一種隔水上向鑽孔測壓裝置製造方法

2023-09-20 11:22:10 1

一種隔水上向鑽孔測壓裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種隔水上向鑽孔測壓裝置，插設於上向鑽孔中，包括測壓儀器，測壓儀器包括壓力顯示部及壓力探測部；所述上向鑽孔內同心設有用於將煤層含水圍巖隔開的套管，上向鑽孔底部同心開設有由煤層底板向煤層鑽進形成的測氣壓室，壓力探測部從套管中穿過，延伸至測氣壓室中。本實用新型通過套管將含水圍巖與孔內測量空間隔開，從根源上將裂隙水與瓦斯測壓空間阻斷，減少水對測壓鑽孔的影響。
【專利說明】一種隔水上向鑽孔測壓裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種瓦斯測壓裝置，具體涉及一種用於底板含水的上行鑽孔煤層瓦斯壓力測定的隔水上向鑽孔測壓裝置。

【背景技術】
[0002]煤層瓦斯壓力是煤層的關鍵參數之一，準確掌握煤層的瓦斯壓力對於煤礦瓦斯災害預防及治理具有重要的意義。在煤層瓦斯壓力測定過程中，底板水是影響瓦斯壓力結果測定的主要因素。
[0003]在煤層瓦斯壓力測定方法中，以注漿封孔為主要方式的被動式測壓法較為常見。但在上行孔測定瓦斯壓力過程中，由於底板中往往含有裂隙水，經常會遇到水壓的問題。裂隙水將對測試結果產生很大的影響，使得煤層瓦斯壓力提前達到最大值，或者會增大煤層瓦斯壓力測定結果，導致煤層瓦斯壓力測定不準確。
[0004]目前在煤層瓦斯壓力測定中排除水壓影響的方法有兩種，一是從測試結果繪製的壓力曲線中去除初始階段快速增長的部分，得到煤層瓦斯壓力測量結果；二是在測量時，使鑽孔內水與瓦斯分離，這樣直接得到煤層瓦斯壓力測量結果。但由於兩種方法的可操作性不強，均是在成孔後，對瓦斯與裂隙水的混合體進行處理，測得的煤層瓦斯壓力只能是一種近似結果，不夠準確。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種從根源上將裂隙水與瓦斯測壓空間阻斷，減少水對測壓鑽孔的影響，從而能夠準確測定煤層瓦斯壓力的隔水上向鑽孔測壓裝置。
[0006]一種隔水上向鑽孔測壓裝置，插設於上向鑽孔中，包括測壓儀器，測壓儀器包括壓力顯示部及壓力探測部；所述上向鑽孔內同心設有用於將煤層含水圍巖隔開的套管，上向鑽孔底部同心開設有由煤層底板向煤層鑽進形成的測氣壓室，壓力探測部從套管中穿過，延伸至測氣壓室中。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進:
[0008]所述套管外壁與上向鑽孔內壁之間空隙的首尾處密封填充有聚氨酯，套管管口外壁與上向鑽孔內壁之間的聚氨酯中插設有外壁注漿管，外壁注漿管的進口端與高壓泵相接，高壓泵通過外壁注漿管注入水泥砂漿，在聚氨酯之間注入水泥砂漿形成第一水泥砂漿固封段。
[0009]作為上述技術方案的進一步改進:
[0010]所述套管管口處插設有通向套管內腔的內部注漿管，內部注漿管的進口端與高壓泵相接，高壓泵通過內部注漿管注入水泥砂漿形成第二水泥砂漿固封段。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進:
[0012]所述壓力探測部包括測壓管，測壓管從套管管口處插入，其底部與瓦斯進氣篩管相接，測壓管的管口處設有瓦斯測定壓力表。
[0013]作為上述技術方案的進一步改進:
[0014]所述套管為礦用封孔巖芯管。
[0015]作為上述技術方案的進一步改進:
[0016]所述內部注漿管及外壁注漿管的進口端都設有閘閥以及注漿壓力測定表。
[0017]作為上述技術方案的進一步改進:
[0018]所述測壓管從位於套管管口處的法蘭盤中插入，法蘭盤與套管管口之間設有密封墊片。
[0019]作為上述技術方案的進一步改進:
[0020]所述上向鑽孔的孔口處設有孔口擋板。
[0021]作為上述技術方案的進一步改進:
[0022]所述上向鑽孔的直徑為Φ133.ι，套管的管徑為108mm，測氣壓室的直徑為Φ94πιιη0
[0023]作為上述技術方案的進一步改進:
[0024]所述內部注漿管及外壁注漿管的管徑為Φ16_，套管管口外壁與上向鑽孔內壁之間的聚氨酯長度不小於4m、另一端聚氨酯的長度不小於2m。
