[发明专利]一种对勘探钻孔内煤层气进行超前探测采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气参数检测领域，尤其涉及一种对勘探钻孔内煤层气进行超前探测采样 装置。

背景技术

能源是国民经济发展的命脉，其勘探、开发工作越来越得到国家的重视和人民的关注。 广泛储藏于地下煤层中的煤层气即甲烷是一种新兴能源，而在煤矿开采中它又是易燃易暴的 危害物质。为了变害为宝充分有效地利用煤层气，开采前对煤层气进行超前探测采样，以保 证煤炭生产安全的同时开发新能源就显得尤其重要。在煤田巷道采掘中预钻近水平孔或利用 地面垂直勘探钻孔对煤层气进行孔内超前探测采样，直接获得地下煤层气的原状数据，是一 项意义重大的技术工作。

目前对煤层气即甲烷进行检测的装置有：井下煤层瓦斯含量快速测定仪；便携式甲烷检 测报警仪；光干涉式甲烷测定器，这三种探测仪通常适用于矿井检测而并适用勘探钻孔内煤 层气的超前探测，而且上述几种检测装置功能比较单一，不能对煤层气多个参数同时检测， 比如浓度、温度以及压力，而这些参数往往是保障安全开采的重要参数。并且目前对煤层气 进行检测的装置缺少采样以便后续研究的功能。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种能对勘探钻孔内煤层气多参数进行超前探测 并采样的装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种对勘探钻孔内煤层气进行超前探测采样 装置，其特征在于，包括有花管仓、气体检测仓、集气仓，其中，花管仓为四周布满通孔内 部中空的管状结构且两端分别与集气仓、气体检测仓连通；集气仓由集气瓶和阀门组成，集 气瓶与阀门连接后再与花管仓连接；气体检测仓由传感器仓、控制器仓以及电池仓连通而成， 控制器仓能控制传感器仓对花管仓内的煤层气参数进行检测并控制集气仓阀门的开合，电池 仓提供控制器的电源。

所述传感器仓安设有甲烷浓度传感器、温度传感器和气体压力传感器；甲烷浓度传感器、 温度传感器和气体压力传感器均与控制器仓做电气连接。

所述传感器仓包括仓芯和管状结构的仓架，仓芯嵌入仓架内且正对花管仓设置，仓芯开 设有两个安装孔和通气孔，两个安装孔处分别安装甲烷浓度传感器和温度传感器，通气孔与 仓架的内孔连通；仓架的内孔安装气体压力传感器且感应端正对通气孔设置；仓架内还设置 连线孔，连线孔与各个传感器的安装孔均连通。

所述集气仓阀门包括紧开松闭式瓶盖阀门、电磁阀门，集气瓶与紧开松闭式瓶盖阀门、 电磁阀门依次连接后再与花管仓连接；控制器仓控制电磁阀门的开合。

所述控制器仓包括有单片机、外部存储器以及外设电路，单片机预设有程序指令实现自 动检测并显示煤层气各参数、存储煤层气各参数数据、控制定时采集气体样本的功能。

所述单片机的外设电路还包括串口电路实现单片机与计算机对接传输数据。

所述花管仓、气体检测仓、集气仓均为圆管结构且外部设有丝扣进行各仓的联接。

所述气体检测仓包裹设置有外保护筒。

本发明的有益效果：

1、设置甲烷浓度传感器、温度传感器和气体压力传感器，从而获得地下煤层气的多个原 状数据，以保证煤炭生产安全的同时安全地开发新能源；

2、可以按照不同需求设置检测时间、采样频率、气体样采集时间，实现孔内全自动检测；

3、紧凑的内部多孔的传感器安装架结构设计，使内部三个传感器的安装导通能在直径有 限的条件下合理实现；

4、设置集气仓，检测同时可以采样以便后续研究，实现提取回放“地下黑匣子”数据的 功能；而且集气仓阀门采用紧开松闭式瓶盖阀门并与电磁式阀门组合，巧妙地实现孔内煤层 气样品的保真密封收集；

5、控制器仓内的单片机设置外部存储器以及外围电路包括串口电路，存储煤层气各参数 数据且实现了单片机与计算机对接传输数据。

附图说明

图1为本发明实施的工况示意图；

图2为本发明一个实施例的结构示意图；

图3为本发明图2中传感器仓部分的放大图；

图4为本发明图3的右视图；

图5为本发明图2中集气仓部分的放大图；

图6为本发明控制电路原理图；

图7为本发明控制程序逻辑图。

图中：1-外保护筒，      2-电池仓端盖，         3-电池仓，         4-中心导电杆，