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专利号: 2018112043839
申请人: 安徽理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于NO2吸收特性的煤矿瓦斯钻机钻杆进给深度测量系统,其特征在于:包括孔洞密封模块和腔衰荡测NO2浓度模块;所述孔洞密封模块包括密封平板、环形密封O圈环、通气小孔、衰荡腔皮管连接端、样气皮管连接端以及煤岩固定件等,用于密封钻孔孔洞气体,控制NO2气体的进出;所述腔衰荡测NO2浓度模块包括高浓度NO2样气、流量控制阀、样气电磁阀、激光器、隔离器、反射镜、光阑、镜架固定件、高反镜、镜架、腔主体、光电探测元件、数据处理单元、进气电磁阀、过滤膜、进气端和出气端等;所述高浓度NO2样气、流量控制阀和样气电磁阀用于向孔洞冲入定量高浓度NO2;所述激光器激光依次通过隔离器、反射镜和光阑,多级转向光通路进入腔体;所述镜架固定件和镜架用于固定高反镜;所述镜架固定件、高反镜、镜架、腔主体和光电探测元件水平密封设置;所述进气电磁阀、过滤膜、进气端和出气端用于对所述腔体提供孔洞内气体。

2.根据权利要求1所述的一种基于NO2吸收特性的煤矿瓦斯钻机钻杆进给深度测量系统,其特征在于,所述测量方法属于钻孔后测量技术,利用腔衰荡技术测量孔洞中稀释后的NO2浓度,进而推算出孔洞的深度,避免了井下复杂环境和塌孔的影响,提高了测量准确性。

3.根据权利要求1所述的一种基于NO2吸收特性的煤矿瓦斯钻机钻杆进给深度测量系统,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:钻杆取出孔洞后,设置O圈于环形密封O圈环内,将密封平板紧贴煤岩表面,实现对孔洞气体的密封,再用煤岩固定件固定,此时孔洞气体为煤层气,通过通气小孔从衰荡腔皮管连接端和样气皮管连接端流出,NO2浓度值为0,样气电磁阀和进气电磁阀为关闭状态;

步骤二:启动系统,先打开进气电磁阀,煤层气气体经进气电磁阀、过滤膜从进气端进入腔体,此时激光器激光依次通过隔离器、反射镜和光阑,多级转向光通路进入腔体,再从出气端出去;

步骤三:信号处理单元处理特定波段的激光在煤层气气体下的吸收衰减情况,得到煤层气气体衰荡时间;

步骤四:关闭进气电磁阀,打开样气电磁阀,高浓度NO2气体经流量控制阀向孔洞充入定量NO2后,由流量控制阀关断,此时,孔洞内煤层气稀释NO2;

步骤五:待流量控制阀关断后,进气电磁阀开启,稀释后的NO2气体经进气电磁阀、过滤膜从进气端进入腔体,此时激光器激光依次通过隔离器、反射镜和光阑,多级转向光通路进入腔体;

步骤六:信号处理单元处理特定波段的激光在被稀释NO2浓度下的吸收衰减情况,得到被稀释NO2浓度吸收衰荡时间,计算得到被稀释NO2浓度;

步骤七:推算孔洞体积,因为孔洞直径一定,故可到孔洞实际深度值。