Устройство для измерения газовыделения при бурении шпуров Советский патент 1980 года по МПК E21F7/00 

объем компенсатора сообщен с внутренним объемом корнуса устройства посредством соединительной трубки, кроме того, внутренний объем воронки и штыбонакопителя порознь сообщены с измерительными приборами посредством соответствующих штуцеров и соединительных шлангов, причем корпус устройства выполнен составным из двух частей, соединенных посредством быстроразъемного соединения, а конец корпуса QO стороны сверла снабжен выступом.

Быстроразъемное соединение может быть выполнено в виде соединительной головки для противопожарного оборудования ГППО ГОСТ 2217-66.

Клапан штыбонакопителя целесообразно выполнить в виде имеющей форму усеченного конуса пробки со щтоком, установленным в сальниковом уплотнении с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси щтока.

Основание воронки может быть выполнено в виде седла клапана.

Узел герметизации штанги целесообразно выполнить в виде сальникового уплотнения из войлочных колец, прижимаемых гайкой к выступу корпуса.

Конец следящего упора, взаимодействующий со скользящим клином, может быть выполнен сферическим.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2, - разрез устройства по продольной оси; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2.

Устройство включает корпус /, состоящий из двух частей, соединенных между собой посредством быстроразъемного соединения 2, выполненного, например, по типу соединительных головок для пожарных рукавов (ГОСТ 2217-66), пакер (герметизатор) 3, герметизирующий корпус / в шпуре, цилиндрическую штангу 4, проходящую через сальниковое уплотнение 5, представляющее собой, например, набор войлочных колец, которые гайкой 6 прижимаются к выступу 7 корпуса 1. Один конец цилиндрической штанги 4 соединен с буровой щтангой 8, а другой со сверлом 9, например, типа ЭР-19 и снабжен упорным кольцом 10: На корпусе 1 установлен эластичный компенсатор //, внутренняя полость которого посредством трубы 12 сообщается с внутренней полностью корпуса 1. С компенсатором .11 связан рычажный механизм 13, второй конец которого шарнирно соединен со стойкой 14, закрепленной на канравляющей 15. В цилиндрической направляющей 15, жестко закрепленной на корпусе / устройства, помещен клин 16, который посредством тяги 17 жестко соединен с упорным кольцом 10. Между компенсатором 11 и стойкой 14 на рычаге 13 закреплен следящий упор 18, представляющий собой цилиндрическое тело, имеющее

с одной стороны сферический торец, с другой - проушины для шарнирного соединения с рычагом. Нижний сферический торец следящего упора 18 упирается в клин 16 и для предотвращения его горизонтального перемещения помещен в направляющую 19. Корпус / устройства через воронку 20 соединен со щтыбонакопителем 21. 111тыбонакопитель снабжен клапаном, выполненным в виде пррбки 22 со штоком 23, проходящим через сальниковое уплотнение 24 в днище штыбонакопителя. Воронка 20 и штыбонакопитель 21 соответственно через штуцеры 25 и 26 я газоотводящие

трубки соединены с газосчетчиками 27 и 28. Герметизация внутренней полости корпуса 1 осуществляется с помощью сальникового управления 5.

Вращательное движение щтанге пере,ается от сверла 9. Подача става буровых штанг 8 на забой осуществляется с помощью лебедки 29 и троса 30, который посредством анкера 31 закреплен в груди забоя.

Устройство работает следующим образом.

В устье шпура помещают и герметизируют посредством резинового пакера 3 корпус / устройства, в который помещают

став буровых щтанг 8 с резцом. Для удобства наращивания штанги корпус выполнен из двух частей, соединяемых с помощью герметичного быстроразъемного соединения. К воронке 20 гер1метично подключают

1итыбонакопитель 2/. Штуцеры 25 и 26 посредством резиновых шлангов соединяют с соответствующими газосчетчиками 27 и 28. Трос лебедки 29 закрепляют у устья щцура с помощью анкера 31.

К буровой щтанге 5 присоединяют циЛ1:ндрическую штангу 4, проходящую через сальниковое уплотнение 5 в левой части корпуса 1 устройства. С помощью быстроразъемного соединения 2 обе части корпуса / герметично соединяют. Затем посредством сверла 9 пррбуривают интервал шнура, в процессе чего цилиндрическая штанга 4 через сальниковое уплотнение 5 перемещается в неподвижном корпусе 1, уменьшая его внутренний объем. Связь клина ,16 с упорным кольцом 10 с помощью жесткой тяги 17 обеспечивает одинаковое перемещение клина 16 одновременно со штангой 4. При

перемещении клина 16 его скошенная поверхность скользит по сферическому торцу следящего упора 18 и перемещает его вертикально вверх, вследствие чего следящий упор 18 отжимает поворотный рычаг 13,

растягивая корпус эластичного компенсатора 11 и увеличивая его объем пропорционально объему части цилиндрической штанги, входящей в корпус / при бурении интервала щпура, обеспечивая тем самым

постоянство внутреннего объема устройства.

