專利名稱：一種用于覆巖導水裂隙帶監(jiān)測系統(tǒng)的探測鉆進裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煤礦用于探測覆巖導水裂隙帶發(fā)育高度的設備，尤其涉及一種用于覆巖導水裂隙帶高度自動監(jiān)測系統(tǒng)的雙進水探測鉆頭。
背景技術：
在煤礦中，尤其是裂隙帶發(fā)育較成熟的煤礦頂板中，常常需要使用注水測漏失量的方法來檢測頂板裂隙的大小，即通過專用設備向煤層頂板鉆孔，向鉆孔的某一區(qū)段內注 7jC，水通過裂隙向頂板中滲透，當注水達到飽和時，根據(jù)實際注水量，也就是漏失量，判斷頂板中裂隙的大小，從而得出裂隙的發(fā)育程度。目前的雙端封堵覆巖導水裂隙帶探測設備中，如CN01886543A，其探測頭桿為空心結構，進水管都設置在探測頭桿的內部，探測頭剛性差，無法設置在鉆機上使用，在工作時需要先使用鉆機鉆出探測孔，再手工向孔內下入探測頭。因此，其具體探測段的位置主要靠人工測量和記錄，在井下環(huán)境較惡劣的情況下，容易產生誤記或錯記，且當探測孔內壁有輕微塌陷時，靠手工可能無法插入探測頭，這時就需要重新鉆孔，不但費時費力，還需要重新尋找探測位置，極大的影響了覆巖導水裂隙帶的探測工作。

發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明提出一種用于覆巖導水裂隙帶監(jiān)測系統(tǒng)的探測鉆進裝置，包括鉆頭、鉆桿和連接柄；所述鉆頭通過第一連接器連接所述鉆桿，所述第一連接器上套置有前封堵膠囊；所述鉆桿通過第二連接器連接所述連接柄，所述第二連接器上套置有后封堵膠 ；所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊為空心結構，可通過注水膨脹，膨脹前的所述前封堵膠囊的直徑小于所述第一連接器的最大直徑，膨脹后的所述前封堵膠囊的直徑大于所述第一連接器的最大直徑；膨脹前的所述后封堵膠囊的直徑小于所述第二連接器的最大直徑，膨脹后的所述后封堵膠囊的直徑大于所述第二連接器的最大直徑；所述探測鉆進裝置還包括第一進水管和第二進水管，所述第一進水管沿所述鉆桿的軸向從所述第二連接器延伸至所述第一連接器，且其至少有一部分位于所述第一連接器和所述鉆桿之間、至少有一部分位于所述第二連接器和所述鉆桿之間，所述第一進水管在所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊的空心結構內部各有至少一個出水口 ；所述第二進水管至少有一部分位于所述前封堵膠囊和所述鉆桿之間，所述第二進水管在所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊之間具有至少一個出水口。優(yōu)選所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊由彈性材料制成。優(yōu)選所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊由橡膠材料制成。 優(yōu)選所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊沿探測鉆進裝置軸向的長度大于其沿探測鉆進裝置徑向的長度。
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優(yōu)選所述鉆桿和連接柄為實心結構。本發(fā)明的優(yōu)點在于1、探測鉆進裝置直接安裝在鉆機上，使用鉆機將探測裝置送到目標位置，省時省力；2、使用鉆機自身的控制系統(tǒng)控制探測鉆進裝置的鉆進量，可控性好，數(shù)值精確，避免人工放置探測裝置容易產生的位置誤差；3、兩路進水，跑冒量少，漏失量記錄精確；進水管設置在鉆桿的外部，探測鉆機裝置整體可以是實心結構，適合在鉆機上使用。


附圖1為本發(fā)明所述探測鉆進裝置的結構示意圖。附圖標記如下1-鉆頭；2-鉆桿；3-連接柄；4-第一連接器；5-第二連接器；6_前封堵膠囊；7_后封堵膠囊；8-第一進水管；9-第二進水管；10-頂板；11-鉆孔。
具體實施例方式參見附圖1，一種用于覆巖導水裂隙帶監(jiān)測系統(tǒng)的探測鉆進裝置，包括鉆頭、鉆桿和連接柄，鉆頭、鉆桿和連接柄均為實心結構，鉆頭通過第一連接器連接鉆桿，鉆桿通過第二連接器連接連接柄，其中鉆頭采用通用的煤層鉆頭即可，連接柄用于連接鉆機，鉆桿的直徑一般小與第一連接器和第二連接器的最小直徑，即將其旋入第一連接器和第二連接器。 第一連接器和第二連接器具有凸棱，在第一連接器上套置有前封堵膠囊，前封堵膠囊位于第一連接器的凸棱和鉆頭之間，在第二連接器上套置有后封堵膠囊，后封堵膠囊位于第二連接器的兩個凸棱之間，以此來定位兩個封堵膠囊。前封堵膠囊和后封堵膠囊都為空心結構，可通過注水膨脹，為保證在鉆進時膠囊不干涉鉆孔壁，要求膨脹前的前封堵膠囊的直徑小于第一連接器的最大直徑，膨脹前的后封堵膠囊的直徑小于第二連接器的最大直徑，最大直徑也就是連接器各自凸棱處的直徑； 同時，為保證探測時封堵的可靠性，要求膨脹后的前封堵膠囊的直徑大于第一連接器的最大直徑，膨脹后的后封堵膠囊的直徑大于第二連接器的最大直徑，最大直徑也就是連接器各自凸棱處的直徑。