[发明专利]一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置及方法

权利要求书

1.一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置，其特征在于：位于定向钻机的测量探管与孔底马达之间，包括两端分别与通缆钻杆和孔底马达连接的管体，管体内设有能够沿其轴向运动的煤样采集装置，以及使煤样采集装置复位的复位机构；煤样采集装置包括自管体靠近测量探管一端顺次设置且固定连接的活塞、煤样罐和滑套；活塞具有空腔，空腔内设有与定向钻机的孔口监视器连接的压力传感器；活塞靠近煤样罐一端开设有连通活塞空腔与煤样罐的透气孔；煤样罐的周向设有煤样罐进煤口和煤样罐排煤口，煤样罐排煤口处设有活动盖板，活动盖板连接有可使其向外打开的打开机构；管体对应滑套的位置设有管体进煤口和管体排煤口；管体进煤口和管体排煤口错开设置，且管体进煤口靠近煤样罐；活塞在水压压力N1作用下向孔底马达移动以使煤样罐进煤口与管体进煤口对齐；活塞在水压压力N2作用下向孔底马达移动以使煤样罐排煤口与管体排煤口对齐，且N2＞N1。

2.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置，其特征在于：所述活塞包括顺次设置且固定连接的活塞本体、隔水罩、压盖和活塞杆；活塞本体呈盘状且外径与管体内径匹配，活塞本体上开设有至少一个活塞本体过水孔；隔水罩包括外径小于管体内径的筒体和设置在筒体内的横向隔板以将筒体分割为两个腔体，朝向活塞本体一侧的腔体与活塞本体围成过水腔，过水腔的侧壁上设有至少一个过水腔过水孔，过水腔过水孔与设置在管体壁中的通水孔连通，通水孔的另一端与孔底马达的进水口连通；另一腔体与压盖围成保护腔，压力传感器位于保护腔内；压盖的最大径与管体内径匹配。

3.根据权利要求2所述的一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置，其特征在于：所述复位机构包括套设在活塞杆上的复位弹簧，复位弹簧一端通过压盖限位，另一端通过固定在在管体内壁的限位环限位。

4.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置，其特征在于：所述打开机构为扭簧。

5.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置，其特征在于：所述透气孔处设有防水防尘透气膜。

6.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置，其特征在于：所述管体进煤口处设置有双层煤样过筛网。

7.一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定方法，应用如权利要求1-6任一所述的一种煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置，其特征在于，包括以下步骤：

A、正常钻进，用于提供高压水的高压水泵处于低压状态，高压水经通缆钻杆到达煤层瓦斯含量随钻多点自动测定装置，高压水无法推动活塞，煤样罐处于初始状态，此时煤样罐进煤口被封闭；

B、当钻进到指定瓦斯测量位置时，将高压水泵调至中压状态，高压水推动活塞前进，至煤样罐被推到管体进煤口处，以使煤屑进入煤样罐内；经过一定时间，煤样罐内的煤屑质量到达设定值，此时将高压水泵调至低压状态，活塞复位，煤样罐回到初始位置，煤屑在封闭的环境中解析瓦斯，且通过压力传感器采集数据并将数据传输至孔口监视器；

C、待完成数据收集存储后，将高压水泵调至高压状态，高压水推动活塞前进，至煤样罐被推到管体排煤口，煤样罐的活动盖板打开，通过管体排煤口将已解吸过的煤屑排出；随后将高压水泵调至低压位，活塞复位，煤样罐回到初始位置，至此完成一个点位的煤层瓦斯含量测定；

D、重复顺次执行步骤A、B、C，直至完成所有点位的煤层瓦斯含量随钻自动测定。