本發(fā)明涉及一種測(cè)定煤層鉆孔深度的裝置與方法，特別是關(guān)于一種能夠直接快速測(cè)定煤層鉆孔深度的裝置與方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，抽采是瓦斯治理的根本性技術(shù)措施，而鉆孔抽采又是最為常用的煤層瓦斯預(yù)抽方法。

利用鉆孔抽采煤層瓦斯，就必須向預(yù)抽區(qū)域的煤層施工瓦斯抽采鉆孔；在現(xiàn)行的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，施工人員的工資收入直接取決于其累計(jì)施工鉆孔的長度，并且，對(duì)于單個(gè)鉆孔來說，鉆孔深度越大，施工難度越大；因此，往往存在鉆孔施工人員虛報(bào)鉆孔深度的現(xiàn)象。

虛報(bào)鉆孔深度，必然導(dǎo)致鉆孔施工不到位，應(yīng)該抽放的瓦斯沒有進(jìn)行抽放，或者抽放不達(dá)標(biāo)；當(dāng)回采該區(qū)域的煤層時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)瓦斯超限，甚至于發(fā)生煤與瓦斯突出或瓦斯爆炸事故。

目前，在測(cè)定煤層鉆孔深度方面，主要有如下工藝與方法：利用聲波反射法檢測(cè)鉆孔深度、輪式鉆孔深度測(cè)量儀及鉆孔深度測(cè)量方法、利用彈性波回波測(cè)距原理測(cè)量鉆桿長度并反推鉆孔深度、根據(jù)液壓鉆機(jī)推進(jìn)油缸進(jìn)程所用液壓油的總量來確定鉆孔的深度、采用磁感應(yīng)測(cè)量鉆孔深度、利用拉繩式長度傳感器測(cè)定鉆孔深度和采用微震定位測(cè)定瓦斯抽放鉆孔深度等。

上述方法對(duì)測(cè)量煤層鉆孔深度，起到了重要作用；但是，也或多或少的存在一些局限性，如經(jīng)濟(jì)成本性問題、測(cè)量精度與準(zhǔn)確性問題和測(cè)定結(jié)果的直觀性與操作的簡便性問題等。

為進(jìn)一步豐富煤層鉆孔深度的測(cè)定方法，提高煤層鉆孔深度測(cè)定工作的簡便性與經(jīng)濟(jì)性和測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性與直觀性，有效防止由于瓦斯抽放鉆孔施工不到位所引起的事故，有必要對(duì)測(cè)定煤層鉆孔深度的新方法進(jìn)行探索。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題是提供一種能夠直接快速測(cè)定煤層鉆孔深度的裝置與方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種能夠直接快速測(cè)定煤層鉆孔深度的裝置，包括移動(dòng)裝置，使移動(dòng)裝置產(chǎn)生前進(jìn)力的翼部，向翼部施加力使翼部打開或閉合的動(dòng)力系統(tǒng)，其中動(dòng)力系統(tǒng)包括高壓氣罐和可氣化固體顆粒，高壓氣體產(chǎn)生的壓力遠(yuǎn)高于固體顆粒氣化產(chǎn)生的壓力；所述移動(dòng)裝置為一個(gè)空心結(jié)構(gòu)，兩端設(shè)有圓錐狀端頭；所述翼部由多片葉片組成，葉片均布在移動(dòng)裝置的外部，其一端與移動(dòng)裝置的中、后部鉸接，另一端向移動(dòng)裝置的后端沿伸，能夠相對(duì)于移動(dòng)裝置作徑向打開和閉合運(yùn)動(dòng)；所述移動(dòng)裝置的腔體中部設(shè)有隔板，將移動(dòng)裝置內(nèi)部分隔成兩個(gè)相對(duì)封閉的空間；其中，后部空間通過膠管與高壓氣罐連接，前部空間內(nèi)盛裝有可氣化固體顆粒，兩個(gè)空間的壁上均周向設(shè)置有多個(gè)排氣孔，排氣孔的排氣方向均向翼部的連接部位傾斜。

