CN101967994A

CN101967994A - 一种巷道掘进超前探放水安全装置

Info

Publication number: CN101967994A
Application number: CN 201010507082
Authority: CN
Inventors: 田金栋; 景魁英; 任金生; 赵志军; 刘进山; 刘矿生
Original assignee: JIZHONG ENERGY FENGFENG GROUP CO Ltd YANGQUHE MINE
Current assignee: JIZHONG ENERGY FENGFENG GROUP CO Ltd YANGQUHE MINE
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2030-10-14
Also published as: CN101967994B

Abstract

本发明公开一种巷道掘进超前探放水安全装置，由孔口管、控水截门、法兰式三通管和减压截门组成，控水截门直接与孔口管连接，三通管的直通管与控水截门连接，减压截门与三通管的旁通管连接，在三通管的直通管的另一端连接有开合式钻杆夹持器，在开合式钻杆夹持器与三通管之间通过开合式钻杆夹持器和三通管的连接法兰之间设置有钻杆密封组合垫，钻杆密封组合垫的孔径略小于钻杆的直径。是一种能够有效防止钻杆射出伤人、防高压水伤人、防突水淹井事故的巷道掘进超前探放水安全装置。

Description

一种巷道掘进超前探放水安全装置

技术领域

本发明涉及一种超前钻探安全防护装置，尤其是一种能够在突遇高承压水体时，有效控制出水量，防止高压水伤人和防止钻杆被高压水顶出功能的巷道掘进超前探放水安全装置。

背景技术

目前，在煤矿生产过程中，常常受到水的危害，特别是深部承压水及陷落柱的威胁。轻则影响生产，重则淹井伤人，给国家和人民财产造成巨大损失和政治影响。随着矿井开采深度增加，矿井受承压水威胁越来越大。目前，矿井生产中有一种减压、防突水装置，在矿井安全生产中起到了一定的作用，其缺点是不能防止钻杆射出伤人。为避免在井下钻探施工过程中出现的“射箭、喷孔、淹井伤人”事故的发生和落实“有疑必探”“逢掘必钻”的安全方针，设计一种能够防止钻杆射出、防高压水伤人、防突水淹井的巷道掘进超前探放水安全装置，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够防止钻杆射出、防高压水伤人、防突水淹井的巷道掘进超前探放水安全装置。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种巷道掘进超前探放水安全装置，由孔口管、控水截门、法兰式三通管和减压截门组成，控水截门直接与孔口管连接，三通管的直通管与控水截门连接，减压截门与三通管的旁通管连接，在三通管的直通管的另一端连接有开合式钻杆夹持器，在开合式钻杆夹持器与三通管之间通过开合式钻杆夹持器和三通管的连接法兰之间设置有钻杆密封组合垫，钻杆密封组合垫的孔径略小于钻杆的直径。

本发明解决其技术问题的技术方案还可以是：

本发明所述的密封组合垫由两层胶垫和一层钢垫构成，钢垫在两层胶垫之间，胶垫的孔径略小于钻杆的直径，钢垫的孔径略大于钻杆的直径。

本发明所述的开合式钻杆夹持器由壳体、开合机构、夹持体和锁紧装置构成，其壳体为法兰短管，左端法兰上有与三通管的法兰匹配的连接孔，左端法兰的直径大于右端法兰的直径，在法兰短管的中部有与右端法兰直径相同的凸缘，右端法兰与中部的凸缘构成开合机构的支架，开合机构为两个小于半圆环的环体，环体的内半径等于或略大于右端法兰与中部凸缘之间的法兰管的外半径，前环体的上端通过前环体铰轴铰接在右端法兰与中部凸缘之间，后环体的上端通过前环体铰轴铰接在右端法兰与中部凸缘之间，所述的夹持体为两个，前夹持体通过前夹持体螺栓螺母固定在前环体的中部，后夹持体通过后夹持体螺栓螺母固定在后环体的中部，在右端法兰与中部凸缘之间的管体上有夹持体通过口，所述的锁紧装置设置在两个环体的下端之间，左端法兰与中部凸缘之间的法兰管的内径与法兰式三通管的内径相当，右法兰与中部凸缘之间的法兰管的内径略大于钻杆的外径。

本发明所述的锁紧装置为伸缩式锁紧装置，伸缩式锁紧装置的伸缩杆的尾端固定有铰轴，在前环体的下端有左右方向的铰轴孔，在铰轴孔后部的环体上有前后方向的与铰轴孔连通的伸缩杆通过孔，在后环体与前环体对应部位上也有伸缩杆通过孔，伸缩杆通过铰轴与前环体铰接，伸缩杆穿过前、后环体上的伸缩杆通过孔从后环体伸出，在伸缩杆端部设置有锁紧动力装置。

