一种可封闭式煤层定点取样装置的制作方法

本实用新型涉及一种煤层定点取样装置，特别涉及一种煤矿井下煤层的可封闭式定点取样装置。

背景技术：

煤矿瓦斯基础参数的测定是保证煤矿瓦斯安全的基础，而煤样的准确采取是准确测定煤层瓦斯基础参数的前提条件。

目前，煤矿井下煤层定点取样装置通常采用传统的岩芯管进行取样，这种取样方式需首先使用普通钻具施工至取样点，之后退出钻杆换上岩芯管，重新再进入到取样点进行取样，取样过程复杂，工艺繁琐，效率低下，且在下向孔取样时，在退取芯钻过程中，煤样容易掉落，造成取样失败。

因此，设计一种高效的煤层定点取样装置是一个急需解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种可封闭式煤层定点取样装置，通过控制煤样挡板的开合同时配合螺旋叶片的导向作用，实现煤样的可封闭采取。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种可封闭式煤层定点取样装置，包括取样杆、煤样挡板、拉绳和若干个弹簧，其中所述取样杆主体为管状，取样杆的第一端部设置与钻杆匹配的外螺纹接头，取样杆的第二端部设置与钻头匹配的内螺纹接头，所述取样杆的外环壁上设有进煤开口，所述取样杆的杆壁内开设有容纳槽，该容纳槽位于紧邻进煤开口朝向取样杆的第一端侧，所述煤样挡板可移动的封闭在进煤开口处，所述拉绳连接在煤样挡板内侧，且拉绳第一端连接在煤样挡板靠近取样杆第二端侧，所述拉绳设置在取样杆内部空腔内，第二端从取样杆的第一端伸出，所述弹簧置于容纳槽内，且弹簧两端分别抵接在容纳槽内内壁和煤样挡板尾部边缘；

在第一状态时，所述拉绳和弹簧释放状态，且煤样挡板封闭在进煤开口处；在第二状态时，所述拉绳驱动煤样挡板克服弹簧阻力，使煤样挡板进入容纳槽并敞开进煤开口。

作为优选的，所述取样杆的外环壁设有用于将煤样导入到进煤开口的螺旋叶片，该螺旋叶片由取样杆的第二端延伸到进煤开口处。

作为优选的，所述进煤开口滑动方向的两端设有用于导向煤样挡板滑动方向的导向结构，该导向结构为导向截面与煤样挡板横截面形状匹配的挡板固定轨道槽。

作为优选的，所述挡板固定轨道槽内设有用于防止杂物进入取样杆内部的密封胶条。

作为优选的，所述煤样挡板临近取样杆第二端的内壁处设有三个钢丝拉环，所述拉绳的第一端具有三个连接线，三个连接线分别连接在三个钢丝拉环上。

作为优选的，所述取样杆的内环壁上设有若干轴线布置的拉线固定导轮，该拉线固定导轮通过支架可转动的安装在取样杆的内环壁，所述拉绳置于拉线固定导轮和取样杆的内环壁之间。

作为优选的，所述取样杆的外环壁设有凹槽结构，该凹槽结构的底部具有若干个沿取样杆径向设置的杆壁凸起，所述凹槽结构处覆盖有上盖板，上盖板的内壁设有若干个沿取样杆径向设置的上盖板凸起，所述杆壁凸起和上盖板凸起间隔且逐一相对，杆壁和上盖板之间形成容纳槽，所述杆壁凸起和上盖板凸起将容纳槽分隔成若干个腔室，所述弹簧独立设置在腔室中。

作为优选的，所述取样杆的内部中空位置设有通风通水管路。

作为优选的，所述通风通水管路与取样杆第一端的连接处设有钢丝内部通孔，所述拉绳穿过钢丝内部通孔伸出取样杆第一端。

作为优选的，所述煤样挡板为曲率和取样杆外环壁曲率相同的弧形板。

使用本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单，易于操作，施工工艺简便，取样成功率高，同时还能封闭煤样，大大降低了定点取样的难度，提高的取样效率，能够为煤层瓦斯基础参数测定提供较为可靠的煤样，具有较强的实用价值，易于推广实用。

附图说明

图1是本实用新型可封闭式煤层定点取样装置结构示意图。

图2是本实用新型可封闭式煤层定点取样装置顶视平面图。

图3是本实用新型可封闭式煤层定点取样装置取样杆主体结构示意图。

图4是本实用新型可封闭式煤层定点取样装置取样杆主体顶视图。

图5是本实用新型可封闭式煤层定点取样装置煤样挡板结构示意图。

图6是本实用新型可封闭式煤层定点取样装置上盖板结构示意图。

图7是本实用新型可封闭式煤层定点取样装置拉线固定导轮示意图。

图8是图1沿A-A线剖面示意图。

图9是图1沿B-B线剖面示意图。

附图标记包括：

1—取样杆、2—外螺纹接头、3—拉线固定导轮、4—弹簧、5—上盖板、6—上盖板凸起、7—杆壁凸起、8—挡板固定轨道槽、9—密封胶条、10—煤样挡板、11—钢丝拉环、12—钢丝内部通孔、13—螺旋叶片、14—储煤空间、15—通风通水管路、16—内螺纹接头、17—拉绳、18—进煤开口、19—固定螺丝、20—固定螺丝孔、21—防水密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