為保證探測漏失量的數(shù)據(jù)可靠性，探測鉆進裝置采用雙進水結構，包括第一進水管和第二進水管兩組進水機構。第一進水管用于為封堵膠囊供水以使其膨脹，其從第二連接器和連接柄之間插入，插入可采用在第二連接器內壁預先設置凹槽等方式實現(xiàn)，沿鉆桿的軸向從第二連接器延伸至第一連接器，并進入第一連接器和鉆桿之間的部分，第一進水管通過第一連接器和第二連接器上的孔在前封堵膠囊和后封堵膠囊的空心結構內部各有至少一個出水口 ；第二進水管用于探測裂隙帶漏失量的供水，其同樣從第二連接器和連接柄之間插入，并沿著第二連接器延伸到第二連接器與鉆桿的連接端，這樣使其在前封堵膠囊和后封堵膠囊之間具有至少一個出水口。為保證封堵的效果，前封堵膠囊和后封堵膠囊沿探測鉆進裝置軸向的長度大于其
4沿探測鉆進裝置徑向的長度，即增加了有效封堵段的長度。封堵膠囊由由彈性材料制成，優(yōu)選由橡膠材料制成。上述探測鉆進裝置的工作方法為確定需要進行裂隙帶監(jiān)測的頂板位置和鉆進深度；通過連接柄將探測鉆進裝置安裝到鉆機上，啟動鉆機，從所確定的頂板位置處鉆進；鉆機控制系統(tǒng)監(jiān)測探測鉆進裝置的鉆進量，當鉆進量達到所確定的鉆進深度時， 停止鉆進；將第一進水管的進水口連接到注水裝置，注水使膠囊膨脹，并保持水壓使膠囊保持膨脹狀態(tài)；將第二進水管的進水口連接到注水裝置，向兩膠囊之間的鉆孔位置處注水，通過流量傳感器記錄累積的注水量，通過壓力傳感器隨時監(jiān)測注水水壓；當?shù)诙M水管中的水壓上升到其開始注水水壓的3-5倍時，停止注水，將記錄的累積的注水量作為漏失量；使膠囊中的水流出，然后將探測鉆進裝置從鉆孔中撤出。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明專利揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明專利的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于覆巖導水裂隙帶監(jiān)測系統(tǒng)的探測鉆進裝置，其特征在于包括鉆頭、鉆桿和連接柄；所述鉆頭通過第一連接器連接所述鉆桿，所述第一連接器上套置有前封堵膠囊；所述鉆桿通過第二連接器連接所述連接柄，所述第二連接器上套置有后封堵膠囊；所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊為空心結構，可通過注水膨脹，膨脹前的所述前封堵膠囊的直徑小于所述第一連接器的最大直徑，膨脹后的所述前封堵膠囊的直徑大于所述第一連接器的最大直徑；膨脹前的所述后封堵膠囊的直徑小于所述第二連接器的最大直徑，膨脹后的所述后封堵膠囊的直徑大于所述第二連接器的最大直徑；所述探測鉆進裝置還包括第一進水管和第二進水管，所述第一進水管沿所述鉆桿的軸向從所述第二連接器延伸至所述第一連接器，且其至少有一部分位于所述第一連接器和所述鉆桿之間、至少有一部分位于所述第二連接器和所述鉆桿之間，所述第一進水管在所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊的空心結構內部各有至少一個出水口 ；所述第二進水管至少有一部分位于所述前封堵膠囊和所述鉆桿之間，所述第二進水管在所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊之間具有至少一個出水口。
2.如權利要求1所述的探測鉆進裝置，其特征在于所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊由彈性材料制成。
3.如權利要求2所述的探測鉆進裝置，其特征在于所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊由橡膠材料制成。
4.如權利要求1所述的探測鉆進裝置，其特征在于所述前封堵膠囊和所述后封堵膠囊沿探測鉆進裝置軸向的長度大于其沿探測鉆進裝置徑向的長度。
5.如權利要求1-4其中任一所述的探測鉆進裝置，其特征在于所述鉆桿和連接柄為實心結構。
全文摘要
一種用于覆巖導水裂隙帶監(jiān)測系統(tǒng)的探測鉆進裝置，包括鉆頭、鉆桿和連接柄；鉆頭通過第一連接器連接鉆桿，鉆桿通過第二連接器連接連接柄，連接器上套置有封堵膠囊，封堵膠囊為空心結構，可通過注水膨脹；還包括第一進水管和第二進水管，第一進水管沿鉆桿的軸向從第二連接器延伸至第一連接器，且其至少有一部分位于第一連接器和鉆桿之間并至少有一部分位于第二連接器和鉆桿之間，第一進水管在封堵膠囊的空心結構內部具有至少一個出水口；第二進水管至少有一部分位于封堵膠囊和鉆桿之間，第二進水管在封堵膠囊之間具有至少一個出水口。
文檔編號G01V1/40GK102445710SQ20111045758
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者劉進曉, 劉音, 史俊偉, 孫文斌, 尹立明, 常西坤, 張新國, 李楊楊, 江興元, 江寧, 郭惟嘉, 陳紹杰 申請人:山東科技大學