一种基于测温光纤的煤矿井下测温钻杆的制作方法

本实用新型涉及矿井煤层测温领域，具体涉及一种基于测温光纤的煤矿井下测温钻杆。

背景技术：

在煤矿火区监测、煤炭自燃范围的确定以及在早期预防、预报等相关项目中，火区内部信息的采集是一项最关键性的技术。目前火区钻孔温度信息对于局部高温火源的精确定位具有很高的指导意义。

目前常用的钻孔测温装置，主要是由热电阻/热电偶测温探头、数据传输导线和显示仪表组成。而光纤测温的导线主要有铠装导线和非铠装导线两种；但每种导线在实际使用中都会存在不同的问题。

当使用铠装导线时，本可以利用铠装导线的硬度，直接将测温探头输送进钻孔中，输送深度需要人工计算，铠装导线虽然可以直接送进钻孔中，但是硬质的铠装导线不便于携带，因此大部分时候仅适用于短距离的测温。而非铠装导线虽然便于携带，但是测温时，需要用胶带将灵敏温度探头和信号线绑在硬质的输送钢丝上，向钻孔内投递温度探头，依据钢丝上的胶带缠绕点个数计算深度；该过程操作复杂，并且随着钢丝深入的越长，反而让钢丝容易弯曲，并且弯曲的钢丝也会影响检测的实际深度。因此，在实际操作过程中，两种方式都有不同的优缺点。

技术实现要素：

为了解决目前两种导线问题，本实用新型提供一种基于测温光纤的煤矿井下测温钻杆及其使用方法。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种基于测温光纤的煤矿井下测温钻杆，包括内部贯通的钻杆；

所述钻杆第一端的端部为敞口设置；钻杆第二端的敞口处设有堵塞敞口的可拆卸密封部；

在第二端侧壁或密封部上设有容纳测温光纤自由穿过的导孔；所述测温光纤深入钻杆内的自由端可拆卸的连接着尺寸小于钻杆内径的推块；所述推块的有效截面积占钻杆内径截面积的80%至95%；

在第二端侧壁或密封部上设有高压流体进入加压口，该加压口与外部的流体压力源相通。

进一步地，所述加压口设在第二端的侧壁，且加压口延伸固定着与流体压力源相连的加压管。

进一步地，所述密封部为可拆卸的端盖，且导孔设在端盖上。

进一步地，所述导孔设在第二端的侧壁上。

优选的，所述流体包括：气体或液体。更优选的，所述液体是：水。

本实用新型的一种实施方式：所述第一端的敞口可拆卸连接着带有降温孔的钻头，所述降温孔与钻杆内的空心腔体相通。

进一步地，所述钻杆的内径为圆形；且推块是圆柱体或球形结构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过特殊结构的钻杆，在结合光纤测温器和测温光纤，通过实际检测钻孔内温度的峰值位置，确定高温煤层所在的位置；同时，由于特殊结构的钻杆以及相关的结构，不仅可以钻孔还可以确定准确的位置，实现了一根钻杆多个用途。

附图说明

图1为本实用新型基于测温光纤的煤矿井下测温钻杆的结构示意图。

图中，1钻杆、11第一端、12第二端、2测温光纤、21推块、3密封部、31导孔、4加压口、41加压管、5钻头、51降温孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种基于测温光纤的煤矿井下测温钻杆，包括内部贯通的钻杆1；所述钻杆1第一端11的端部为敞口设置；钻杆1第二端12的敞口处设有堵塞敞口的可拆卸密封部3，其中密封部3是可拆卸连接的端盖或其他密封结构，更具体的来说可以是螺纹或卡箍连接的密封盖。在第二端12侧壁或密封部3上设有容纳测温光纤2自由穿过的导孔31，该导孔31的具体安装位置可以是设在第二端12的侧壁，也可以设在密封部3上，如图1中所示，所述密封部3为可拆卸的端盖，且导孔31设在端盖上。