所述翼部的連接部位設(shè)置限制翼部打開角度的限位裝置。所述限位裝置為卡箍或者彈性部件，使翼部最大打開狀態(tài)下，外緣的直徑小于鉆孔內(nèi)徑。

所述膠管上設(shè)置刻度。

所膠管纏繞于一電纜轉(zhuǎn)筒上，轉(zhuǎn)筒的兩端設(shè)置限位盤面，其中一個(gè)限位盤面上連接手把。

所述電纜轉(zhuǎn)筒還可以設(shè)置為另一種結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)固定轉(zhuǎn)筒和一個(gè)活動(dòng)轉(zhuǎn)筒，活動(dòng)轉(zhuǎn)筒套裝在固定轉(zhuǎn)筒的外部，其中一個(gè)限位盤面與固定轉(zhuǎn)筒連接；另一個(gè)限位盤面與活動(dòng)轉(zhuǎn)筒連接，并設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)手把。這種設(shè)計(jì)提高了電纜轉(zhuǎn)筒的適用性。

所述移動(dòng)裝置為中間粗兩頭細(xì)的紡錘狀。

一種利用直接快速測(cè)定煤層鉆孔濃度的裝置進(jìn)行鉆孔濃度測(cè)量的方法：

步驟1）將移動(dòng)裝置放入待測(cè)煤層鉆孔，并預(yù)先放置好可氣化固體顆粒；

步驟2）開啟高壓氣罐，高壓氣體經(jīng)過膠管進(jìn)入移動(dòng)裝置的后端腔體，并經(jīng)后部腔體上的排氣孔噴出，打開附著在移動(dòng)裝置周圍的葉片形成翼部，并通過對(duì)葉片施壓推動(dòng)移動(dòng)裝置快速向鉆孔深部移動(dòng)，此時(shí)，膠管在移動(dòng)裝置的帶動(dòng)下，也跟著移動(dòng)，并且電纜轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，釋放出更長的膠管；

步驟3）當(dāng)移動(dòng)裝置到達(dá)煤層鉆孔底端時(shí)，無法繼續(xù)移動(dòng)，此時(shí)，讀取孔口位置的膠管長度，在加上移動(dòng)裝置自身的長度，即為該煤層鉆孔的深度；

步驟4）測(cè)量結(jié)束后，關(guān)閉高壓氣罐，葉片在移動(dòng)裝置前端可氣化固體顆粒升華所產(chǎn)生的氣體壓力作用下閉合，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)把手，采用電纜轉(zhuǎn)筒纏繞膠管，將移動(dòng)裝置拔出，以備下次測(cè)量。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可為企業(yè)提供一種能夠直接快速測(cè)定煤層鉆孔深度的裝置與方法，該裝置以高壓氣體為動(dòng)力，通過膠管將高壓氣體傳遞給附著在移動(dòng)裝置周圍的葉片，并推動(dòng)移動(dòng)裝置快速進(jìn)入煤層鉆孔底端，最終通過進(jìn)入鉆孔的膠管長度和移動(dòng)裝置的自身長度來確定鉆孔深度；測(cè)定工藝較為簡單，測(cè)定工作耗時(shí)量少，可快速得出結(jié)果，由于是直接測(cè)量，因而結(jié)果的可靠性比較高。

本發(fā)明在移動(dòng)裝置的周圍安設(shè)葉片，在其內(nèi)部安設(shè)隔板，前端放置可氣化固體顆粒，后端接可通高壓氣體的膠管，且高壓氣體的壓力要遠(yuǎn)高于固體顆粒氣化產(chǎn)生的壓力，前端出氣孔向后開口，后端出氣孔向前開口；上述設(shè)計(jì)，可確保充入高壓氣體時(shí)，葉片張開，推動(dòng)移動(dòng)裝置快速向前移動(dòng)，關(guān)閉高壓氣體時(shí)，葉片合攏，與移動(dòng)裝置形成一體且外表光滑，向后移動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生額外的阻力，便于快速拔出鉆孔。

附圖說明

附圖1為一種能夠直接快速測(cè)定煤層鉆孔深度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為移動(dòng)裝置的放大示意圖。

圖中標(biāo)記如下：高壓氣罐1、膠管2、閥門3、電纜轉(zhuǎn)筒4、把手5、移動(dòng)裝置6、葉片7、分隔板8和可氣化固體顆粒9。

具體實(shí)施方式

如附圖1所示，一種能夠直接快速測(cè)定煤層鉆孔深度的裝置，它包括1個(gè)高壓氣罐1、1根膠管2、1個(gè)電纜轉(zhuǎn)筒4、1個(gè)移動(dòng)裝置6、1組葉片7、1個(gè)分隔板8和一些可氣化固體顆粒9。

將分隔板8放置于移動(dòng)裝置6的內(nèi)部，采用強(qiáng)力膠與移動(dòng)裝置6粘結(jié)在一起；可氣化固體顆粒9放置于移動(dòng)裝置6的前端腔體中。

