一种矿用取芯工具

1.本实用新型涉及煤矿瓦斯测量技术领域，具体为一种矿用取芯工具。


背景技术：

2.煤层瓦斯含量是煤矿开采过程中的一个重要安全指标,常规的取芯装置结构复杂，工作效率低，无法实现边钻井边取样，并且只能采集表层煤样无法采集深层煤样，由于环境等因素的变化，无法测得真正的瓦斯含量，并且难以实现精确定点采样，不同位置煤样混样严重，基于此，本实用新型设计了一种矿用取芯工具以解决上述问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种矿用取芯工具，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种矿用取芯工具，取样钻杆外部设有肋条，头尾摩擦焊接标准钻杆管子母接头；取样钻杆内部开设有内筒与气管结构；气管结构贯穿开设在取样钻杆的内部上端位置，于前后标准钻杆内部的通气孔相连，在整个钻进取样过程中使取样钻杆与标准钻杆一样能够中间通入冲射气流，在钻进过程中排除钻取时的煤屑，螺杆位于内筒的内部，且螺杆的外部设置有固定螺母、轴承一、螺母一和螺栓一，螺杆通过固定螺母和螺栓二与挡板连接，螺杆通过螺母一和螺栓一与取样筒连接，螺杆的下端设置有铰链。
5.优选的，螺杆的外部中间位置设置有螺母二、螺栓三、轴承二、螺母三、移门与螺栓四。
6.优选的，螺母二套接在螺杆的外表面，螺母二和螺母三均通过螺栓三和螺栓四与移门连接。
7.优选的，轴承二位于螺杆的外部，移门完全打开时铰链移动到倾斜口处。
8.优选的，螺杆的一端设置有联轴器，螺杆通过联轴器与电机的输出轴连接，电机通过螺栓五与内筒连接，内筒靠近电机的位置设置有电机盒，电机盒与内筒之间为焊接连接。
9.优选的，取样筒内设有一气门芯，取样筒设有温度，压力，物料传感器通过远程控制模块整合芯片，远程传输线路将数据传输回地面。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：取样移门和取样筒滑轨上运用硫化技术安装橡胶密封条，实现结构密封；由于采用传感器以及远程传输系统可以实时监测取样筒的位置以及取样筒内的取样情况；本取芯器用于在井下作业面取样可以实现边掘进边确定瓦斯含量；在取样筒内部安装有气门芯式取气口，在取样完成，将整机结构抽离转空后，可以在该取气口上连接专门取气管接头，保证在取样结束，地上抽取瓦斯气体的过程中不会泄露太多气体。
11.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本实用新型取料前总体结构示意图。
14.图2为本实用新型取料完成后整体结构示意图。
15.图3为本实用新型取样钻杆外部肋条示意图。
16.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
17.1、固定螺母；2、轴承一；3、螺母一；4、螺栓一；5、螺栓二；6、螺杆；7、螺母二；8、倾斜口；9、螺栓三；10、轴承二；11、螺母三；12、螺栓四；13、联轴器；14、电机；15、螺栓五；16、电机盒；17、挡板；18、取样筒；19、铰链；20、移门；21、气管结构；22、气门芯。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参阅图1至图3，本实用新型提供一种矿用取芯工具技术方案：头尾摩擦焊接标准钻杆管子母接头；取样钻杆内部开设有内筒与气管结构21；气管结构21贯穿开设在取样钻杆的内部上端位置，于前后标准钻杆内部的通气孔相连，在整个钻进取样过程中使取样钻杆与标准钻杆一样能够中间通入冲射气流，在钻进过程中排除钻取时的煤屑，螺杆6位于内筒的内部，且螺杆6的外部设置有固定螺母1、轴承一2、螺母一3和螺栓一4，螺杆6通过固定螺母1和螺栓二5与挡板17连接，螺杆6通过螺母一3和螺栓一4与取样筒18连接，螺杆6的下端设置有铰链19。
20.螺杆6的外部中间位置设置有螺母二7、螺栓三9、轴承二10、螺母三11、移门20与螺栓四12，螺母二7套接在螺杆6的外表面，螺母二7和螺母三11均通过螺栓三9和螺栓四12与移门20连接，轴承二10位于螺杆6的外部，移门20完全打开时铰链19移动到倾斜口8处，螺杆6的一端设置有联轴器13，螺杆6通过联轴器13与电机14的输出轴连接，电机14通过螺栓五15与内筒连接，内筒靠近电机14的位置设置有电机盒16，电机盒16与内筒之间为焊接连接。
