穿层钻孔瓦斯压力测定装置的制作方法

本实用新型涉及煤矿瓦斯治理技术领域，尤其涉及一种穿层钻孔瓦斯压力测定装置。

背景技术：

瓦斯压力是标志煤层瓦斯赋存状态的一个重要参数，准确快速测定煤层瓦斯压力对矿井瓦斯预测、治理、利用等均具有十分重要的作用。在对仰角长距离穿层钻孔进行瓦斯压力测定时，由于钻孔长、耗费管材多、管材重，造成测压管难以下到位，劳动强度大，人员在钻孔下作业时，存在钻孔内物体下滑伤人的风险；现有的测压方法不能实现煤层底板以下段测压钻孔带压注浆，只能短距离带压封孔注浆或长距离不带压注浆，钻孔易漏气造成测压失败，难以准确快速测压；无法精准控制测压气室的长度，测压气室长，造成瓦斯压力稳定时间长，测压时间长。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种安全可靠性好的穿层钻孔瓦斯压力测定装置。

本实用新型是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：穿层钻孔瓦斯压力测定装置，包括钻机(1)、钻杆(2)、引导管(3)、第一封孔囊袋(4)、测压管(6)、压力表(7)、第二封孔囊袋(10)、第三注浆管(12)；所述钻杆(2)安装在所述钻机(1)上，所述引导管(3)与所述钻杆(2)固定连接；所述第一封孔囊袋(4)固定连接在所述引导管(3)的外圈，所述第一封孔囊袋(4)与测压钻孔(13)的孔底、孔壁之间形成测压气室(16)；所述测压管(6)的一端穿过所述第一封孔囊袋(4)进入所述测压气室(16)中并与所述引导管(3)固定连接，另一端伸出所述测压钻孔(13)的孔口；所述压力表(7)安装在所述测压管(6)伸出所述测压钻孔(13)的部分上；所述第二封孔囊袋(10)封堵在所述测压钻孔(13)的孔口处，所述第一封孔囊袋(4)、第二封孔囊袋(10)与所述测压钻孔(13)的孔壁之间形成注浆空腔(17)；所述第三注浆管(12)的一端穿过所述第二封孔囊袋(10)进入所述注浆空腔(17)中，另一端伸出所述测压钻孔(13)的孔口。

测压气室与煤层、测压管、压力表连通，煤层瓦斯涌向测压气室逐渐达到平衡状态，煤层瓦斯压力、测压气室压力、压力表压力相等，即可通过压力表观测煤层瓦斯压力，达到测定煤层瓦斯压力的目的。钻机、钻杆可提供稳定的推力，利用钻机、钻杆通过引导管将测压、封孔部件送入测压钻孔的预定位置，降低了钻孔内物体滑下伤人的风险，安全可靠性好，测压成功率高，工作效率高，劳动强度小，操作简单；通过第一封孔囊袋、第二封孔囊袋和注浆空腔能够有效封堵测压气室的漏风、漏水通道，对测压气室以外的测压钻孔带压注浆，使测压气室快速与煤层瓦斯压力平衡，实现准确快速测压的目的。

作为优化的技术方案，所述引导管(3)包括第一引导管(31)、第二引导管(32)，所述第二引导管(32)的内端与所述第一引导管(31)的外端固定连接，所述第二引导管(32)的外端与所述钻杆(2)固定连接；所述第一封孔囊袋(4)固定连接在所述第二引导管(32)的外圈；所述测压管(6)位于所述测压气室(16)中的一端与所述第一引导管(31)固定连接。第一引导管的长度根据钻孔在煤层内的长度确定，测压气室的长度由第一引导管控制，能够精准控制测压气室的长度，提高了测压工作效率。

作为优化的技术方案，所述第一引导管(31)中空且管壁均匀分布有多个小孔，所述测压管(6)穿过所述第一封孔囊袋(4)后伸入所述第一引导管(31)中并固定连接在所述第一引导管(31)上靠近内端处。