Выделяющийся при бурении -газ отводят :к одному из газосчетчиков при перекрытом шланге другого. Выбуриваемый уголь транспортируется буровой штангой 8 и через воронку 20 ссыпается в штыбонакопитель 21. Наличие компенсатора 1J с рычажным механизмом 13 обусловливает постоянный внутренний объем корпуса устройства, что обеспечивает высокую точность измерения газовыделения.

При возвратном движении штанги упругость компенсатора // обеспечивает возвращение рычажного механизма 13 и следящего упора 18 в исходное положение вслед за перемещением клина 16 «, тем самым, сокращение объема компенсатора 11 на величину, пропорциональную части цилиндрической щтанги 4, выходящей из корпуса устройства.

Для наращивания става буровых штанг 8 для бурения следующего интервала шпура разъединяют части корпуса / устройства, устанавливают дополнительный отрезок буровой штанги 5, снова сое.диняют части корпуса и операцию бурения интервала шпура повторяют.

Устройство позволит с высокой точностью измерять параметры газовыделения при разрушении угля, что обеспечит необходимую надежность при оценке эффективности мероприятий, направленных на снижение газоносности угольных пластов и загазованности атмосферы угольных шахт.

Формула изобретения

1. Устройство для изм-ерения газовыде-ления при бурении шпуров, включающее корпус с пакером для герметизации устья скважины, буровую штангу с укрепленной на конце буровой коронкой, узел герметизации буровой штанги, газоотводящий щтуцер, штыбонакопитель с воронкой, соединяюшей его с корпусом устройства, сверло, лебедку, измерительный прибор, соединительные щланги, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения газовыделения при бурении шпуров за счет раздельного измерения газовыделения из стенок шпура и штыба и стабилизации внутреннего объема устройства, устройство снабжено быстроразъемным соединением, цилиндрическим направляющим элементом, жестко укрепленным на корпусе устройства, скользящим клином, дополнительной цилиндрической штангой с упорным кольцом, жесткой тягой, эластичным компенсатором с рычажным механизмом кз.менения объема компенсатора и следящим упором, конец кото-; рого взаимодействует со скользящим клином, клапаном и сальниковым уплотнением в днище штыбонакопителя, дополнительными газоотводящим щтуцером и измерительным прибором, при этом цилиндрическая штанга одним концом соединена с буровой штангой, а другим, имеющим упорное кольцо, - со сверлом, упорное кольцо посредством жесткой тяги соединено со скользящим клином, размещенным внутри цилиндрического направляющего элемента, на внешней поверхности которого закреплен эластичный компенсатор с рычажным механизмом изменения объема компенсатора, поворотный рычаг которого кинематически связан со следящим упором, а внутренний объем компенсатора сообщен с внутренним объемом корпуса устройства посредством соединительной трубки, внутренний объем воронки и штыбонакопителя порознь сообщены с измерительными приборами посредством соответствующих штуцеров и соединительных шлангов, Kopnj c устройства выполнен составным из двух частей, соединенных посредством быстроразъемного соединения, а конец корпуса со стороны сверла снабжен выступом.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что быстроразъемное соединение выполнено в виде соединительной головки для противопожарного оборудования ГП ПО ГОСТ 2217-66.

3.Устройство по пп. I и 2, отличающееся тем, что клапан штыбонакопителя выполнен в виде имеющей форму усеченного конуса пробки со штоком, установленным в сальниковом уплотнении с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси штока.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что основание воронки выполнено в виде седла клапана.

5.Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что узел герметизации буровой штанги выполнен в виде сальникового уплотнения из войлочных колец, прижимаемых гайкой к выступу корпуса.

6.Устройство по пп. I-5, отличающееся тем, что конец следящего упора, взаимодействующий со скользящим клином, выполнен сферическим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

. Патент ГДР № 66153, кл. Е 21 F 7/00, опублик. 1969.

2. Нздашковский И. В. Определение газоносности угольного пласта в призабойной зоне. - «Уголь, 1972, № 12, с. 65-66 (прототип).