煤層壓穿封孔器的製作方法
2023-12-09 23:10:31
專利名稱：煤層壓穿封孔器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤層壓穿封孔器。
背景技術：
2009年國家安全總局再在《防治煤與瓦斯突出細則》的基礎上，制定並頒布了《防治煤與瓦斯突出規定》，其中明確指出防突工作面堅持「區域防突措施先行、局部防突措施補充」的原則。區域防突措施多以底板巖石巷道穿層鑽孔抽採瓦斯為主，而且多數礦井主採的二 I煤層面具有頂軟、底軟、煤層軟的「三軟」特點，煤層厚度3 20米，煤層堅固性係數為0.3以下，瓦斯放散初速度最高達31，煤的破壞類型為IV、V類，煤層的透氣性係數為
0.0053 0.0642/Mpa.d,衰減係數β =0.55 2.25d_l，屬於難抽放煤層。為了解決難抽問題，通常採用鑽孔增透卸壓措施，而且穿層鑽孔增透卸壓最有效、採取最多的措施是高壓水壓穿技術措施。該措施執行過程中常遇見鑽孔距煤層過長、遇巖石破碎帶、裂隙、含水層等地質構造帶，給鑽孔封孔帶來一定的困難
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種在鑽孔的預定深度進行封孔的煤層壓穿封孔器。本實用新型的技術方案是:煤層壓穿封孔器，包括依次連接的接頭、高壓膨脹膠管、第一調節閥體、第二調節閥體、注漿器，所述接頭、高壓膨脹膠管、第一調節閥體、第二調節閥體、注漿器依次連通，所述第二調節閥體內設有單向閥，單向閥的閥瓣壓靠在第一調節閥體的出口處。所述第一調節閥體與第二調節閥體螺紋連接，所述第一調節閥體一端設有鎖緊螺母。所述注漿器圓周分布有注漿小孔。高壓膨脹膠管的材質為高壓彈性膠管。本實用新型應用於開採突出煤層防突措施中，為解決鑽孔增透卸壓問題如水力壓裂、水力壓穿等技術問題的一種裝置。本實用新型可實現定點封孔，保證鑽孔封孔器通過巖石鑽孔封至煤、巖結合處，高壓水源直接作用在煤層裡。1、採用高壓彈性膠管，隨著壓力的上升可以自行封孔；2、通過鑽機可實現定點封堵；3、高壓彈性膠管耐壓高，可進行高壓工作；4、採用鑽機運送，解決人工操作的難題；5、閥門為單向閥，不回液。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括從上到下依次連接的接頭1、高壓膨脹膠管2、第一調節閥體5、第二調節閥體6、注漿器4。接頭I用於快速連接鑽杆。高壓膨脹膠管2上端與接頭I連接，下端與第一調節閥體5連接。高壓膨脹膠管2上下兩端與接頭I和第一調節閥體5的密封均採用密封圈進行密封。第一調節閥體5下端設有外螺紋，第二調節閥體6上端設有內螺紋，二者通過螺紋連接，為了保證二者鎖緊，保證二者的相對位置，所以在第一調節閥體5還螺紋連接有鎖緊螺母8。第二調節閥體6下端與注漿器4固定連接。注漿器4為一個圓周布滿注漿小孔的管狀物體，前端為圓錐形。第一調節閥體5中間設有閥孔11，在第一調節閥體5、第二調節閥體6中間設有單向閥3，單向閥3包括彈簧9和閥瓣7，彈簧9下端抵靠在第二調節閥體6孔底部，彈簧9上端壓靠在閥瓣7上，閥瓣7壓靠在閥孔11上。使用時，接頭I與鑽杆連接，液體從接頭I充入並進入高壓膨脹膠管2內，當閥瓣7受到壓力超過單向閥預設值時，彈簧9被壓縮，液體從閥孔11向下流，進入注漿器4，然後從注漿器4流出。