作为优化的技术方案，所述第二引导管(32)为实管。能够避免注浆时水泥浆通过引导管进入测压气室。

作为优化的技术方案，所述第二引导管(32)的内端插在所述第一引导管(31)的外端内，用铁丝固定连接。

作为优化的技术方案，所述引导管(3)还包括挡圈(33)，所述挡圈(33)固定连接在所述第二引导管(32)的外圈，所述第二引导管(32)的外端至所述挡圈(33)处插在所述钻杆(2)端部的连接孔内。

作为优化的技术方案，所述测压管(6)采用软管且为整管。能够避免管路接头漏气。

作为优化的技术方案，所述第一封孔囊袋(4)、第二封孔囊袋(10)为注浆式囊袋；该穿层钻孔瓦斯压力测定装置还包括第一注浆管(5)、第二注浆管(11)；所述第一注浆管(5)的一端伸入所述第一封孔囊袋(4)的内部空腔中，另一端伸出所述测压钻孔(13)的孔口；所述第二注浆管(11)的一端伸入所述第二封孔囊袋(10)的内部空腔中，另一端伸出所述测压钻孔(13)的孔口。

作为优化的技术方案，该穿层钻孔瓦斯压力测定装置还包括排水管(8)、排水装置(9)，所述排水管(8)的一端穿过所述第一封孔囊袋(4)进入所述测压气室(16)中并与所述引导管(3)固定连接，另一端伸出所述测压钻孔(13)的孔口，所述排水装置(9)安装在所述排水管(8)伸出所述测压钻孔(13)的部分上。

作为优化的技术方案，所述排水管(8)采用软管且为整管。能够避免管路接头漏气。

本实用新型的优点在于：

1、能够准确快速测压，安全可靠性好，测压成功率高，工作效率高，劳动强度小，操作简单。

2、能够精准控制测压气室的长度，提高了测压工作效率。

3、能够避免注浆时水泥浆进入测压气室。

4、能够避免管路接头漏气。

附图说明

图1是本实用新型实施例穿层钻孔瓦斯压力测定装置安装第二封孔囊袋前状态的结构示意图。

图2是本实用新型实施例穿层钻孔瓦斯压力测定装置安装第二封孔囊袋后状态的结构示意图。

图3是本实用新型实施例引导管的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，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作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。

如图1、图2所示，穿层钻孔瓦斯压力测定装置，包括钻机1、钻杆2、引导管3、第一封孔囊袋4、第一注浆管5、测压管6、压力表7、排水管8、排水装置9、第二封孔囊袋10、第二注浆管11、第三注浆管12。

测压钻孔13由岩壁14穿过煤层15，为仰角长距离穿层钻孔，测压钻孔13的直径为65～95mm，深度大于或等于20m。

钻杆2安装在钻机1上，引导管3与钻杆2固定连接；第一封孔囊袋4为注浆式囊袋，第一封孔囊袋4固定连接在引导管3的外圈，第一封孔囊袋4与测压钻孔13的孔底、孔壁之间形成测压气室16；第一注浆管5的一端伸入第一封孔囊袋4的内部空腔中，另一端伸出测压钻孔13的孔口；测压管6的一端穿过第一封孔囊袋4进入测压气室16中并与引导管3固定连接，另一端伸出测压钻孔13的孔口；压力表7安装在测压管6伸出测压钻孔13的部分上；排水管8的一端穿过第一封孔囊袋4进入测压气室16中并与引导管3固定连接，另一端伸出测压钻孔13的孔口；排水装置9安装在排水管8伸出测压钻孔13的部分上；第二封孔囊袋10为注浆式囊袋，第二封孔囊袋10封堵在测压钻孔13的孔口处，第一封孔囊袋4、第二封孔囊袋10与测压钻孔13的孔壁之间形成注浆空腔17；第二注浆管11的一端伸入第二封孔囊袋10的内部空腔中，另一端伸出测压钻孔13的孔口；第三注浆管12的一端穿过第二封孔囊袋10进入注浆空腔17中，另一端伸出测压钻孔13的孔口。

