阅读说明：本技术 一种用于坑道取芯装备的报警装置 (A alarm device for gallery is got core and is equipped ) 是由 谢和平 高明忠 陈领 李佳南 赵乐 李聪 何志强 杨明庆 吴年汉 余波 于 2020-04-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于坑道取芯装备的报警装置,包括处理终端、连续导管、取芯器,取芯器包括内管总成、外管总成,内管总成包括弹卡机构、中心杆,内管总成通过弹卡机构与外管总成卡合连接,中心杆为中空结构,连续导管连接中心杆,连续导管为中空结构,信号线缆自连续导管延伸至中心杆内,弹卡机构内设有压感传感器,中心杆底端设有温度传感器、压力传感器,处理终端通过信号线缆连接压感传感器、温度传感器、压力传感器。本发明使用多种传感器,及时准确地监测取芯器状态,保证取芯采样的准确率。(The invention discloses an alarm device for underground coring equipment, which comprises a processing terminal, a continuous guide pipe and a coring device, wherein the coring device comprises an inner pipe assembly and an outer pipe assembly, the inner pipe assembly comprises an elastic clamping mechanism and a central rod, the inner pipe assembly is connected with the outer pipe assembly in a clamping manner through the elastic clamping mechanism, the central rod is of a hollow structure, the continuous guide pipe is connected with the central rod, the continuous guide pipe is of a hollow structure, a signal cable extends into the central rod from the continuous guide pipe, a pressure sensor is arranged in the elastic clamping mechanism, a temperature sensor and a pressure sensor are arranged at the bottom end of the central rod, and the processing terminal is connected with the pressure sensor, the temperature sensor and the pressure sensor. The invention uses various sensors to timely and accurately monitor the state of the coring device and ensure the accuracy of coring and sampling.)

一种用于坑道取芯装备的报警装置

技术领域

本发明涉及煤矿坑道取芯作业装置领域，尤其涉及一种用于坑道取芯装备的报警装置。

背景技术

我国既是煤炭生产大国，也是煤炭消费大国，煤炭是我国重要的基础能源和原料。煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力是突出煤层突出危险性区域预测和区域效果检验的主要指标，煤层瓦斯含量通常采用地面煤层气含量测定、地勘瓦斯含量测定、矿井井下煤层钻孔取芯等方法进行测定，由于煤层瓦斯含量测试条件和测试方法等区别，上述煤层瓦斯含量测试结果往往差异较大精度不高，普遍存在估算损失，对煤矿开采的指导意义有限。

现有技术中有CN203430457U、CN104481439B等专利，在取芯过程中通过部分零件的形变、运动改变内部流道引起泵压变化，由地面监测泵压变化来判断报警信号；此机构工作原理复杂，容易引起误操作，从而导致对取芯工况错误的判断，不能完全保证取芯采样的准确率。

发明内容

本发明旨在提供一种用于坑道取芯装备的报警装置，使用多种传感器，及时准确地监测取芯器状态，保证取芯采样的准确率。

为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明公开一种用于坑道取芯装备的报警装置，包括处理终端、连续导管、取芯器，

取芯器包括内管总成、外管总成，内管总成包括弹卡机构、中心杆，内管总成通过弹卡机构与外管总成卡合连接，中心杆为中空结构，

连续导管连接中心杆，连续导管为中空结构，信号线缆自连续导管延伸至中心杆内，

弹卡机构内设有压感传感器，中心杆底端设有温度传感器、压力传感器，处理终端通过信号线缆连接压感传感器、温度传感器、压力传感器。

优选的，外管总成顶部内壁设有弹卡室，弹卡机构外壁设有锁闩槽，锁闩槽内安装有锁闩，锁闩底部转动连接锁闩槽内壁，锁闩顶部与锁闩槽之间设有弹簧，锁闩适配弹卡室，压感传感器设于弹簧底部，压感传感器设于锁闩槽内。

优选的，压感传感器为按键式传感器或电容式传感器。

优选的，中心组件还包括岩芯内筒，中心杆底部插入岩芯内筒，中心杆底端固连活塞，活塞与岩芯内筒内壁滑动配合，温度传感器、压力传感器设于活塞内。

优选的，还包括连续导管作业装备，连续导管作业装备包括卷盘装置，卷盘装置用于收纳连续导管，卷盘装置包括集流环，连续导管中的信号线缆通过集流环连接处理终端。

优选的，卷盘装置包括排管装置总成，排管装置总成包括支架、力矩限制器，支架上设有双向丝杠，双向丝杠上设有导向装置，导向装置内设有机械计数器、转动系统，转动系统包括多个传送轮。