所述测温光纤2深入钻杆1内的自由端可拆卸的连接着尺寸小于钻杆1内径的推块21；其中所述推块21的有效截面积占钻杆1内径截面积的80%至95%；太小的有效截面积的推块21难以牵引测温光纤2的运动；而较大有效截面的推块21在钻杆1内不利于滑动。如图1所示，钻杆1的内径为圆形；且推块21是圆柱体或球形结构。

在第二端12侧壁或密封部3上设有高压流体进入加压口4，该加压口4与外部的流体压力源相通。用于驱动的流体可以是气体或液体，具体来说液体可以是水。还可以让加压口4设在第二端12的侧壁，且加压口4延伸固定着与流体压力源相连的加压管41。通过加压管41与外部的流体压力源相通。

该装置在使用中的方法可以按照如下的步骤：

a1）、将钻杆1的第一端11伸至已经钻探完毕的钻孔内。

a2）、将未连接推块21的测温光纤2穿过导孔31，再在测温光纤2的自由端连接推块21，如上述所述的，导孔31的安装位置可以在第二端12的侧壁，也可以设在密封部3。在将推块21固定到测温光纤2之前都需要先穿过导孔31。

a3）、将推块21推送进钻杆1内，再用密封部3把第二端12的敞口处封闭。

a4）、用外部的高压流体从加压口4灌入，让推块21带动测温光纤2往第一端11的方向运动。高压流体推动推块21直接运动到第一端11的敞口处，利用高压的流体代替人工铁丝推送的方式，可以让测温光纤2的运动更稳定，不容易弯曲。

a5）、在停止运动后，启动与测温光纤2连接的测温装置，通过测温光纤（2）测量整段钻杆1的沿程温度分布及确定温度峰值。

本实用新型在测温光纤2到达预定位后，煤层内的温度会以热辐射的方式进入钻杆1的内部，再影响测温光纤2。在本实用新型中，虽然钻杆1内的空心会让热量扩散的比较快。但是，由于煤层的热源是持续的，并且钻杆1内的最高温不会超过煤层的最高温，因此通过测温光纤2和测温光纤2连接的测温装置依然可以通过探测钻杆1内一定区域内的温度分布，确定最高温相对于周围的低温所在的位置，判断出高温易燃点的煤层相对钻杆1所在的位置。

在该种方法测温时，需要预先打好钻孔，才好实际检测。可以按照另一个实施例操作：

另一个实施例：所述第一端11的敞口可拆卸连接着带有降温孔51的钻头5，所述降温孔51与钻杆1内的空心腔体相通。其中，降温孔51不仅可以用于钻孔时的降温，还可以用于高压流体推动推块21运动。具体的使用方法包括以下步骤：

b1）、将包含加压口4和密封部3的第二端12拆卸，通过钻孔设备驱动第一端11的钻头5在煤层中钻孔，直至目标深度停止。

b2）、取消钻杆1与钻孔设备的机械连接。

b3）、将包含加压口4和密封部3的第二端12与步骤b1中钻杆1外露的自由端连接。通过上述的3个步骤利用钻头5煤层中钻出钻孔，而钻杆1也随即变成了测温光纤2的运动通道。

b4）、将未连接推块21的测温光纤2穿过导孔31，再在测温光纤2的自由端连接推块21。

b5）、将推块21推送至钻杆1内，且用密封部3把第二端12的敞口处封闭。

b6）、用外部的高压流体从加压口4灌入，让推块21带动测温光纤2往第一端11的方向运动。

b7）、用外部的高压流体从加压口4灌入，冲击推块21带动测温光纤2往第一端11的方向运动。

b8）、在停止运动后，启动与测温光纤2连接的测温装置，通过测温光纤2测量整段钻杆1的沿程温度分布及确定温度峰值。

综上，在另一个实施例中，由于增加了钻头5，可以让钻杆1直接变成推块21的运动通道；以此免去了专门把没有钻头5的钻杆1抽出，再放入的繁琐。