一種模擬測試鉆孔變形的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種模擬測試鉆孔變形的裝置，尤其適用于模擬瓦斯抽采鉆孔變形過程。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中依舊占據(jù)主體地位。隨著經(jīng)濟發(fā)展，煤炭的需求持續(xù)增長，煤炭產(chǎn)量逐年增加，煤礦開采深度逐年向深部延伸，煤層瓦斯含量、瓦斯壓力也逐漸增大。煤與瓦斯突出等動力災害的危險性也因此而增大。瓦斯治理已是保障煤礦安全生產(chǎn)的第一要務。
[0003]瓦斯抽采是治理高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井瓦斯問題的有效措施。瓦斯抽采的方法以鉆孔抽采為主，然而由于我國大多礦井煤層透氣性低，要保證瓦斯?jié)舛冉档椭涟踩珴舛纫韵戮托枳銐虻某椴蓵r間。同時由于我國煤層賦存條件復雜，構(gòu)造復雜多變，煤體強度低，這使得鉆孔在成孔后的短時間內(nèi)很容易變形頸縮，甚至塌孔報廢，無法保證足夠的瓦斯抽采時間，影響煤層瓦斯治理的效果。因此，瓦斯抽采過程迫切需要一種能夠及時監(jiān)測鉆孔變形的裝置，實時了解鉆孔的頸縮和垮落狀況，為鉆孔瓦斯抽采活動提供保障。
[0004]目前專門針對瓦斯抽采鉆孔變形的測試尚沒有實用的裝置和方法。主要以瓦斯抽采參數(shù)來間接反映鉆孔狀態(tài)，然而由于影響瓦斯抽采參數(shù)的因素有很多且具有很多不確定性，通過計算抽采參數(shù)的變化，無法準確判斷鉆孔是否正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是針對煤礦瓦斯抽采過程中存在的鉆孔變形、垮塌問題，提供一種測試鉆孔變形量及是否塌孔的裝置。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的模擬測試鉆孔變形的裝置，包括內(nèi)設煤巖體相似材料的模擬箱、設在模擬箱上的上壓板，模擬箱的前后側(cè)板上對稱開有一圓孔，前后側(cè)板上的圓孔經(jīng)鉆孔模具連通，形成模擬鉆孔環(huán)境，在模擬鉆孔內(nèi)設置連有導壓管的膠囊壓力感應器，導壓管的外露端經(jīng)三通分別連有單向閥和壓力表。
[0007]所述的膠囊壓力感應器外部設有柔性保護套。
[0008]所述模擬箱的前側(cè)板與模擬箱箱體螺栓固定，可拆卸。
[0009]所述模擬箱的箱體周圍均設有三角加固梁。
[0010]所述的上壓板包括平板和設在平板上呈H形的加固梁。
[0011]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型可以在實驗室模擬鉆孔變形的全過程，在鉆孔旁貼上標尺便于觀測確定鉆孔變形量。同時通過記錄相對壓力數(shù)據(jù)，可得出鉆孔變形量與相對壓力的對應關(guān)系，利用相對壓力間接準確反映鉆孔變形量?？稍诂F(xiàn)場測試中，對煤層打鉆，根據(jù)實際情況和鉆孔長度，布置多個相對壓力-變形測試裝置。根據(jù)實測的相對壓力數(shù)據(jù)實現(xiàn)對現(xiàn)場鉆孔變形量的測試。膠囊壓力感應器為圓柱形，加壓膨脹后能夠感應鉆孔各個方向的變形量。膠囊壓力感應器的初始膨脹直徑略小于鉆孔直徑，可以有效避免多點測試時，導管和導壓管對施加初試壓力時造成的誤差。導管在膠囊安放處有凹槽開口，使得膠囊膨脹后能與鉆孔直接接觸。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、穩(wěn)定性好，能夠準確實時監(jiān)測鉆孔變形量。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的模擬鉆孔變形裝置和相對壓力-變形測試裝置的整體圖。
[0013]圖2是本實用新型的模擬鉆孔變形裝置的立體圖。
[0014]圖3是本實用新型的模擬鉆孔變形裝置的俯視圖圖。
[0015]圖4是本實用新型的模擬鉆孔變形裝置的側(cè)視圖。
[0016]圖5是本實用新型的模擬鉆孔變形裝置的上方蓋板立體圖。
[0017]圖6是本實用新型的模擬鉆孔變形裝置的鉆孔模具示意圖。
[0018]圖7是本實用新型的相對壓力-變形測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖8是本實用新型的現(xiàn)場測試時布置多個相對壓力-變形測試裝置的示意圖。