葉片7放置于移動(dòng)裝置6的外圍中后部，采用合頁聯(lián)接，并在合頁上加設(shè)一道卡箍，可防止葉片的張開角度過大。也可以用鉸鏈連接，在連接處設(shè)置彈簧或彈片等彈性限位部件，防止葉片張開角度過大。

膠管2與移動(dòng)裝置6和高壓氣罐1之間采用螺紋聯(lián)接，并直接纏繞在電纜轉(zhuǎn)筒4上。閥門3安設(shè)在膠管2上，兩頭均采用螺紋聯(lián)接；

把手5與電纜轉(zhuǎn)筒4相連，采用電焊聯(lián)接。使用時(shí)，電纜轉(zhuǎn)筒4可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝于某一處，旋轉(zhuǎn)把手5時(shí)，電纜轉(zhuǎn)筒4的筒帶動(dòng)膠管2一起旋轉(zhuǎn)，但是，整體結(jié)構(gòu)不會(huì)移動(dòng)。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例如下：

高壓氣罐1為一個(gè)氮?dú)馄?，直?19mm，氣瓶總高1450mm，容積40L；膠管2的制作材料為橡膠，外徑10mm，壁厚2mm，長約100m。

閥門3為手動(dòng)截止閥；電纜轉(zhuǎn)筒4為移動(dòng)式電纜盤；把手5為一個(gè)鋼管，外徑10mm，壁厚2mm，長約100mm。

移動(dòng)裝置6的制作材料為抗靜電硬質(zhì)塑料，殼厚2mm，長200mm，中部最粗處直徑40mm；移動(dòng)裝置6的中部鑿有孔，共7圈，每圈12個(gè)，每個(gè)小孔直徑為1mm，前半部分的孔開口方向向后，后半部分的孔開口方向向前；從這兩部分小孔出來的氣體分別從前后兩個(gè)方向給安裝在移動(dòng)裝置6周圍的葉片7施加力的作用；葉片7共4組，在移動(dòng)裝置6周圍包裹一圈，制作材料為抗靜電硬質(zhì)塑料，殼厚2mm，長100mm。

分隔板8的制作材料為抗靜電硬質(zhì)塑料，直徑36mm，厚4mm；可氣化固體顆粒9為干冰（固態(tài)二氧化碳），體積充滿移動(dòng)裝置6的前端。

本發(fā)明的工作過程如下：

將分隔板8放置于移動(dòng)裝置6的內(nèi)部，采用強(qiáng)力膠與移動(dòng)裝置6粘結(jié)在一起；將可氣化固體顆粒9放置在移動(dòng)裝置6的前端腔體中；安設(shè)葉片7，并用卡箍包裹移動(dòng)裝置6的中部。

讓膠管2在電纜轉(zhuǎn)筒4上預(yù)先盤好，采用膠管2分別聯(lián)接好移動(dòng)裝置6和高壓氣罐1，并安設(shè)好閥門3；將移動(dòng)裝置6放置在待測(cè)煤層鉆孔，做好一切準(zhǔn)備工作。

打開閥門3，高壓氣體經(jīng)膠管2進(jìn)入移動(dòng)裝置6的后端，再通過移動(dòng)裝置6上預(yù)留的小孔到達(dá)殼體外面，沖開葉片7，并通過葉片7將力傳遞給移動(dòng)裝置6，使得移動(dòng)裝置6和葉片7一起帶著膠管2迅速向前移動(dòng)；膠管2帶動(dòng)電纜轉(zhuǎn)筒4轉(zhuǎn)動(dòng)，增加未纏繞的膠管2的長度。

待膠管2不再移動(dòng)時(shí)，記錄煤層鉆孔入口處的膠管2長度，再加上移動(dòng)裝置6的長度，即為該煤層鉆孔深度。

關(guān)閉閥門3，停止向膠管2輸入高壓氣體；此時(shí)，可氣化固體顆粒9的蒸氣通過移動(dòng)裝置6上預(yù)留的孔反向壓迫葉片7，葉片7收攏, 便于通過膠管2將其拔出；旋轉(zhuǎn)把手5，帶動(dòng)電纜轉(zhuǎn)筒4轉(zhuǎn)動(dòng)，通過它轉(zhuǎn)纏膠管2，并通過膠管2帶動(dòng)移動(dòng)裝置6向后移動(dòng)，直至將其拔出。