使用過程:高壓液體通過接頭I進入高壓膨脹膠管2，由於彈簧9的作用，閥瓣7此時阻擋液體進入第二調節閥體6，這時高壓膨脹膠管2另一端的單向閥3處於關閉狀態，隨著壓力上升高壓彈性膠管2不斷膨脹，內部壓力也不斷上升，高壓膨脹膠管2逐漸膨脹將所在位置的鑽孔密封。當壓力達到內端單向閥3設定值時，單向閥3打開，液體進入到注漿器4。工藝流程:在瓦斯抽放孔打好之後，調節安全閥壓力達到需要注水的壓力設定值，插入本實用新型，連接鑽機鑽杆，通過鑽機的助力把本實用新型送到合適位置後，接通鑽機水邊高壓水，此時 水進入高壓膨脹膠管2，高壓膨脹膠管2會隨著壓力的上升而進行膨脹封堵，當壓力上升到設定值時，單向閥3打開，注水隨著壓力的升高，高壓膨脹膠管2的封堵氣密性也在提升，高壓水通過單向閥3進入注水器末端進入煤層，對煤層進行煤層壓裂、煤層壓穿以及煤層注水，達到理想效果後，對前端高壓膨脹膠管2進行卸壓，高壓膨脹膠管2收縮然後取出本實用新型。本實用新型通過巖石鑽孔封至煤、巖結合處，高壓水源直接作用在煤層裡。煤層壓穿封孔器通過鑽杆接頭連接，通過鑽機推進，推動封孔器到適當位置。本實用新型使用要求:封孔直徑在108mm 155mm，根據《防治煤與瓦斯突出規定》穿層鑽孔預抽煤層瓦斯，鑽孔直徑不小108 mm。鑽孔封孔段長度:為保證鑽孔封孔效果，避免巖石段中破碎帶、裂隙、含水層等地質構造帶的影響，封孔器長度達到6m 10m。封孔壓力要求:為了達到壓裂或壓穿效果，水源壓力要求在15MPa 35 MPa,封孔器壓力必須滿足該壓力要求。封孔器孔內運送方式採用鑽機運送至封孔點。
權利要求1.煤層壓穿封孔器，其特徵在於:包括依次連接的接頭、高壓膨脹膠管、第一調節閥體、第二調節閥體、注漿器，所述接頭、高壓膨脹膠管、第一調節閥體、第二調節閥體、注漿器依次連通，所述第二調節閥體內設有單向閥，單向閥的閥瓣壓靠在第一調節閥體的出口處。
2.根據權利要求1所述的煤層壓穿封孔器，其特徵在於:所述第一調節閥體與第二調節閥體螺紋連接，所述第一調節閥體一端設有鎖緊螺母。
3.根據權利要求1或2所述的煤層壓穿封孔器，其特徵在於:所述注漿器圓周分布有注漿小孔。
4.根據權利要求1或2所述的煤層壓穿封孔器，其特徵在於:高壓膨脹膠管的材質為高壓彈 性膠管。
專利摘要煤層壓穿封孔器，包括依次連接的接頭、高壓膨脹膠管、第一調節閥體、第二調節閥體、注漿器，所述接頭、高壓膨脹膠管、第一調節閥體、第二調節閥體、注漿器依次連通，所述第二調節閥體內設有單向閥，單向閥的閥瓣壓靠在第一調節閥體的出口處。本實用新型應用於開採突出煤層防突措施中，為解決鑽孔增透卸壓問題如水力壓裂、水力壓穿等技術問題的一種裝置。本實用新型可實現定點封孔，保證鑽孔封孔器通過巖石鑽孔封至煤、巖結合處，高壓水源直接作用在煤層裡。
文檔編號E21B33/12GK203130030SQ20132014757
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月28日 優先權日2013年3月28日
發明者翟華, 李振, 孫啟文, 時超鋒, 齊文國, 尚正杰, 李普, 朱亞, 祝亞東 申請人:鄭州煤炭工業(集團)有限責任公司, 鄭州遠見礦用設備有限公司, 平頂山市安泰華礦用安全設備製造有限公司