專利名稱：一種用于覆巖裂隙探測的雙端恒壓堵水探桿的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于礦山井下覆巖裂隙發育情況觀測的設備，尤其涉及一種用于覆巖裂隙探測的雙端恒壓堵水探桿。
背景技術：
煤層開采對其周圍巖體起到破壞作用，上覆巖層由下到上出現垮落帶、導水裂隙帶和彎曲下沉帶，其中垮落帶和導水裂隙帶是頂板水的良好通道。當煤層上方具有富含水層時，導水裂隙帶是否貫通該含水層直接決定工作面的安全，因此，正確確定導水裂隙帶發育高度具有非常重要的意義。中國專利公開號CN201696048U公開了一種煤層采空區裂隙帶注水觀測系統，它包括探管、充氣控制系統和注水控制系統，所述的探管包括兩個封孔膠囊、連接在所述兩個充氣膠囊之間的注水管、表面設有充氣孔的輸氣管道和表面設有進水孔的輸水管道，注水管上開有多個注水孔，輸氣管道和輸水管道分別設置在充氣膠囊和注水管內部。這種注水觀測系統是利用井下風管通過相應的封孔操作裝置使封孔膠囊膨脹，通過封孔操作裝置上的壓力表來判斷膠囊是否膨脹到位，而隨著探桿不斷深入鉆孔，膨脹膠囊所需壓力不斷增大，僅靠壓力表調節封孔壓力可靠性差，經常發生由于膠囊膨脹不到位而使測量結果錯誤，或調節壓力過大而使封孔膠囊壽命減小，甚至發生爆破，嚴重影響導水裂隙帶的正常觀測及觀測結果的準確性。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種覆巖裂隙探測的雙端恒壓堵水探桿。本實用新型操作簡單、堵孔氣壓恒定、封堵效果好、安全性高、使用壽命長、實用性強、生產成本低，便于推廣使用。本實用新型采取的技術方案是一種用于覆巖裂隙探測的雙端恒壓堵水探桿，它包括空心探桿、連接在空心探桿兩端的上封孔膠囊和下封孔膠囊，在空心探桿上開有多個排水孔；空心探桿內設有輸氣軟管，輸氣軟管與上下封孔膠囊相通作為輸氣管路；在下封孔膠囊內設有輸水管，輸水管與空心桿體相通作為輸水管路；其特征在于，在上封孔膠囊上連接有壓力調節裝置，壓力調節裝置結構是包括一個調壓缸體，缸體外壁上開有排氣孔，在缸體內設有可以沿缸體內壁上下滑動的密封滑塊，密封滑塊上部設有調壓彈簧，壓力不大時，滑塊停留在排氣孔下方，壓力過大時，氣壓將滑塊向上頂，氣體從排氣口排出，使氣壓減小，調壓彈簧將滑塊推回排氣孔下方；缸體頂部設有堵頭，調壓彈簧固定在堵頭上。為了適應不同的鉆孔，所述的堵頭可用調壓螺絲代替，調壓螺絲旋在缸體頂部，調壓彈簧固定在調壓螺絲上。使用時，輸氣管路和輸水管路分別與井下高壓氣源和高壓水源連接。本實用新型的優點在于對導水裂隙帶觀測系統的探桿進行改進，既可以避免封孔膠囊由于壓力過大而發生爆破，又可以提高封孔可靠性；風壓可以調的適當大一些，不但封孔速度快，而且效果好，操作簡單；避免了封孔膠囊長期處于過高壓力中，延長使用壽命。
圖1為本實用新型所述雙端恒壓堵水探桿的整體結構示意圖。圖2為本實用新型所述壓力調節裝置的結構示意圖。圖3為本實用新型所述上封孔膠囊的結構示意圖。圖4為本實用新型空心探桿的結構示意圖。圖5為本實用新型所述下封孔膠囊的結構示意圖。附圖標記說明1-壓力調壓裝置；2_上封孔膠囊；3_空心探桿；4_下封孔膠囊；5_調壓螺絲；
6-調壓缸體；7_調壓彈簧；8_排氣孔；9_密封滑塊；10_管狀膠皮；11-充氣孔12-上連接桿；13_排水孔；14_輸氣軟管；15_輸水軟管；16_下連接桿；17_凸起。
具體實施方式
參見附圖1，其顯示所述雙端恒壓堵水探桿的整體結構，它包括空心探桿3，空心探桿3上端連接有上封孔膠囊2，空心探桿3下端連接有下封孔膠囊4 ;在上封孔膠囊2上貫通連接有壓力調節裝置I。圖4顯示出了空心探桿3的結構，從圖中可以看出，在空心探桿3上開有多個排水孔13，空心探桿3內設有輸氣軟管14，輸氣軟管14與上下封孔膠囊相通作為輸氣管路。圖3和圖5分別顯示出了上封孔膠囊2和下封孔膠囊4的外觀結構，從圖中可以看出上封孔膠囊2由管狀膠皮10兩端緊密套在上連接桿12而成，下封孔膠囊4由管狀膠皮10兩端緊密套在下連接桿16而成，中間部分可以自由膨脹，在上連接桿12和下連接桿16上分別設有充氣孔11，工作時，高壓氣體將通過充氣孔11充氣，使上封孔膠囊2和下封孔膠囊4膨脹，以達到堵孔的目的；在下封孔膠囊內部設有輸水軟管15，下封孔膠囊4中的輸水軟管15以及空心探桿3的空腔相通作為輸水管路。