测压管6采用塑胶软管，为无接头的整管；测压管6的内径为5～8mm；测压管6承受的压力大于注浆压力及煤层预计瓦斯压力最大值的1.5倍，一般大于或等于3mpa。

排水管8采用塑胶软管，为无接头的整管；排水管8的内径为5～8mm；排水管8承受的压力大于注浆压力及煤层预计瓦斯压力最大值的1.5倍，一般大于或等于3mpa。

如图3所示，引导管3包括第一引导管31、第二引导管32、挡圈33。

第一引导管31为中空且管壁均匀分布有多个小孔的钢管，第一引导管31的长度根据测压钻孔14在煤层15内的长度确定；测压气室16的长度由第一引导管31控制，略大于测压钻孔14在煤层15内的长度；测压管6位于测压气室16中的一端与第一引导管31固定连接，测压管6穿过第一封孔囊袋4后伸入第一引导管31中并固定连接在第一引导管31上靠近内端处；排水管8位于测压气室16中的一端与第一引导管31固定连接，排水管8穿过第一封孔囊袋4后伸入第一引导管31中并固定连接在第一引导管31上靠近外端处。

第二引导管32为实管，采用钢筋；第二引导管32的外径小于钻杆2的最小内径，一般小于20mm；第二引导管32的长度为2～2.5m；第二引导管32的内端与第一引导管31的外端固定连接，第二引导管32的内端插在第一引导管31的外端内，连接长度0.3～0.5m，用铁丝固定连接；第一封孔囊袋4固定连接在第二引导管32的外圈。

挡圈33的外径大于钻杆2的最大内径且小于或等于钻杆2的外径，一般为40～50mm；挡圈33固定连接在第二引导管32的外圈，挡圈33距离第二引导管32的外端0.3m；第二引导管32的外端与钻杆2固定连接，第二引导管32从其外端至挡圈33处插在钻杆2端部的连接孔内。

第一注浆管5、第二注浆管11、第三注浆管12分别用于向第一封孔囊袋4、第二封孔囊袋10、注浆空腔17注入水泥浆，所注入的水泥浆的配制方法为：确定膨胀不收缩水泥的使用量，按一定比例配好水泥浆，注浆压力不低于煤层预计瓦斯压力的1.5倍，一般不小于2mpa。

该装置的使用方法为：使用前先在岩壁14上采用钻机1、钻杆2及配套钻头施工测压钻孔13，施工完成后退出钻杆2及配套钻头；然后在第一引导管31上固定连接测压管6、排水管8，再将第一引导管31与第二引导管32连接牢固，在第二引导管32上安装第一封孔囊袋4；然后将第二引导管32从其外端至挡圈33处插入钻杆2内固定，启动钻机1，通过钻杆2将引导管3、第一封孔囊袋4、第一注浆管5、测压管6、排水管8送入测压钻孔13内，第一引导管31带着测压管6的内端、排水管8的内端被送入测压气室16中，第一注浆管5的外端、测压管6的外端、排水管8的外端引出测压钻孔13的孔口；然后停止钻机1，通过第一注浆管5向第一封孔囊袋4注入水泥浆；待第一封孔囊袋4中的水泥浆凝固后，启动钻机1，退出钻杆2；然后下入第三注浆管12，再用第二封孔囊袋10封住测压钻孔13的孔口，通过第二注浆管11向第二封孔囊袋10注入水泥浆；待第二封孔囊袋10中的水泥浆凝固后，通过第三注浆管向12向注浆空腔17注入水泥浆；待注浆空腔17中的水泥浆凝固后，在测压管6伸出测压钻孔13的部分上安装压力表7，在排水管8伸出测压钻孔13的部分上安装13排水装置9；最终测定煤层15的瓦斯压力。

该装置的工作原理为：测压气室16与煤层15、测压管6、压力表7连通，煤层瓦斯涌向测压气室16逐渐达到平衡状态，煤层瓦斯压力、测压气室压力、压力表压力相等，即可通过压力表7观测煤层瓦斯压力，达到测定煤层瓦斯压力的目的；通过第一封孔囊袋4、第二封孔囊袋10和注浆空腔17能够有效封堵测压气室16的漏风、漏水通道，对测压气室16以外的测压钻孔13带压注浆，使测压气室16快速与煤层瓦斯压力平衡。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。