本實(shí)用新型屬于煤礦安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆桿鉆進(jìn)過程中偏移測試裝置。

背景技術(shù)：

世界各國在進(jìn)行采煤作業(yè)前，需要進(jìn)行突出危險(xiǎn)性檢驗(yàn)，如果沒有突出危險(xiǎn)性則可按照一定的作業(yè)程序進(jìn)行采煤作業(yè)，否則應(yīng)進(jìn)行瓦斯治理。瓦斯治理的主要措施為預(yù)抽煤層瓦斯。預(yù)抽煤層瓦斯需要直接在煤層中打鉆孔或通過巖石向煤層中打鉆孔，然后插入PVC管通過高負(fù)壓系統(tǒng)抽采，傳統(tǒng)鉆機(jī)打鉆是通過動(dòng)力頭推進(jìn)、拔拉、旋轉(zhuǎn)鉆桿，隨著鉆桿一根一根地打入煤層，鉆桿的重力增加，造成鉆孔的角度、間距與預(yù)先設(shè)計(jì)的不同，且鉆孔的偏移角度、距離無法得知，影響煤層瓦斯抽采效果及達(dá)標(biāo)率。

因此，有必要設(shè)計(jì)一種鉆桿鉆進(jìn)過程中偏移測試裝置，根據(jù)測量結(jié)果，合理地布置鉆孔角度及鉆孔間距，從而安全的進(jìn)行采煤作業(yè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種鉆桿鉆進(jìn)過程中偏移測試裝置，該測試裝置實(shí)時(shí)記錄鉆桿鉆進(jìn)過程中鉆桿的偏移角度，并在鉆進(jìn)停止后查看偏移角度，進(jìn)而計(jì)算鉆頭偏移設(shè)計(jì)的距離，并在后續(xù)的布孔中依據(jù)鉆桿偏移距離進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以保障瓦斯抽采效果及達(dá)標(biāo)率。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：鉆桿鉆進(jìn)過程中偏移測試裝置，包括外形呈圓筒形結(jié)構(gòu)的連接件，以連接件的軸線方向?yàn)榍昂蠓较颍B接件的前端和后端分別設(shè)置有外螺紋結(jié)構(gòu)和內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，連接件的后部內(nèi)壁設(shè)有位于內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)前側(cè)的定位安裝柱，定位安裝柱后端面中心處開設(shè)有后端敞口的導(dǎo)水槽，連接件和定位安裝柱沿徑向方向開設(shè)有至少兩條徑向水流通道，定位安裝柱上在鄰近連接件內(nèi)壁處沿軸向方向開設(shè)有與徑向水流通道數(shù)目相等的后軸向水流通道，徑向水流通道的內(nèi)端與導(dǎo)水槽連通，一條后軸向水流通道對(duì)應(yīng)與一條徑向水流通道十字交叉連通，后軸向水流通道的后端和徑向水流通道的外端內(nèi)部均設(shè)置有一個(gè)用于限制水流外溢的沉頭螺釘，后軸向水流通道的前端與連接件的內(nèi)部空腔連通，連接件前端內(nèi)部螺紋連接有蓋體，蓋體邊緣沿軸線方向開設(shè)有與連接件內(nèi)部空腔連通的前軸向水流通道，蓋體后側(cè)面與定位安裝柱前側(cè)面之間設(shè)置有角度監(jiān)測系統(tǒng)。

角度監(jiān)測系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)桿、陀螺儀、存儲(chǔ)盒和右端敞口的安裝筒，安裝筒的中心線與連接件的中心線重合，安裝筒后端面固定設(shè)置有螺柱，定位安裝柱前端面中心處開設(shè)有螺孔，螺柱伸入并螺紋連接在螺孔內(nèi)，安裝筒前端與蓋體后端同軸向螺紋密封連接，轉(zhuǎn)桿沿安裝筒的中心線布置，轉(zhuǎn)桿前端插入蓋體內(nèi)并與蓋體之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)桿后端插入安裝筒右側(cè)內(nèi)并與安裝筒之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，陀螺儀和存儲(chǔ)盒固定設(shè)置在轉(zhuǎn)桿上，存儲(chǔ)盒內(nèi)設(shè)置有電源和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，電源通過導(dǎo)線分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和陀螺儀連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過數(shù)據(jù)信號(hào)線與陀螺儀連接。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型在工作使用時(shí)，首先將連接件前端的外螺紋結(jié)構(gòu)與鉆頭后端的內(nèi)螺紋連接，鉆頭內(nèi)軸向設(shè)置的預(yù)制通道與前軸向水流通道對(duì)應(yīng)連通，并在蓋體前側(cè)面與鉆頭與后端面之間設(shè)置墊板，確保安裝筒的軸向定位。連接件后端的內(nèi)螺紋與最前端一根鉆桿的前端連接，鉆桿的中心孔與導(dǎo)水槽對(duì)應(yīng)連通。