從圖中還可以看出，在上連接桿12和下連接桿16靠近兩端的部位均設有一圈凸起17，凸起17直徑比桿體直徑略大，既起到固定封孔膠囊2和4的作用，又對膠囊具有保護作用，防止空心探桿3在鉆孔中移動時破壞膠囊。圖2示出了壓力調節裝置I的結構，從圖中可以看出，包括一個調壓缸體6，調壓缸體6下部通過螺紋固定在上封孔膠囊2上，調壓缸體6外壁上開有排氣孔8，在調壓缸體6內設有可以沿缸體內壁上下滑動的密封滑塊9，密封滑塊9上部設有調壓彈簧7，壓力不大時，密封滑塊9停留在排氣孔8下方，壓力過大時，氣壓將密封滑塊9向上頂至排氣孔8上方，氣體從排氣孔8排出，使氣壓減小,調壓彈簧7將密封滑塊9推回排氣孔8下方；調壓缸體6頂部設有堵頭，實施例中堵頭為調壓螺絲5，調壓彈簧7固定在調壓螺絲5上。通過調節調壓螺絲5，可以對上封孔膠囊2和下封孔膠囊4的最大壓力進行調節，以保證鉆孔直徑不同時，同樣可以嚴密堵孔。本實用新型氣的流動路線是高壓氣源一下封孔膠囊4 —空心探桿3內的輸氣軟管14 —上封孔膠囊2 —調壓缸體6下部一排氣孔8。[0021]水的流動路線高壓水源一輸水軟管15 —空心桿體3內腔一排水孔13 —鉆孔裂隙。雙端恒壓堵水原理井下高壓氣源進入雙端恒壓堵水探桿，沿上述風的流動路線流動，并通過位于上下連接桿上的充氣孔11進入管狀膠皮10內，使膠囊膨脹，同時該風壓也傳遞給位于壓力調節裝置I下端的密封滑塊9 ;氣壓增大時，密封滑塊9將持續向上移動直至壓力達到平衡；若氣壓超過調壓螺絲5設定的數值時，密封滑塊9將向上滑動至超過排氣口 8，氣體將由排氣孔8排出，此時氣壓減小，在調壓彈簧7的作用下，密封滑塊9被推至排氣孔8的下方，從而可避免由于膠囊內的壓力過大而導致膠囊爆破；當鉆孔直徑不同時，對上封孔膠囊2和下封孔膠囊4的膨脹大小要求也不同，就要求膠囊保持不同的壓力，此時可調節調壓螺絲5，調整調壓彈簧7和密封滑塊9的位置，設定不同的最大壓力值。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求1.一種用于覆巖裂隙探測的雙端恒壓堵水探桿，它包括空心探桿、連接在空心探桿兩端的上封孔膠囊和下封孔膠囊，在空心探桿上開有多個排水孔；空心探桿內設有輸氣軟管， 輸氣軟管與上下封孔膠囊相通作為輸氣管路；在下封孔膠囊內設有輸水管，輸水管與空心桿體相通作為輸水管路；其特征在于，在上封孔膠囊上連接有壓力調節裝置，壓力調節裝置結構是包括一個調壓缸體，缸體外壁上開有排氣孔，在缸體內設有可以沿缸體內壁上下滑動的密封滑塊，密封滑塊上部設有調壓彈簧，壓力不大時，滑塊停留在排氣孔下方，壓力過大時，氣壓將滑塊向上頂，氣體從排氣口排出，使氣壓減小，調壓彈簧將滑塊推回排氣孔下方；缸體頂部設有堵頭，調壓彈簧固定在堵頭上。
2.如權利要求1所述的用于覆巖裂隙探測的雙端恒壓堵水探桿，其特征在于，所述的堵頭用調壓螺絲代替，調壓螺絲旋在缸體頂部，調壓彈簧固定在調壓螺絲上。
專利摘要本實用新型公開了一種用于覆巖裂隙探測的雙端恒壓堵水探桿，它包括空心探桿、連接在空心探桿兩端的上封孔膠囊和下封孔膠囊；在上封孔膠囊上連接有壓力調節裝置，壓力調節裝置結構是包括一個調壓缸體，缸體外壁上開有排氣孔，在缸體內設有可以沿缸體內壁上下滑動的密封滑塊，密封滑塊上部設有調壓彈簧，壓力不大時，滑塊停留在排氣孔下方，壓力過大時，氣壓將滑塊向上頂，氣體從排氣口排出，使氣壓減小，調壓彈簧將滑塊推回排氣孔下方；缸體頂部設有堵頭，調壓彈簧固定在堵頭上。本實用新型對導水裂隙帶觀測系統的探桿進行改進，既可以避免封孔膠囊由于壓力過大而發生爆破，又可以提高封孔可靠性。
文檔編號E21C39/00GK202851004SQ201220637038
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月6日 優先權日2012年11月6日
發明者劉學生, 寧建國, 吳笛, 孫赑, 錢坤 申請人:山東科技大學