CN102733844A - 一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥 - Google Patents

一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥 Download PDF

Info

Publication number
CN102733844A
CN102733844A CN2012101279840A CN201210127984A CN102733844A CN 102733844 A CN102733844 A CN 102733844A CN 2012101279840 A CN2012101279840 A CN 2012101279840A CN 201210127984 A CN201210127984 A CN 201210127984A CN 102733844 A CN102733844 A CN 102733844A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sealing
hole
cement
expansive cement
plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101279840A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102733844B (zh
Inventor
杨胜强
黄长庚
秦毅
杨相玉
牛杰
杜振宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
XUZHOU ZHONGKUANG ANDA MINE TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XUZHOU ZHONGKUANG ANDA MINE TECHNOLOGY CO LTD filed Critical XUZHOU ZHONGKUANG ANDA MINE TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201210127984.0A priority Critical patent/CN102733844B/zh
Publication of CN102733844A publication Critical patent/CN102733844A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102733844B publication Critical patent/CN102733844B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥,其中封孔结构包括设置在钻孔内的瓦斯采集管及注浆管,瓦斯采集管的两端部的外周面上分别设置有前、后堵头,所述的前、后堵头包括缠设在瓦斯采集管两端部的外周面的柔性织物以及湿散时涂覆在柔性织物上膨胀固化后与瓦斯采集管的外壁及钻孔的内壁密封配合的膨胀水泥,注浆管穿设在前堵头上,注浆管的出口位于前、后堵头之间,本发明由涂抹在瓦斯抽采管两端的膨胀水泥膨胀后形成前后堵头,膨胀水泥膨胀后能够与钻孔孔壁及瓦斯采集管之间很好的膨胀密封,通过注浆管向钻孔内注浆,能够很好的封闭钻孔周边裂缝,保持封孔腔内处于承压状态,膨胀水泥凝固时间较快,并且封孔成本低,不需要在另行采购高压设备。