本发明所述的锁紧动力装置为螺母，伸缩杆为螺杆。

本发明所述的锁紧动力装置为油缸，伸缩杆为活塞杆，油缸为法兰式连接油缸，油缸通过其连接法兰与后环体连接固定。

本发明所述的锁紧动力装置为电动伸缩装置，伸缩杆为电动伸缩装置的伸缩杆，电动伸缩装置为法兰式连接电动伸缩装置，电动伸缩装置通过其连接法兰与后环体连接固定。

与现有技术相比，本发明能够有效防止钻杆射出伤人、防高压水伤人、防突水淹井事故。

附图说明

图1是本发明的结构示意图的主视图。

图2是图1中沿A-A线的剖视图（锁紧动力装置为螺母）。

图3是图1中沿A-A线的剖视图（锁紧动力装置为油缸或电动伸缩装置）。

具体实施方式

如图所示，一种巷道掘进超前探放水安全装置，由孔口管1、控水截门2、法兰式三通管3和减压截门7组成，控水截门2直接与孔口管1连接，三通管3的直通管与控水截门2连接，减压截门7与三通管3的旁通管连接，在三通管3的直通管的另一端连接有开合式钻杆夹持器5，在开合式钻杆夹持器5与三通管3之间通过开合式钻杆夹持器5和三通管3的连接法兰之间设置有钻杆密封组合垫4，钻杆密封组合垫4的孔径略小于钻杆的直径。所述的密封组合垫4由两层胶垫和一层钢垫构成，钢垫在两层胶垫之间，胶垫的孔径略小于钻杆的直径，钢垫的孔径略大于钻杆的直径。

所述的开合式钻杆夹持器5由壳体、开合机构、夹持体和锁紧装置构成，其壳体为法兰短管，左端法兰上有与三通管3的法兰匹配的连接孔，左端法兰的直径大于右端法兰的直径，在法兰短管的中部有与右端法兰直径相同的凸缘，右端法兰与中部的凸缘构成开合机构的支架，开合机构为两个小于半圆环的环体，环体的内半径等于或略大于右端法兰与中部凸缘之间的法兰管的外半径，前环体19的上端通过前环体铰轴9铰接在右端法兰与中部凸缘之间，后环体11的上端通过前环体铰轴10铰接在右端法兰与中部凸缘之间，所述的夹持体为两个，前夹持体18通过前夹持体螺栓螺母17固定在前环体的中部，后夹持体13通过后夹持体螺栓螺母12固定在后环体的中部，在右端法兰与中部凸缘之间的管体上有夹持体通过口，所述的锁紧装置设置在两个环体的下端之间，左端法兰与中部凸缘之间的法兰管的内径与法兰式三通管3的内径相当，右法兰与中部凸缘之间的法兰管的内径略大于钻杆的外径。

所述的锁紧装置为伸缩式锁紧装置，伸缩式锁紧装置的伸缩杆15的尾端固定有铰轴16，在前环体19的下端有左右方向的铰轴孔，在铰轴孔后部的环体上有前后方向的与铰轴孔连通的伸缩杆通过孔，在后环体11与前环体19对应部位上也有伸缩杆通过孔，伸缩杆15通过铰轴16与前环体19铰接，伸缩杆15穿过前、后环体上的伸缩杆通过孔从后环体11伸出，在伸缩杆15端部设置有锁紧动力装置14。

所述的锁紧动力装置14为螺母，伸缩杆15为螺杆。

所述的锁紧动力装置14为油缸，伸缩杆15为活塞杆，油缸为法兰式连接油缸，油缸通过其连接法兰与后环体连接固定。

所述的锁紧动力装置14为电动伸缩装置，伸缩杆15为电动伸缩装置的伸缩杆，电动伸缩装置为法兰式连接电动伸缩装置，电动伸缩装置通过其连接法兰与后环体连接固定。

以下分三个部分介绍本发明的具体功能：

一、减压、防突水部分：

正常钻进时按设计要求制作孔口装置，在孔口装置上安装控制闸阀。经过试验，达到设计压力不漏水后正常钻进。

减压、防突水部分安装在孔口装置至钻机之间，在正常钻进中钻机循环水通过该装置，进入循环水坑；遇突水，工作人员迅速关闭该部分配置的另一个防突阀门，达到防突水的目的。

该装置配合防伤人及防射箭部分，使大水短时间控制在该装置中，为治理水患赢的时间。

二、防伤人、密封部分

该部分安装在“减压、防突水”装置之后。由一特殊密封装置控制。正常打钻时，该部分处于微开启状态，遇大水突出时，该装置迅速收缩，使大水通过其装置后的水压、水量迅速减小，使人们在操作过程中，处于安全状态，进行有条不紊的进行撤钻杆等后续工作。