优选的，中心杆与连续导管通过快速接头连接。

优选的，岩芯内筒包括定位管段，定位管段底端设有报警传感器，报警传感器为压感式传感器。

本发明的有益效果：

1、本发明使用连续导管将信号线缆传递至取芯器内，通过在取芯器内设置各类传感器，完成对取芯器各参数的监测。

2、本发明通过各类传感器监测取芯器的各类参数，可以及时监测取芯器状态。

3、本发明通过各类传感器监测取芯器的各类参数，可以完成较为复杂的参数监测，获得的数据与取芯点实际情况偏差较小。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为外管总成的剖视图；

图3为内管总成的剖视图；

图4为图3中弹卡机构处的示意图；

图5为图3中活塞处的示意图；

图6为卷盘装置的示意图；

图7为卷盘装置的侧视图。

图中：1-卷盘装置、2-传递装置、3-取芯器、4-钻杆、51-第一管段、511-弹卡室、512-悬挂环、52-第二管段、53-第三管段、54-第四管段、55-扩孔段、551-扩孔凸楞、56-取芯钻头、561-刀片、61-锁紧螺母、62-弹卡机构、621-锁闩槽、622-锁闩、623-销轴、624-弹簧孔、625-凹陷、626-弹簧、627-限位环、628-第一斜面、629-第二斜面、63-连接段、64-第五管段、65-第六管段、67-第七管段、68-岩芯外筒、71-中心杆、712-活塞、714-第四斜面、81-岩芯内筒、811-补偿管段、812-定位管段、8121-滚珠孔洞、8122-球形滚子、8123-第三斜面、813-储存筒、814-固定管段、8141-第二通孔、8142-键、8143-第一键槽、8144-第二键槽、9-连续导管、101-温度传感器、102-压力传感器、103-压感传感器、104-信号线缆、1101-卷筒、1102-卷筒架、1103-排管装置总成、1104-支架、1105-升降液压杆、1106-双向丝杠、1107-导向装置、1108-举升油缸、1109-传送轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1～7所示，本发明公开了一种使用连续导管9、适用于坑道取芯装置的报警装置。

连续导管作业装备包括卷盘装置1、传递装置2，传递装置2用于传递连续导管9，进而控制内筒总成的升降运动，

卷盘装置1用于收纳连续导管9，卷盘装置1包括卷筒1101、卷筒架1102，卷筒1101设于卷筒架1102上，卷筒架1102上设有排管装置总成1103，

排管装置总成1103包括支架1104、力矩限制器，支架1104转动连接卷筒架1102，支架1104和卷筒架1102设有升降液压杆1105，支架1104上设有双向丝杠1106，双向丝杠1106设有导向装置1107，导向装置1107内设有机械计数器、转动系统，导向装置1107与双向丝杠1106之间设有举升油缸1108，转动系统包括多个传送轮1109，卷盘装置1还设有集流环，连续导管9内设有电缆，电缆电连接集流环，电缆用于为井下电气设备提供动力，当连续导管9在传递过程中，导向装置1107沿双向丝杠1106往返运动，使得连续导管9整齐的收纳在卷筒1101上。

取芯器3包括外管总成、内管总成，内管总成通过连续导管进行上提或者下放运动运动，内管总成安装在外管总成内部，内管总成外壁与外管总成内壁间隙配合，内管总成包括内管组件、中心组件，中心组件安装在内管组件内，中心组件外壁与内管组件内壁滑动配合，外管总成连接钻杆4。

外管总成包括自顶至底同轴安装连接的第一管段51、第二管段52、第三管段53、第四管段54、扩孔段55、取芯钻头56，第一管段51、第二管段52、第三管段53、第四管段54组成外管，

其中第一管段51与第二管段52可拆卸连接，第一管段51底端为公头，第二管段52顶端为母头，第一管段51中部设有弹卡室511，弹卡室511沿周向设置，第一管段51与第二管段52之间设有悬挂环512，悬挂环512适配弹卡机构62底面边沿，内管总成到达外管总成中的预定位置时，弹卡机构62底面坐落在悬挂环512上，用于限制内管总成的下行位置。

第二管段52与第三管段53可拆卸连接，第二管段52底端为公头，第三管段53顶端为母头，

第三管段53与第四管段54可拆卸连接，第三管段53底端为公头，第四管段54顶端为母头，

第四管段54与扩孔段55可拆卸连接，第四管段54底端为公头，扩孔段55顶端为母头，扩孔段55外壁沿周向设有多个扩孔凸楞551，扩孔凸楞551与竖直方向呈角度设置，相邻扩孔凸楞551之间形成斜向通道，

扩孔段55与取芯钻头56可拆卸连接，扩孔段55底端为公头，取芯钻头56顶端为母头，钻头的刀片561布置在取芯钻头56的底面上，多个刀片561以取芯钻头56中心点为圆心呈环形阵列分布。