Description

ー种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥
技术领域
[0001] 本发明涉及ー种煤矿矿井瓦斯钻孔的封孔结构及封孔方法及封孔时用的膨胀水泥。
背景技术
[0002] 现有技术中有些孔在钻后,需要将其封闭后在进行下一歩操作,比如瓦斯抽取技木,瓦斯抽采的效果好坏主要与钻孔的封孔效果有 夫,动态封孔技木,就是在瓦斯抽采过程中始終保证钻孔的封孔效果良好,目前常用的封孔装置如中国专利公告号为CN201206471Y,公告日为2009年3月11日,名称为‘抽采钻孔封孔装置’说明书中公开了ー种抽采钻孔封孔装置,包括封孔套管、瓦斯采集管及注浆管,封孔套管的外周面与钻孔内壁之间沿轴向分别固结有聚氨酯前封段、高压注浆水泥砂浆固封段及聚氨酯后封段,所述的瓦斯采集管及注浆管一端位于钻孔口外部,另一端贯穿聚氨酯前封段插设在水泥砂浆固封段的位置上,这种封孔装置,封孔成本低,对封孔段钻孔要求不高,但是需要三次注射,先分别注射形成聚氨酯前、后封段,在注射形成高压注浆水泥砂浆固封段,操作程序复杂,需要凝固时间较长,并且该结构采用聚氨酯泡沫-压カ黏液封孔法,其封孔效果较好,但是使用此方法需购置压カ黏液封孔器和高压气体,对工人操作技术要求高,造成封孔成本较高。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供ー种封孔结构,在保证了封孔质量,孔ロ严密不漏气的基础上,解决现有技术中的封孔过程复杂,凝固时间长,成本高的问题,同时本发明还涉及封孔方法,同时本发明还涉及一种膨胀水泥。
[0004] 为实现上述目的,本发明中的一种封孔结构采用如下技术方案:ー种封孔结构,包括设置在钻孔内的瓦斯采集管及注浆管,瓦斯采集管的两端部的外周面上分別设置有前、后堵头,所述的前、后堵头包括缠设在瓦斯采集管两端部的外周面的柔性织物以及湿散时涂覆在柔性织物上膨胀固化后与瓦斯采集管的外壁及钻孔的内壁密封配合的膨胀水泥,所述的注浆管穿设在前堵头上,注浆管的出口位于前、后堵头之间。
[0005] 在前、后堵头之间设置有纤维粘液固封段。
[0006] 本发明的一种封孔方法采用如下技术方案:包括以下步骤:
第一歩:在瓦斯抽采管两端部分别外缠柔性织物;
第二步:在柔性织物上涂覆膨胀水泥,静待10_15min,使液态膨胀水泥初凝形成封孔用的前堵头和后堵头胚块,在前堵头胚块上插入注浆管;
第三步:将瓦斯采集管及注浆管一起送入到钻孔内,静待养护15-30min,使膨胀水泥膨胀固化;
第四歩:打开注浆管上的控制阀门,通过注浆泵向钻孔内注浆,待所注浆液压力达到注浆泵注浆压カ时,注浆完成,停止注浆;
第五步:静待30-60min养护形成封孔。[0007] 本发明的膨胀水泥采用如下技术方案:一种膨胀水泥,包括膨胀剂、固体速凝剂、水泥,膨胀水泥中膨胀剂占10%-20%,固体速凝剂占5%-15%,水泥占65%-85%。
[0008] 所述的膨胀剂为生石灰和铝粉的混合物,其中生石灰占膨胀剂的比重为90%_95%,铝粉占膨胀剂的比重为5%-10%。
[0009] 所述的膨胀水泥中固体速凝剂:膨胀剂:水泥为7:7. 7:50,水泥的水灰比为1:1. 4。
[0010] 膨胀剂中生石灰:铝粉为10:1。
[0011] 本发明中的ー种封孔结构,由涂抹在瓦斯抽采管两端的膨胀水泥膨胀后形成前后堵头,膨胀水泥膨胀后能够与钻孔孔壁及瓦斯采集管之间很好的膨胀密封,通过注浆管向钻孔内注浆,能够很好的封闭钻孔周边裂缝,保持封孔腔内处于承压状态,膨胀水泥凝固时间较快,并且封孔成本低,不需要在另行采购高压设备,本发明能够很好的满足封孔要求,为瓦斯抽取效果提供了保障。
附图说明
[0012] 图I是本发明的封孔结构的实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0013] ー种封孔结构的实施例,如图I所示,包括设置在钻孔I内的瓦斯采集管3及注浆管7,瓦斯采集管的两端部的外周面上分別设置有前堵头5、后堵头4,前、后堵头包括分别缠设在瓦斯采集管3两端外周面的柔性织物以及湿散时涂覆在柔性织物上膨胀固化后与瓦斯采集管的外壁及钻孔的内壁密封配合的膨胀水泥,在前、后堵头之间设置有纤维粘液固封段8,瓦斯采集管的采集进ロ位于瓦斯抽采室2内,注浆管7穿设在前堵头5上,注浆管的出ロ位于前、后堵头之间,注浆管上位于前堵头外部设置有控制阀6。
[0014] 上述实施例在使用时,所述的柔性织物可以采用棉纱或帆布。
[0015] 一种封孔方法的实施例,包括以下步骤:
第一歩:在瓦斯抽采管两端部分别外缠棉纱或帆布;
第二步:在棉纱或帆布上涂覆膨胀水泥,静待15min,使液态膨胀水泥初凝形成封孔用的前堵头和后堵头胚块,在前堵头胚块上插入注浆管;
第三步:将瓦斯采集管及注浆管一起送入到钻孔内,静待养护30min,使膨胀水泥膨胀固化;
第四歩:打开注浆管上的控制阀门,通过注浆泵向钻孔内注入纤维粘液,待所注浆液压カ达到注浆泵注浆压カ时,注浆完成,停止注浆;
第五步:静待30min养护形成封孔。
[0016] 一种膨胀水泥的实施例,膨胀水泥由水泥、膨胀剂、固体速凝剂根据以下配比混合而成:固体速凝剂:膨胀剂:水泥为7:7. 7:50。
[0017] 其中膨胀剂由生石灰与铝粉混合组成,生石灰与铝粉的配比为10:1。
[0018] 本发明中的膨胀水泥在使用时水泥的水灰比采用I: I. 4。
[0019] 该膨胀水泥采用生石灰和铝粉作为膨胀剂,和现有技术中其它的膨胀剂比较由表I最后两组实验数据可以看出选取生石灰和铝粉一起作为膨胀剂,两种膨胀剂得到了互补,克服了只用生石灰时的膨胀率小,膨胀效果不好,达不到井下封孔要求的缺点和只用铝粉时膨胀率大,产热量高,但是结构松散,强度不高,严密性不好的缺点,达到了良好的封孔膨胀效果。
Figure CN102733844AD00051
[0020] 膨胀水泥中成分的最佳配比由表2中的第I组数据可以看出当固体速凝剂:膨胀剂:水泥为7:7. 7:50,此时混合时的长度为凝固后的长度(cm)为3. 4,凝固时间(min)为53,能够很好的满足井下封孔要求,因此膨胀水泥最佳的配比为固体速凝剂:膨胀剂:水泥为 7:7.7:50。
[0021]
Figure CN102733844AD00052
膨胀水泥在使用时水灰比由表3可以看出,第四组数据水灰比为1:1. 4时,膨胀水泥的抗折强度和抗压强度均较其他组数据大。
Figure CN102733844AD00061
[0022] 在其它的实施例中,由于膨胀水泥还可以采用现有技术中的膨胀水泥,因此不需要第一步另行配制膨胀水泥。
[0023] 在其它的实施例中,由于本发明中的膨胀水泥中的水泥、生石灰、铝粉、固体速凝剂之间的配比是根据封孔控制时间的要求调节,因此本领域的技术人员可以根据封孔控制时间的要求,调节水泥、水、生石灰、铝粉、固体速凝剂之间的配比。

Claims (7)