在鉆桿鉆進(jìn)前，設(shè)定好鉆進(jìn)方向，并在鉆進(jìn)之前，開始對(duì)鉆桿的中心孔通入高壓水，高壓水流將沿過水槽，徑向水流通道、后軸向水流通道進(jìn)入到連接件的內(nèi)部空腔，再經(jīng)前軸向水流通道，最后從鉆頭的預(yù)制通道中流出。開始鉆進(jìn)后，本實(shí)用新型隨著空心的鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，角度測量系統(tǒng)中的陀螺儀及存儲(chǔ)盒均保持靜止?fàn)顟B(tài)，陀螺儀中的轉(zhuǎn)子保持恒定的高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。若鉆桿鉆進(jìn)直至停止無偏移，角度測量系統(tǒng)中的陀螺儀不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即不輸出信號(hào)。若鉆頭在鉆進(jìn)過程中偏移預(yù)定設(shè)計(jì)的鉆進(jìn)路線，角度測量系統(tǒng)中的陀螺儀就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)陀螺儀中的傳感器輸出信號(hào)至存儲(chǔ)盒中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊并存儲(chǔ)至存儲(chǔ)裝置；若鉆進(jìn)過程持續(xù)偏轉(zhuǎn)，則陀螺儀中的傳感器持續(xù)輸出信號(hào)。鉆進(jìn)結(jié)束后，退出鉆桿，擰開鉆頭并打開蓋體，將存儲(chǔ)盒插入上位機(jī)讀取偏移角度，并計(jì)算鉆桿偏移距離，根據(jù)偏移距離重新設(shè)計(jì)鉆孔布置。

采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下技術(shù)效果：

1、在正常鉆進(jìn)過程，即鉆進(jìn)的角度未發(fā)生改變時(shí)，由于轉(zhuǎn)桿與蓋體、安裝筒之間無相互作用，陀螺儀也就不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即不會(huì)輸出錯(cuò)誤信號(hào)；

2、本實(shí)用新型在鉆進(jìn)方向發(fā)生偏移時(shí)，陀螺儀中的傳感器輸出信號(hào)，信號(hào)處理后的數(shù)據(jù)最終由存儲(chǔ)盒中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)，方便電子設(shè)備查看；

3、本實(shí)用新型在鉆進(jìn)時(shí)的高速旋轉(zhuǎn)過程中，由于安裝筒、蓋體對(duì)陀螺儀的保護(hù)作用，其工作不受鉆桿高速旋轉(zhuǎn)的影響，并隔離鉆桿內(nèi)腔通入的冷卻水對(duì)角度測量系統(tǒng)的影響；

4、連接件和定位安裝柱采用一體結(jié)構(gòu)制成，徑向水流通道和后軸向水流通開設(shè)有為通孔，這樣便于加工，并采用沉頭螺釘密封。

綜上所述，本實(shí)用新型靈敏度高，可實(shí)時(shí)記錄其偏移角度，并在工程施工中對(duì)鉆桿鉆進(jìn)偏移距離計(jì)算，方便在后續(xù)的布孔中依據(jù)鉆桿偏移距離進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，進(jìn)一步保障瓦斯抽采效果及達(dá)標(biāo)率，可為工程施工提供極大便利。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型的鉆桿鉆進(jìn)過程中偏移測試裝置，包括外形呈圓筒形結(jié)構(gòu)的連接件1，以連接件1的軸線方向?yàn)榍昂蠓较颍B接件1的前端和后端分別設(shè)置有外螺紋結(jié)構(gòu)和內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，連接件1的后部內(nèi)壁設(shè)有位于內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)前側(cè)的定位安裝柱2，定位安裝柱2后端面中心處開設(shè)有后端敞口的導(dǎo)水槽3，連接件1和定位安裝柱2沿徑向方向開設(shè)有至少兩條徑向水流通道4，定位安裝柱2上在鄰近連接件1內(nèi)壁處沿軸向方向開設(shè)有與徑向水流通道4數(shù)目相等的后軸向水流通道5，徑向水流通道4的內(nèi)端與導(dǎo)水槽3連通，一條后軸向水流通道5對(duì)應(yīng)與一條徑向水流通道4十字交叉連通，后軸向水流通道5的后端和徑向水流通道4的外端內(nèi)部均設(shè)置有一個(gè)用于限制水流外溢的沉頭螺釘6，后軸向水流通道5的前端與連接件1的內(nèi)部空腔7連通，連接件1前端內(nèi)部螺紋連接有蓋體8，蓋體8邊緣沿軸線方向開設(shè)有與連接件1內(nèi)部空腔7連通的前軸向水流通道9，蓋體8后側(cè)面與定位安裝柱2前側(cè)面之間設(shè)置有角度監(jiān)測系統(tǒng)。