[0020]圖中:1、模擬箱；2、三角加固梁；3、螺栓；4、前側(cè)板；5、圓孔；6、上壓板；7、相似材料；8、鉆孔模具；9、膠囊壓力感應器；10、導壓管；11、單向閥；12、壓力表；13、三通；14、柔性保護套；15、導管。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述:
[0022]如圖1所示，本實用新型的模擬測試鉆孔變形的裝置，主要由內(nèi)設煤巖體相似材料的模擬箱1、前側(cè)板4、上壓板6、膠囊壓力感應器9、導壓管10、單向閥11和壓力表12構(gòu)成；模擬箱I為長方開，上壓板6設置在模擬箱I上，模擬箱I的前后側(cè)板上對稱開有一圓孔，前后側(cè)板上的圓孔經(jīng)鉆孔模具8連通，形成模擬鉆孔環(huán)境，鉆孔模具8如圖6所示；所述模擬箱I的前側(cè)板4與模擬箱箱體經(jīng)螺栓3固定，可拆卸，如圖2所示；模擬箱I的箱體周圍均設有三角加固梁2，如圖3、4所示；在模擬鉆孔內(nèi)設置連有導壓管10的膠囊壓力感應器9，所述的膠囊壓力感應器9外部設有柔性保護套14。導壓管10的外露端經(jīng)三通13分別連有單向閥11和壓力表12，如圖7所示。所述的上壓板6包括平板和設在平板上呈H形的加固梁，如圖5所示。
[0023]圖8所示，為應用于實際鉆孔內(nèi)的測試，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定鉆孔長度，將多個膠囊壓力感應器9間隔設在導管15內(nèi)，每個膠囊壓力感應器9分別連接有導壓管10，各導壓管10外露端分別經(jīng)三通13連接有壓力表12和單向閥11，膠囊壓力感應器9為圓柱形，外側(cè)套有柔性保護套14，柔性保護套的直徑略小于導管15直徑，將導管15送入鉆孔內(nèi)，通過布置的多個膠囊壓力感應器9實現(xiàn)鉆孔內(nèi)變形的多點同時測試。
【主權(quán)項】
1.一種模擬測試鉆孔變形的裝置，其特征在于:它包括內(nèi)設煤巖體相似材料的模擬箱、設在模擬箱上的上壓板，模擬箱的前后側(cè)板上對稱開有一圓孔，前后側(cè)板上的圓孔經(jīng)鉆孔模具連通，形成模擬鉆孔環(huán)境，在模擬鉆孔內(nèi)設置連有導壓管的膠囊壓力感應器，導壓管的外露端經(jīng)三通分別連有單向閥和壓力表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬測試鉆孔變形的裝置，其特征在于:所述的膠囊壓力感應器外部設有柔性保護套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬測試鉆孔變形的裝置，其特征在于:所述模擬箱的前側(cè)板與模擬箱箱體螺栓固定，可拆卸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬測試鉆孔變形的裝置，其特征在于:所述模擬箱的箱體周圍均設有三角加固梁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬測試鉆孔變形的裝置，其特征在于:所述的上壓板包括平板和設在平板上呈H形的加固梁。
【專利摘要】一種模擬測試鉆孔變形的裝置，裝置包括內(nèi)設煤巖體相似材料的模擬箱、設在模擬箱上的上壓板，模擬箱的前后側(cè)板上對稱開有一圓孔，前后側(cè)板上的圓孔經(jīng)鉆孔模具連通，形成模擬鉆孔環(huán)境，在模擬鉆孔內(nèi)設置連有導壓管的膠囊壓力感應器，導壓管的外露端經(jīng)三通分別連有單向閥和壓力表。測試方法：將膠囊壓力感應器送入箱體內(nèi)的鉆孔中，對鉆孔施加應力，同步記錄鉆孔形變和壓力表讀數(shù)，夠動態(tài)記錄鉆孔變形與發(fā)展規(guī)律，得到變化關(guān)系，以此實測的膠囊壓力演算鉆孔變形量，其結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，模擬效果好。
【IPC分類】G01N3-08, E21B47-00
【公開號】CN204386589
【申請?zhí)枴緾N201520002593
【發(fā)明人】李忠輝, 蔡冠楠, 鈕月, 婁全
【申請人】中國礦業(yè)大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月4日