如图1-图9所示，本实施例提供一种可封闭式煤层定点取样装置，包括取样杆1、煤样挡板10、拉绳17和若干个弹簧4，其中取样杆1主体为管状，取样杆1的第一端部设置与钻杆匹配的外螺纹接头2，取样杆1的第二端部设置与钻头匹配的内螺纹接头16，取样杆1的外环壁上设有进煤开口18，取样杆1的杆壁内开设有容纳槽，该容纳槽位于紧邻进煤开口18朝向取样杆1的第一端侧，煤样挡板10可移动的封闭在进煤开口18处，拉绳17连接在煤样挡板10内侧，且拉绳17第一端连接在煤样挡板10靠近取样杆1第二端侧，拉绳17设置在取样杆1内部空腔内，第二端从取样杆1的第二端伸出，弹簧4置于容纳槽内，且弹簧4两端分别抵接在容纳槽内内壁和煤样挡板10尾部边缘；在第一状态时，拉绳17和弹簧4释放状态，且煤样挡板10封闭在进煤开口18处；在第二状态时，拉绳17驱动煤样挡板10克服弹簧4阻力，使煤样挡板10进入容纳槽并敞开进煤开口18。

具体的，本取样装置，取样杆1的第一端通过外螺纹接头2连接钻杆，第二端通过内螺纹接头16连接钻头，在外接钻杆驱动取样杆1和钻头转动时，拉绳17、弹簧4均释放，煤样挡板10封闭在进煤开口18处，当钻进到取样位置后，拉动拉绳17，拉绳17带动驱动煤样挡板10克服弹簧4阻力，使煤样挡板10进入容纳槽并敞开进煤开口18，钻杆继续钻进，煤样根据螺旋叶片13的导入，煤样进入到储煤空间14中，完成获取煤样。然后释放拉绳17，煤样挡板10重新封闭在进煤开口18处。

当钻取完成后，退出钻头和钻杆，拆卸下取样杆1，即可完成煤样的封闭定点取样。

取样杆1的外环壁设有用于将煤样导入到进煤开口18的螺旋叶片13，该螺旋叶片13由取样杆1的第二端延伸到进煤开口18处。螺旋叶片13为右螺旋叶片13，螺旋叶片13环绕在取样杆1的外环壁。

进煤开口18滑动方向的两端设有用于导向煤样挡板10滑动方向的导向结构，该导向结构为导向截面与煤样挡板10横截面形状匹配的挡板固定轨道槽8。

挡板固定轨道槽8内设有用于防止杂物进入取样杆1内部的密封胶条9，防止渗出水和煤屑进入到取样杆1内部。

煤样挡板10临近取样杆1第二端的内壁处设有三个钢丝拉环11，拉绳17的第一端具有三个连接线，三个连接线分别连接在三个钢丝拉环11上。使得拉绳17拉动煤样挡板10的力平衡，煤样挡板10不会卡在挡板固定轨道槽8内。

如图7所示，取样杆1的内环壁上设有若干轴线布置的拉线固定导轮3，该拉线固定导轮3通过支架可转动的安装在取样杆1的内环壁，拉绳17置于拉线固定导轮3和取样杆1的内环壁之间。拉线固定导轮3起到固定拉绳17位置的作用，同时起到是拉动拉绳17动作顺滑。

结合图3、图4、图6所示，取样杆1的外环壁设有凹槽结构，该凹槽结构的底部具有若干个沿取样杆1径向设置的杆壁凸起7，凹槽结构处覆盖有上盖板5，上盖板5的内壁设有若干个沿取样杆1径向设置的上盖板凸起6，杆壁凸起7和上盖板凸起6间隔且逐一相对，杆壁和上盖板5之间形成容纳槽，杆壁凸起7和上盖板凸起6将容纳槽分隔成若干个腔室，弹簧4独立设置在腔室中。凹槽结构的四周具有台阶结构，上盖板5可放置在台阶结构和台阶面上，同时，上盖板5的外壁和取样杆1的外环面平齐。上盖板5长度方向的边缘和边角处均设有固定螺丝孔10，台阶面上也设有固定螺丝孔10，上盖板5通过固定螺丝19安装到台阶面上。

在本实施例中，取样杆1的内部中空位置设有通风通水管路15。

通风通水管路15与取样杆1第一端的连接处设有钢丝内部通孔12，拉绳17穿过钢丝内部通孔12伸出取样杆1第一端，方便拉绳17走线。钢丝内部通孔12处设有防水密封圈21，防止水进入到储煤空间14。

作为优选的，煤样挡板10为曲率和取样杆1外环壁曲率相同的弧形板。

本实用新型结构简单，易于操作，施工工艺简便，取样成功率高，同时还能封闭煤样，大大降低了定点取样的难度，提高的取样效率，能够为煤层瓦斯基础参数测定提供较为可靠的煤样，具有较强的实用价值，易于推广实用。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。