[0025]本實用新型通過套管將含水圍巖與孔內測量空間隔開，從根源上將裂隙水與瓦斯測壓空間阻斷，減少水對測壓鑽孔的影響。
[0026]同時通過經過帶壓注漿，提高水泥砂漿向巖石裂隙中的滲透程度，提高測壓孔的封閉程度。從而提高煤層瓦斯壓力測定的準確性，為準確測定煤層瓦斯基本參數，預測煤層瓦斯突出危險性提供可靠地保證。
[0027]另外也具有使用方便、簡單的有益效果，存在明顯的技術優勢和推廣應用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0029]圖2為本實用新型中套管管口的結構示意圖。
[0030]圖例說明:
[0031]1、上向鑽孔；2、測壓儀器；21、壓力顯示部；22、壓力探測部；221、測壓管；222、瓦斯進氣篩管；223、瓦斯測定壓力表；3、套管；4、煤層底板；5、煤層；6、測氣壓室；7、聚氨酯；8、外壁注漿管；9、第一水泥砂漿固封段；10、內部注漿管；11、第二水泥砂漿固封段；12、閘閥；13、注漿壓力測定壓力表；14、法蘭盤；15、孔口擋板。

【具體實施方式】
[0032]參見圖1，本實用新型提供的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，插設於上向鑽孔I中，包括測壓儀器2，測壓儀器包括壓力顯示部21及壓力探測部22，上向鑽孔I內同心設有用於將煤層含水圍巖隔開的套管3,上向鑽孔I底部同心開設有由煤層底板4向煤層5鑽進形成的測氣壓室6，壓力探測部22從套管3中穿過，延伸至測氣壓室6中。
[0033]由於套管3在鑽孔形成初期將含水圍巖與孔內測量空間隔開，排除含水圍巖對測壓的影響。從而能夠在現場準確測定煤層瓦斯壓力，確定煤層瓦斯基本參數，為煤層瓦斯治理提供理論依據。
[0034]本實用新型為了更進一步完善其結構，
[0035]結合圖2，套管3外壁與上向鑽孔I內壁之間空隙的首尾處密封填充有聚氨酯7，套管3管口外壁與上向鑽孔I內壁之間的聚氨酯7中插設有外壁注漿管8，外壁注漿管8的進口端與高壓泵(圖未示)相接，高壓泵通過外壁注漿管8注入水泥砂漿，在聚氨酯7之間注入水泥砂漿形成第一水泥砂漿固封段9，從而提高測壓孔的封閉程度，從而提高煤層瓦斯壓力測定的準確性。
[0036]套管3管口處插設有通向套管3內腔的內部注漿管10，與上段注漿結構一致，高壓泵通過內部注漿管10注入水泥砂漿形成第二水泥砂漿固封段11。提高水泥砂漿向巖石裂隙中的滲透程度，從而提高煤層瓦斯壓力測定的準確性。
[0037]在內部注漿管10及外壁注漿管8的進口端設有用於控制水泥砂漿注入的閘閥12，以及用於測定注漿壓力的注漿壓力測定表13。
[0038]本實用新型為了更進一步完善其結構，
[0039]壓力探測部22包括測壓管221，測壓管221從位於套管3管口處的法蘭盤14中插入，其底部與瓦斯進氣篩管222相接，測壓管221的管口處設有瓦斯測定壓力表223。瓦斯測定壓力表223可設置於套管3之外，便於查看所測試出的壓力。
[0040]本實用新型的具體操作過程為:
[0041]具體實施中，先用煤巖鑽機施工鑽孔(鑽頭直徑Φ 133mm)至待測壓煤層底板4的0.5m處停鑽，利用鑽機全程下套管3，套管3採用礦用封孔巖芯管即可，之後利用聚氨酯7在套管3外周與孔壁間的首尾處形成封孔段，再通過外壁注漿管8注入水泥砂漿，形成第一水泥砂漿固封段9，使套管3內部空間與含水圍巖隔開。
[0042]隨後用高壓泵通過內部注漿管10注入水泥砂漿，帶壓注漿，要求達到並保持8小時壓力6MPa，使漿液滲入含水圍巖內部，凝固時間不小於24小時，後形成第二水泥砂漿固封段11。
[0043]其中，套管3管徑為Φ 108mm，內部注漿管10及外壁注漿管8的管徑為Φ 16mm，套管3管口外壁與上向鑽孔I內壁之間的聚氨酯7長度不小於4m、另一端聚氨酯7的長度不小於2m。
[0044]之後，沿原鑽孔中心線向煤層5施工直徑為Φ94πιπι的鑽孔後，送入內部注漿管10和測壓管221。內部注漿管10 —端固定在法蘭盤14上，位於套管3以外，另一端位於第一水泥砂漿固封段9所在位置。測壓管221 —端固定在法蘭盤14上，位於套管3以外，另一端與測氣壓室6內的瓦斯進氣篩管222連接。隨後用高壓泵通過外壁注漿管8注入水泥砂漿形成第一水泥砂漿固封段9。於上向鑽孔I的孔口處設置孔口擋板15，法蘭盤14與套管3管口之間設置密封墊片。
