数的简便随钻测量装置，其特征在于， 所述供煤层气通过的通孔在杆身的同 一个横截面上的数量为两个，沿 径向正对布置，与其相邻橫截面上的通孔的轴线交错卯。布置。
4. 根据权利要求1所述的煤层气参数的简便随钻测量装置，其特征在于， 所述测量煤层气参数的仪器仪表具体为二次仪表，如压力表或含量 计，连接于所述钻杆的后部。
5. —种煤层气参数的简便随钻测量方法，其特征在于，包括如下步骤1) 在井下工作面选择需要测量的位置，用钻机驱动权利要求1所述 的煤层气参数的简便随钻测量装置施工钻孔；2) 钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部直接连接煤 层气参数测量仪器仪表；3) 钻杆的后部出口由煤层气参数测量仪器仪表直接封闭，经过一定 时间后，使钻杆内部的气体压力达到稳定后，通过煤层气参数测量仪 器仪表测量煤层气参数。
6. 根据权利要求5所述的煤层气参数的简便随钻测量方法，其特征在于， 还包括如下步骤4) 使钻杆的后部与煤层气参数测量仪器仪表的连接断开；5) 将钻机与钻杆重新连接，继续向下一个需要测量的深度打3L;6) 钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部与煤层气参 数测量仪器仪表相连；7) 通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。
7. 根据权利要求5所述的煤层气参数的简便随钻测量方法，其特征在于， 所述煤层气参数为煤层气压力和/或含量，煤层气参数测量仪器仪表为 二次仪表，如压力表和/或含量计。
全文摘要
本发明公开了一种煤层气参数的简便随钻测量装置，包括钻杆和钻头，所述钻杆的侧壁上集中设有多个供煤层气通过的通孔，所述钻杆的后部连接有测量煤层气参数的仪器仪表。一种煤层气参数的简便随钻测量方法，包括如下步骤在井下工作面选择需要测量的位置，用钻机驱动煤层气参数的简便随钻测量装置施工钻孔；钻完孔后停机，使钻杆与钻机脱离，再将钻杆的后部直接连接煤层气参数测量仪器仪表；钻杆的后部出口由煤层气参数测量仪器仪表直接封闭，经过一定时间后，使钻杆内部的气体压力达到稳定后，通过煤层气参数测量仪器仪表测量煤层气参数。本发明能够提高测量精度，操作简便、测量时间短，能够实现随钻连续测量。
文档编号E21B49/08GK101581218SQ200810111708
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者张均锋 申请人:中国科学院力学研究所