角度監(jiān)測系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)桿10、陀螺儀11、存儲(chǔ)盒12和右端敞口的安裝筒13，安裝筒13的中心線與連接件1的中心線重合，安裝筒13后端面固定設(shè)置有螺柱14，定位安裝柱2前端面中心處開設(shè)有螺孔，螺柱14伸入并螺紋連接在螺孔內(nèi)，安裝筒13前端與蓋體8后端同軸向螺紋密封連接，轉(zhuǎn)桿10沿安裝筒13的中心線布置，轉(zhuǎn)桿10前端插入蓋體8內(nèi)并與蓋體8之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)桿10后端插入安裝筒13右側(cè)內(nèi)并與安裝筒13之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，陀螺儀11和存儲(chǔ)盒12固定設(shè)置在轉(zhuǎn)桿10上，存儲(chǔ)盒12內(nèi)設(shè)置有電源和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，電源通過導(dǎo)線分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和陀螺儀11連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過數(shù)據(jù)信號(hào)線與陀螺儀11連接。

本實(shí)用新型在工作使用時(shí)，首先將連接件1前端的外螺紋結(jié)構(gòu)與鉆頭12后端的內(nèi)螺紋連接，鉆頭12內(nèi)軸向設(shè)置的預(yù)制通道13與前軸向水流通道9對(duì)應(yīng)連通，并在蓋體8前側(cè)面與鉆頭12與后端面之間設(shè)置墊板14，確保安裝筒13的軸向定位。連接件1后端的內(nèi)螺紋與最前端一根鉆桿15的前端連接，鉆桿15的中心孔16與導(dǎo)水槽3對(duì)應(yīng)連通。

在鉆桿15鉆進(jìn)前，設(shè)定好鉆進(jìn)方向，并在鉆進(jìn)之前，開始對(duì)鉆桿15的中心孔16通入高壓水，高壓水流將沿過水槽，徑向水流通道4、后軸向水流通道5進(jìn)入到連接件1的內(nèi)部空腔7，再經(jīng)前軸向水流通道9，最后從鉆頭12的預(yù)制通道13中流出。開始鉆進(jìn)后，本實(shí)用新型隨著空心的鉆桿15的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，角度測量系統(tǒng)中的陀螺儀11及存儲(chǔ)盒12均保持靜止?fàn)顟B(tài)，陀螺儀11中的轉(zhuǎn)子保持恒定的高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。若鉆桿15鉆進(jìn)直至停止無偏移，角度測量系統(tǒng)中的陀螺儀11不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即不輸出信號(hào)。若鉆頭12在鉆進(jìn)過程中偏移預(yù)定設(shè)計(jì)的鉆進(jìn)路線，角度測量系統(tǒng)中的陀螺儀11就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)陀螺儀11中的傳感器輸出信號(hào)至存儲(chǔ)盒12中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊并存儲(chǔ)至存儲(chǔ)裝置；若鉆進(jìn)過程持續(xù)偏轉(zhuǎn)，則陀螺儀11中的傳感器持續(xù)輸出信號(hào)。鉆進(jìn)結(jié)束后，退出鉆桿15，擰開鉆頭12并打開蓋體8，將存儲(chǔ)盒12上的接口模塊插入上位機(jī)讀取偏移角度，并計(jì)算鉆桿15偏移距離，根據(jù)偏移距離重新設(shè)計(jì)鉆孔布置。

本實(shí)施例并非對(duì)本實(shí)用新型的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。