21.取样筒18内设有一气门芯22，取样筒18设有温度，压力，物料传感器通过远程控制模块整合芯片，远程传输线路将数据传输回地面。
22.本实施例的一个具体应用为：气管结构21贯穿于取样钻杆，于前后标准钻杆内部的通气孔相连，在整个钻进取样过程中使取样钻杆与标准钻杆一样能够中间通入冲射气流，在钻进过程中排除钻取时的煤屑；内筒底端设有支撑座用于固定螺杆6，支撑座通过螺栓固定在内筒底部，螺杆上套有弹簧，以加强对螺杆的固定；螺杆6依次固定螺母1、螺母一3、螺母二7、螺母三11，靠螺母1、螺母一3通过螺栓一4、螺栓二5相连接，中间设有轴承一2，螺栓二5顶部设有一挡板17，挡板17顶部通过硫化固定于移门20上；螺母二7、螺母三11通过螺栓三9、螺栓四12相连接，中间设有轴承二10，移门20通过螺栓三9、螺栓四12固定在螺母
二7、螺母三11之间，其中移门20和取样筒滑轨上运用硫化技术安装橡胶密封条；挡板17，移门20，螺母一3、螺母二7组成取样筒；取样筒内设有一气门芯22；铰链19通过硫化处理固定在挡板17上；取样筒18处设有温度，压力，物料传感器通过远程控制模块整合芯片，远程传输线路将数据传输回地面；电机盒15通过焊接固定在内筒上，一直流电机14固定于电机盒15内，电机14连接电机轴，联轴器13一端与电机轴相连，一端与螺杆6相连，采用螺纹螺杆传动，控制该取样装置取样口的打开与关闭；一电池盒16焊接固定在内筒上，内部装有储能电池采用变压简单电路为直流电机供电。
23.在井下作业面安装好钻机，充气设备和钻孔外部电气系统，按照要求组装相应数量的钻杆到指定长度，最后一节为该发明装置，取样钻杆管段，然后在最顶部安装打孔钻头；打开钻机，开始钻进动作，同时打开充气设备往管内通气，保证此时钻进速度为高速，通气强度较高；当设定数量的钻杆没入钻孔之后，通过缠绕在每一节钻杆表面的传输导线，实现对取样钻杆管段的控制；当取样钻杆达到定点取样深度之后，远程控制取样钻杆内部的电机开始旋转，同时控制钻机的钻进速度变为低速状态，充气装置的充气强度变弱；此电机是由同样放置于取样钻杆内部的储电电池提供电力，电机轴旋转带动与电机轴相连的联轴器13旋转，进而带动与联轴器13配合的螺纹螺杆6开始旋转；螺杆6一端与联轴器13相连，一端固定在支撑座中，当螺杆6开始转动时，带动螺母1、螺母一3、螺母二7、螺母三11转动，螺母二7、螺母三11与移门20相连接，此时移门20做直线运动，煤样顺着外部肋条进入取样筒，当移门20完全打开时铰链移动到8处使煤样顺利进入的同时又达到了保压的效果，当物料传感器监测已取满所需煤样时，移门20关闭。取样筒回到工作面时将整机结构抽离转空后，在该取气口上连接专门取气管接头，测量瓦斯的含量。
24.在井下工作面安装好钻机，钻孔外部充气系统，并根据所测煤样性质对充气系统进行调整；按预定钻入深度组装相应的钻杆数量，最后一节为该发明装置，取样钻杆管段，此时移门处于关闭状态，然后在最顶部安装打孔钻头；打开钻机，开始钻进工作，根据所钻进钻杆的数量判断钻进深度，同时打开充气设备，往钻杆内通气，排除在钻进时取样钻杆表面的煤屑，保证此时钻进速度为高速，通气强度较高。
25.当设定数量的钻杆没入钻孔之后，通过缠绕在每一节钻杆表面的传输导线，实现对取样钻杆管段的控制。当取样钻杆到达预定取样深度之后，通过远程控制取样钻杆内部的电机开始旋转，同时控制钻杆的钻进速度变为低速，充气装置的充气强度变弱。
26.此直流电机是同样放置于钻杆内部的储电电池提供电力，电机轴旋转带动与电机相连的联轴器13旋转，进而带动与联轴器13配合的螺纹螺杆6开始旋转。
27.螺杆6一端与联轴器13相连，一端固定在支撑座中，并在靠近支座处套有弹簧用于对螺杆的稳定性进行加强。
28.当螺杆6开始转动时，带动螺母1、螺母一3、螺母二7、螺母三11转动，螺母二7、螺母三11与移门20相连接，此时移门20做直线运动，煤样顺着外部肋条进入取样筒，当移门20完全打开时铰链19移动到8处使煤样顺利进入取样筒的同时又达到了保压的效果，当物料传感器监测已取满所需煤样时，移门20关闭。此时温度和压力传感器用于监测取样筒内的瓦斯含量变化。
29.快速回收取样筒。
30.取样筒回到工作面时将整机结构抽离转空后，在该取气口上连接专门取气管接
头，测量瓦斯的含量。
31.测量结束，打开移门清除取样筒里煤样，进行二次使用。
32.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。