三、防射箭部分：

该部分于“防伤人、密封”装置之后。当大水突出时，大量泥沙、水体将对钻具有一个外顶作用，该装置通过人工控制的抱紧、松开动作，将钻具牢牢的控制在钻孔中。通过与钻机的联动，达到了安全、平稳地起拔钻杆的作用，使钻具逐渐脱离孔口装置以外，达到防止射箭的目的。

Claims

1.一种巷道掘进超前探放水安全装置，由孔口管（1）、控水截门（2）、法兰式三通管（3）和减压截门（7）组成，控水截门（2）直接与孔口管（1）连接，三通管（3）的直通管与控水截门（2）连接，减压截门（7）与三通管（3）的旁通管连接，其特征在于：在三通管（3）的直通管的另一端连接有开合式钻杆夹持器（5），在开合式钻杆夹持器（5）与三通管（3）之间通过开合式钻杆夹持器（5）和三通管（3）的连接法兰之间设置有钻杆密封组合垫（4），钻杆密封组合垫（4）的孔径略小于钻杆的直径。

2.根据权利要求1所述的一种巷道掘进超前探放水安全装置，其特征在于：所述的密封组合垫（4）由两层胶垫和一层钢垫构成，钢垫在两层胶垫之间，胶垫的孔径略小于钻杆的直径，钢垫的孔径略大于钻杆的直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种巷道掘进超前探放水安全装置，其特征在于：所述的开合式钻杆夹持器（5）由壳体、开合机构、夹持体和锁紧装置构成，其壳体为法兰短管，左端法兰上有与三通管（3）的法兰匹配的连接孔，左端法兰的直径大于右端法兰的直径，在法兰短管的中部有与右端法兰直径相同的凸缘，右端法兰与中部的凸缘构成开合机构的支架，开合机构为两个小于半圆环的环体，环体的内半径等于或略大于右端法兰与中部凸缘之间的法兰管的外半径，前环体（19）的上端通过前环体铰轴（9）铰接在右端法兰与中部凸缘之间，后环体（11）的上端通过前环体铰轴（10）铰接在右端法兰与中部凸缘之间，所述的夹持体为两个，前夹持体（18）通过前夹持体螺栓螺母（17）固定在前环体的中部，后夹持体（13）通过后夹持体螺栓螺母（12）固定在后环体的中部，在右端法兰与中部凸缘之间的管体上有夹持体通过口，所述的锁紧装置设置在两个环体的下端之间，左端法兰与中部凸缘之间的法兰管的内径与法兰式三通管（3）的内径相当，右法兰与中部凸缘之间的法兰管的内径略大于钻杆的外径。

4.根据权利要求3所述的一种巷道掘进超前探放水安全装置，其特征在于：所述的锁紧装置为伸缩式锁紧装置，伸缩式锁紧装置的伸缩杆（15）的尾端固定有铰轴（16），在前环体（19）的下端有左右方向的铰轴孔，在铰轴孔后部的环体上有前后方向的与铰轴孔连通的伸缩杆通过孔，在后环体（11）与前环体（19）对应部位上也有伸缩杆通过孔，伸缩杆（15）通过铰轴（16）与前环体（19）铰接，伸缩杆（15）穿过前、后环体上的伸缩杆通过孔从后环体（11）伸出，在伸缩杆（15）端部设置有锁紧动力装置（14）。

5.根据权利要求4所述的一种巷道掘进超前探放水安全装置，其特征在于：所述的锁紧动力装置（14）为螺母，伸缩杆（15）为螺杆。

6.根据权利要求4所述的一种巷道掘进超前探放水安全装置，其特征在于：所述的锁紧动力装置（14）为油缸，伸缩杆（15）为活塞杆，油缸为法兰式连接油缸，油缸通过其连接法兰与后环体连接固定。

7.根据权利要求4所述的一种巷道掘进超前探放水安全装置，其特征在于：所述的锁紧动力装置（14）为电动伸缩装置，伸缩杆（15）为电动伸缩装置的伸缩杆，电动伸缩装置为法兰式连接电动伸缩装置，电动伸缩装置通过其连接法兰与后环体连接固定。