[发明专利]一种含水围岩煤层瓦斯压力测试装置及方法有效

专利信息
申请号: 202210043442.9 申请日: 2022-01-14
公开(公告)号: CN114352268B 公开(公告)日: 2023-06-02
发明(设计)人: 贾天让;琚宜文;谭毅;马克;熊建龙;李鑫;刘永茜;徐刚;王立国;焦华喆 申请(专利权)人: 河南理工大学
主分类号: E21B47/06 分类号: E21B47/06
代理公司: 苏州拓鸿知识产权代理有限公司 32664 代理人: 郭玉静
地址: 454000 *** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 含水 围岩 煤层 瓦斯 压力 测试 装置 方法
【权利要求书】:

1.一种含水围岩煤层瓦斯压力测试装置,其特征在于:其包括:

升降架(1),呈左右对称设置;

衔接固定架(2),上下设置两组,下方所述衔接固定架(2)固定于左右侧所述升降架(1)之间,用于压力测试筒(3)、转接筒(4)的纵向导向滑动,上方所述衔接固定架(2)安装于左右侧所述升降架(1)纵向升降输出端上,并对压力测试筒(3)、转接筒(4)进行定向输送,且所述转接筒(4)被配置多组;

转接环架(8),用于多组所述转接筒(4)之间及压力测试筒(3)与转接筒(4)之间的衔接连接;

夹板条(5),安装于上方所述衔接固定架(2)中部,其下端安装有导线轮(6),且所述导线轮(6)上绕有导线(7),所述导线(7)用于压力测试筒(3)的调控传导;

所述压力测试筒(3)包括:控制模块(31),安装于所述转接环架(8)上;

内环筒(32),其上端与所述转接环架(8)同轴固定,且其轴心处设有与所述转接环架(8)轴心处同轴固定的负载柱(35),所述负载柱(35)外部贴覆有呈圆周排列设置的导轨(36),靠近所述内环筒(32)上端环壁上开设有回流孔;

外环筒(33),套于所述内环筒(32)外部,其上端与所述转接环架(8)同轴固定,且其环形筒壁上开设有水平圆周排列并纵向线性排列设置的导流孔;

液面测量杆(34),至少设置一组,并嵌入所述内环筒(32)与外环筒(33)所夹环形腔道内部,其上端与所述转接环架(8)相固定;

推压密封组件(37),呈上下对称设置,并安装于所述导轨(36)上,且下方所述推压密封组件(37)下端安装有清洁刮壁组件(38);

所述推压密封组件(37)包括:

驱动座(371),每组所述导轨(36)分别设有两组驱动座(371),且每组所述驱动座(371)上均铰接有一组弹性伸缩杆(372),上下方多组所述驱动座(371)背向端面均安装有与导轨(36)密封贴合连接的密封塞垫(378),且上下方所述密封塞垫(378)背向端均安装有压力监测模块(379);

压夹座(373),呈水平圆周排列设置多组,每组所述导轨(36)上的两组所述弹性伸缩杆(372)输出端均共同铰接于一组所述压夹座(373)上,且每组所述压夹座(373)上均独立安装有导向轮(375),多组所述压夹座(373)外部固定套有密封活塞环(374),所述密封活塞环(374)上下环面端均通过弹性密封罩(377)与对应侧所述密封塞垫(378)衔接密封。

2.根据权利要求1所述的一种含水围岩煤层瓦斯压力测试装置,其特征在于:所述密封活塞环(374)下端靠内侧曲弧壁上安装指向内环筒(32)筒壁的硬质毛刷(376)。

3.根据权利要求1所述的一种含水围岩煤层瓦斯压力测试装置,其特征在于:所述清洁刮壁组件(38)包括:

推拉杆(381),呈水平圆周排列设置多组,安装于下方所述压力监测模块(379)外环壁上;

可摆动杆(382),每组所述推拉杆(381)输出端均安装有两组所述可摆动杆(382),且呈30°夹角设置,位于水平的所述可摆动杆(382)为铰接固定,上倾斜的所述可摆动杆(382)为转动连接,水平所述可摆动杆(382)与上倾斜所述可摆动杆(382)靠外侧端部通过固位弹簧二(385)衔接连接,每组所述可摆动杆(382)外侧端均转动安装有弧形刮片(384),所述弧形刮片(384)中部与其对应所述可摆动杆(382)靠外侧端部通过固位弹簧一(383)衔接连接。

4.根据权利要求1所述的一种含水围岩煤层瓦斯压力测试装置,其特征在于:所述密封塞垫(378)呈环形结构,且其内侧环壁上凸起有呈圆周排列设置的条形塞,凸起的所述条形塞嵌入相邻所述导轨之间密封贴合连接。

5.根据权利要求1所述的一种含水围岩煤层瓦斯压力测试装置,其特征在于:所述密封活塞环(374)内部安装有监测其压缩时的压力传感监测块。

6.一种含水围岩煤层瓦斯压力测试方法,其采用如权利要求1-5任一项所述的含水围岩煤层瓦斯压力测试装置,其特征在于:其包括以下步骤:

S1:将压力测试筒安装于上方衔接固定架上,通过升降架调控其潜入钻孔内部,直至压力测试筒上端靠近下方衔接固定架上,再将转接环架安装于压力测试筒上端,再将一组转接筒安装于上方衔接固定架上,并再次下潜;

S2:重复S1,直至压力测试筒抵达待测压力室,且压力测试筒底端与待测压力室底端相靠近并预留一定间隙,用于液体导流;

S3:下方推压密封组件中的上下方弹性伸缩杆配合伸缩,促使压夹座压向内环筒内壁,推拉杆伸缩推动弧形刮片与内环筒内壁紧密贴合,并再驱动对应驱动座同步下移,驱赶其下方密封腔室中的气体及液体流向内环筒外壁外部,待密封活塞环行至最低端处,调平下方弹性伸缩杆;

S4:完成S3后,启动上方推压密封组件中驱动座,调节上方密封活塞环下移,直至位于回流孔下方,并启动上下方弹性伸缩杆配合伸缩,促使压夹座压向内环筒内壁,与下方推压密封组件配合密封,形成恒定待测压力室,并通过恒定待测压力室中的压力监测模块监测气体气压,通过上方推压密封组件上方外部的压力监测模块监测气、液组合中的气压,通过下方推压密封组件下方外部的压力监测模块监测气、液组合中的水压。

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