内管组件包括自顶至底依次设置的锁紧螺母61、弹卡机构62、连接段63、第五管段64、第六管段65、第七管段67、岩芯外筒68，

锁紧螺母61可拆卸连接弹卡机构62，锁紧螺母61底端为母头，弹卡机构62顶端为公头，锁紧螺母61固连弹卡机构62，

弹卡机构62可拆卸连接连接段63，弹卡机构62底端为母头，连接段63顶端为公头，弹卡机构62外壁设有锁闩槽621，锁闩槽621沿周向设置，锁闩槽621有两个，两个锁闩槽621相对设置，锁闩槽621内安装有锁闩622，锁闩槽621两侧壁间设有销轴623，销轴623贯穿锁闩622，销轴623与锁闩622转动连接，销轴623设于锁闩槽621的底部，锁闩622顶部朝向弹卡机构62的面设有弹簧孔624，锁闩槽621顶部设有凹陷625，锁闩622和锁闩槽621之间安装有弹簧626，弹簧626一端插于弹簧孔624内，弹簧626另一端插于凹陷625内，锁闩槽621顶部边沿处安装有限位环627，限位环627套装在弹卡机构62外周，限位环627与弹卡机构62滑动连接，限位环627底面为朝向锁闩槽621的第一斜面628，锁闩622顶部背向弹卡机构62的面为第二斜面629，第一斜面628适配第二斜面629进而控制锁闩622顶部弹出的距离，弹卡机构62底部内壁为阶梯孔结构，

第五管段64与第六管段65可拆卸的连接，第五管段64底端为母头，第六管段65顶端为公头，

第六管段65与第七管段67可拆卸的连接，第六管段65底端为公头，第七管段67头端为母头，

第七管段67与岩芯外筒68可拆卸的连接，第七管段67底端为公头，岩芯外筒68顶端为母头。

中心组件包括中心杆71、岩芯内筒81，中心杆71底部插入岩芯内筒81内，中心杆71与岩芯内筒81滑动配合，岩芯外筒68与岩芯内筒81组成岩芯筒，

弹卡机构62固连中心杆71，

岩芯内筒81包括自顶至底依次安装的补偿管段811、定位管段812、储存筒813，

补偿管段811与定位管段812可拆卸连接，补偿管段811底端为公头，定位管段812顶端为母头，补偿管段811与中心杆71滑动配合，

定位管段812与储存筒813可拆卸连接，定位管段812底端为公头，储存筒813顶端为母头，定位管段812内壁与中心杆71存在间隙，

定位管段812顶部内壁安装有固定管段814，固定管段814套设于中心杆71外周，键8142为球形，固定管段814设有适配键8142的第二通孔8141，键8142的直径大于第二通孔8141的长度，定位管段812内壁设有第一键槽8143，第一键槽8143适配键8142，中心杆71底部外壁设有第二键槽8144，第二键槽8144适配键8142，

当取芯前，键8142位于第二通孔8141和第一键槽8143内，固定管段814与定位管段812通过键8142固定连接，

当取芯时，中心杆71向上移动，键8142从第一键槽8143内脱离，随后键8142进入第二键槽8144，固定管段814与中心杆71通过键8142固定连接，中心杆71带动固定管段814上移，固定管段814抵住补偿管段811底面，中心杆71进而带动岩芯内筒81上移，

定位管段812底面内壁边沿为自顶至底直径逐渐增大的第三斜面8123。

中心杆71底端固连活塞712，中心杆71与定位管段812内壁密封连接，中心杆71和活塞712一体制造，卷盘装置1向传递装置2提供连续导管9，连续导管9贯穿钻杆4后与中心杆71顶端连接，

活塞712顶面外边沿为自顶至底直径逐渐增大的第四斜面714，第三斜面8123适配第四斜面714，活塞712与储存筒813内壁滑动连接，

中心杆71为中空结构，活塞712内设有测控组件，测控组件包括沿轴向设置的温度传感器101、压力传感器102，压力传感器延伸至储存筒813内，凹陷625内设有压感传感器103，压感传感器103为按键式传感器或电容式传感器，温度传感器101、压力传感器102、压感传感器103通过信号线缆104连接处理终端，信号线缆104位于中心杆71内，信号线缆104从中心杆71内延伸至连续导管9后从地面连接至处理终端，

定位管段812底端设有报警传感器，报警传感器为压感式传感器。

实际使用时，通过连续导管作业装备连续下放连续导管9，从而在钻杆4内下放内管总成，当内管总成到达外管总成相应位置时，弹卡机构62的锁闩622进入弹卡室511，内管总成下入到指定位置，此时弹卡机构62坐落在悬挂环512上，压在压感传感器103上的弹簧626松弛，地面收到压感传感器103到位报警信号，

取芯中，可以通过活塞712内的温度传感器101、压力传感器102实时监控储存筒内样品的数据，

取芯后，岩芯充满岩芯内筒81，中心杆71的活塞712移动到定位管段812处，二者之间的报警传感器发出报警信号，显示活塞712与定位管段812接触，取芯完成。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。