[0045]其中，法蘭盤14直徑為Φ 150mm，孔口擋板15的直徑為Φ 135mm，內部注漿管10的直徑為Φ 16mm。
[0046]之後，注漿封孔結束，凝固24h後將壓力表223安裝於測壓管221上，測壓裝置現場安裝前可用肥皂水來檢查氣密性，管路連接處用生料帶纏繞密閉。
[0047]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本實用新型思路下的技術方案均屬於本實用新型的保護範圍。應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種隔水上向鑽孔測壓裝置，插設於上向鑽孔⑴中，包括測壓儀器(2)，測壓儀器(2)包括壓力顯示部(21)及壓力探測部(22)，其特徵在於:所述上向鑽孔(I)內同心設有用於將煤層含水圍巖隔開的套管(3)，上向鑽孔⑴底部同心開設有由煤層底板⑷向煤層(5)鑽進形成的測氣壓室￠)，壓力探測部(22)從套管(3)中穿過，延伸至測氣壓室(6)中。
2.根據權利要求1所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述套管(3)外壁與上向鑽孔(I)內壁之間空隙的首尾處密封填充有聚氨酯(7)，套管(3)管口外壁與上向鑽孔⑴內壁之間的聚氨酯(7)中插設有外壁注漿管(8)，外壁注漿管⑶的進口端與高壓泵相接，高壓泵通過外壁注漿管(8)注入水泥砂漿，在聚氨酯(7)之間注入水泥砂漿形成第一水泥砂眾固封段(9)。
3.根據權利要求2所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述套管(3)管口處插設有通向套管⑶內腔的內部注漿管(10)，內部注漿管(10)的進口端與高壓泵相接，高壓泵通過內部注漿管(10)注入水泥砂漿，形成第二水泥砂漿固封段(11)。
4.根據權利要求1所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述壓力探測部(22)包括測壓管(221)，測壓管(221)從套管(3)管口處插入，其底部與瓦斯進氣篩管(222)相接，測壓管(221)的管口處設有瓦斯測定壓力表(223)。
5.根據權利要求1、2或3所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述套管(3)為礦用封孔巖芯管。
6.根據權利要求3所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述內部注漿管(10)及外壁注漿管⑶的進口端都設有閘閥(12)以及注漿壓力測定表(13)。
7.根據權利要求4所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述測壓管(221)從位於套管(3)管口處的法蘭盤(14)中插入，法蘭盤(14)與套管(3)管口之間設有密封墊片。
8.根據權利要求1所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述上向鑽孔(I)的孔口處設有孔口擋板(15)。
9.根據權利要求1所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述上向鑽孔(I)的直徑為Φ 133mm，套管(3)的管徑為108mm，測氣壓室￠)的直徑為Φ94πιπι。
10.根據權利要求3所述的一種隔水上向鑽孔測壓裝置，其特徵在於:所述內部注漿管(10)及外壁注漿管⑶的管徑為Φ16πιπι，套管(3)管口外壁與上向鑽孔(I)內壁之間的聚氨酯(7)長度不小於4m、另一端聚氨酯(7)的長度不小於2m。
【文檔編號】E21B47/06GK204126636SQ201420330130
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】孫國清, 孟賢正, 丁文通, 袁本慶, 杜庫實, 曹建軍, 張永將, 張迎貴 申請人:國投新集能源股份有限公司, 中煤科工集團重慶研究院有限公司