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专利号: 2023102403241
申请人: 徐州矿务集团有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤层瓦斯含量测定随钻取芯装置,包括支撑架(1),所述支撑架(1)上部设有滑座(2),其特征在于:所述滑座(2)上部设有传动空心转杆(5),所述传动空心转杆(5)前端连接有取芯钻头(6),所述取芯钻头(6)后端设有垫圈(61),所述取芯钻头(6)的取芯内壁(62)上设有第一定位轨(63),所述取芯钻头(6)内部设有降温水路(68);

所述传动空心转杆(5)内部底端设有第一液压泵(9),所述第一液压泵(9)底部连接有升降轴(91),所述升降轴(91)底部安装有取芯顶板(92),所述取芯顶板(92)四周设有取芯滑块(921),所述取芯顶板(92)四周设有取芯滑座(93),所述取芯滑座(93)底部安装有卡顶板(932),所述卡顶板(932)后部设有第一微型活塞泵(933),所述卡顶板(932)上部设有取芯滑轨(931);

所述传动空心转杆(5)一端上侧设有取芯门(51),所述传动空心转杆(5)另一端安装有内接螺纹(52),所述传动空心转杆(5)内部设有第二定位轨(53),所述传动空心转杆(5)内壁中设有传输水路(54);

所述垫圈(61)上部设有滑键(64),所述滑键(64)与接头水路(65)连接,所述接头水路(65)嵌套在连接水路(66)中,所述连接水路(66)后端设有U型水路(67),所述U型水路(67)之间设有降温水路(68),所述取芯钻头(6)后部设有外接螺纹(69);

所述传动空心转杆(5)后端连接有输水架(15),所述输水架(15)包括进水管口(151)和回水管口(152),所述进水管口(151)与进水管路(16)连接,所述进水管路(16)另一端连接有冷凝水箱(18),所述冷凝水箱(18)上设有输水泵(161),所述回水管口(152)与回水管路(17)连接,所述回水管路(17)另一端连接有冷凝水箱(18);

所述第一液压泵(9)上部四侧设有固定板(11),所述固定板(11)后部设有第二微型活塞泵(10),所述第一液压泵(9)上部中间位置通过升降绳索(12)与盘式收纳环(13)连接,所述盘式收纳环(13)一侧设有第三驱动电机(14);

所述传动空心转杆(5)前后两端分别套接有第一稳固架(7)和第二稳固架(8),所述第一稳固架(7)包括固定圆环(71),所述固定圆环(71)底部固定连接有第一三角架(72),所述第一三角架(72)两侧底部设有滑架块(73),所述第二稳固架(8)包括两组固定版圆弧(81),所述两组固定版圆弧(81)之间通过固定弹簧(82)连接,所述固定版圆弧(81)底部设有第二三角架(83),所述第二三角架(83)底部设有缓冲弹簧(84),所述传动空心转杆(5)贯穿其一侧的传动箱(41);

所述支撑架(1)底部通过伸缩轴架(19)固定安装在底座(211)上,所述伸缩轴架(19)一侧设有第二液压泵(191),所述底座(211)上设有四组轮滑座(20),所述轮滑座(20)上部设有第四驱动电机(201),所述轮滑座(20)内滑动连接升降轮(202),所述底座(211)上安装有控制器(221)。

2.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯含量测定随钻取芯装置,其特征在于:所述滑座(2)一侧设有第一驱动电机(3),所述第一驱动电机(3)输出端设有丝杆(31),所述丝杆(31)上套接有第一滑块(32),所述滑座(2)包括第一滑轨(21)和第二滑轨(22),所述第一滑块(32)滑动连接第一滑轨(21),所述第一滑块(32)上部设有第二驱动电机(4),所述第二驱动电机(4)一侧设有传动箱(41)且传动箱(41)内部设有传动齿。

3.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯含量测定随钻取芯装置,其特征在于,所述滑座(2)包括第二滑轨(22),所述滑座(2)底部设有轮滑座(20)、升降轮(202)、冷凝水箱(18)和伸缩轴架(19),所述滑座(2)上部设有第一驱动电机(3)、第二驱动电机(4)和传动箱(41),所述传动箱(41)前部安装有传动空心转杆(5)和取芯钻头(6),所述传动空心转杆(5)上部设有取芯门(51),且其内部设有第二定位轨(53)和传输水路(54),所述取芯钻头(6)包括第一定位轨(63)、滑键(64)、接头水路(65)、连接水路(66)、U型水路(67)、降温水路(68),所述第一液压泵(9)前端设有升降轴(91)、取芯顶板(92)、取芯滑座(93)、卡顶板(932)、第一微型活塞泵(933),所述取芯滑座(93)中夹持有样芯(23),所述第一液压泵(9)前端设有固定板(11)、升降绳索(12)、盘式收纳环(13),所述冷凝水箱(18)上部设有输水泵(161)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种煤层瓦斯含量测定随钻取芯装置的取芯方

法,其特征在于,所述取芯方法步骤如下:

①移动调整:启动轮滑座(20)将升降轮(202)与地面接触,移动装置到矿井下需要测量的位置,通过伸缩轴架(19)调整传动空心转杆(5)与煤岩体间的切削角度,切削角度选用

15°;

②安装取芯钻头:通过螺纹旋转连接将取芯钻头(6)装在传动空心转杆(5)前端;

③连接降温水路:滑动滑键(64)将接头水路(65)从连接水路(66)中移出插入传输水路(54)的一端;

④转换钻孔模式:第一液压泵(9)启动,升降轴(91)展开,取芯顶板(92)往下移动到取芯钻头(6)最底部,同时取芯滑座(93)沿着第一定位轨(63)、第二定位轨(53)进入取芯钻头(6)中;

⑤钻孔作业:第二驱动电机(4)启动,第二驱动电机(4)通过传动箱(41)带动传动空心转杆(5)、取芯钻头(6)转动,同时第一驱动电机(3)启动,带动取芯钻头(6)沿着第二滑轨(22)往前移动,取芯顶板(92)中安装的位移传感器实时感应钻孔状态;

⑥转换取芯模式:到达设定深度后,转换取芯模式,第一液压泵(9)反向启动,升降轴(91)带动取芯顶板(92)升起到取芯钻头(6)顶部,这样取芯顶板(92)与取芯钻头(6)内部取芯内壁(62)形成取芯桶;

⑦取芯作业:取芯钻头(6)快速转动,样芯(23)进入取芯钻头(6),进行取芯作业,卡顶板(932)在第一微型活塞泵(933)的作用下展开卡住底部样芯(23),固定板(11)收起,第三驱动电机(14)启动,升降绳索(12)收起进入盘式收纳环(13),以此带动样芯(23)提升到取芯门(51)处,打开取芯门(51),取出样芯(23);

⑧二次取芯:将第一液压泵(9)降到原处,重复⑤~⑧作业,实现在不同深度进行取芯作业;

⑨降温:在钻孔取芯作业过程中,输水泵(161)将冷凝水箱(18)中的冷凝水传输到取芯钻头(6)中的U型水路(67)、降温水路(68)中对取芯钻头(6)进行降温。