1. 一种封孔结构,包括设置在钻孔内的瓦斯采集管及注浆管,瓦斯采集管的两端部的外周面上分别设置有前、后堵头,其特征在于,所述的前、后堵头包括缠设在瓦斯采集管两端部的外周面的柔性织物以及湿散时涂覆在柔性织物上膨胀固化后与瓦斯采集管的外壁及钻孔的内壁密封配合的膨胀水泥,所述的注浆管穿设在前堵头上,注浆管的出口位于前、后堵头之间。
2.根据权利要求I所述的封孔结构,其特征在于,在前、后堵头之间设置有纤维粘液固封段。
3. —种封孔方法,其特征在于,包括以下步骤: 第一步:在瓦斯抽采管两端部分别外缠柔性织物; 第二步:在柔性织物上涂覆膨胀水泥,静待10_15min,使液态膨胀水泥初凝形成封孔 用的前堵头和后堵头胚块,在前堵头胚块上插入注浆管; 第三步:将瓦斯采集管及注浆管一起送入到钻孔内,静待养护15-30min,使膨胀水泥膨胀固化; 第四步:打开注浆管上的控制阀门,通过注浆泵向钻孔内注浆,待所注浆液压力达到注浆泵注浆压力时,注浆完成,停止注浆; 第五步:静待30-60min养护形成封孔。
4. 一种膨胀水泥,其特征在于,包括膨胀剂、固体速凝剂、水泥,膨胀水泥中水泥占65%-85%,固体速凝剂占5%-15%,膨胀剂占10%-20%。
5.根据权利要求4所述的膨胀水泥,其特征在于,所述的膨胀剂为生石灰和铝粉的混合物,其中生石灰占膨胀剂的比重为90%-95%,铝粉占膨胀剂的比重为5%-10%。
6.根据权利要求4所述的膨胀水泥,其特征在于,所述的膨胀水泥中固体速凝剂:膨胀剂:水泥为7:7. 7:50,水泥的水灰比为1:1.4。
7.根据权利要求5所述的膨胀水泥,其特征在于,膨胀剂中生石灰:铝粉为10:1。
CN201210127984.0A 2012-04-27 2012-04-27 一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥 Expired - Fee Related CN102733844B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210127984.0A CN102733844B (zh) 2012-04-27 2012-04-27 一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210127984.0A CN102733844B (zh) 2012-04-27 2012-04-27 一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102733844A true CN102733844A (zh) 2012-10-17
CN102733844B CN102733844B (zh) 2016-05-04

Family

ID=46990063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210127984.0A Expired - Fee Related CN102733844B (zh) 2012-04-27 2012-04-27 一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102733844B (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103195468A (zh) * 2013-04-02 2013-07-10 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种在围岩内进行高效强化抽采的系统工艺
CN103360006A (zh) * 2013-07-15 2013-10-23 淮北矿业(集团)工程建设有限责任公司 无机纤维增强膨胀抗压钻孔封闭材料
CN103470212A (zh) * 2013-07-15 2013-12-25 中国矿业大学 一种主动式钻孔封孔装置及方法
CN103527242A (zh) * 2013-10-30 2014-01-22 华北科技学院 一种联合带压瓦斯抽放封孔方法及其应用的双层膨胀胶管
CN103820091A (zh) * 2014-03-12 2014-05-28 蔡长辉 一种新型无机封孔材料
CN103992780A (zh) * 2014-05-23 2014-08-20 中国矿业大学 一种封孔材料用添加剂及利用该添加剂制备的新封孔材料及使用方法
CN104449609A (zh) * 2014-10-31 2015-03-25 河南理工大学 一种瓦斯抽采钻孔的主动保压封孔材料及其封孔工艺
CN104863555A (zh) * 2015-05-18 2015-08-26 太原理工大学 一种提高井下加热煤层瓦斯抽采量的方法
CN105238375A (zh) * 2015-10-23 2016-01-13 中国石油化工股份有限公司 一种高强度自膨胀堵漏剂
CN106522831A (zh) * 2016-11-25 2017-03-22 淮南矿业(集团)有限责任公司 利用聚氨酯加固钻孔的方法
CN107339079A (zh) * 2017-07-20 2017-11-10 中北大学 一种co2封堵装置及其封堵方法
CN107676055A (zh) * 2017-11-23 2018-02-09 山东科技大学 一种应用s形结构封堵卡口的瓦斯抽采钻孔封堵方法
CN112267848A (zh) * 2020-10-23 2021-01-26 中国矿业大学 一种自动封孔并能预防注浆泵管路堵塞的注浆方法和装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2135741C1 (ru) * 1997-03-13 1999-08-27 Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Способ вторичного цементирования кондуктора
CN201292519Y (zh) * 2008-09-18 2009-08-19 刘明 土工模袋
CN102003173A (zh) * 2010-10-29 2011-04-06 北京中矿天安科技发展有限公司 煤层封孔自动测量记录瓦斯压力的系统及方法
CN201826807U (zh) * 2010-10-29 2011-05-11 北京中矿天安科技发展有限公司 瓦斯抽采封孔装置
CN102173708A (zh) * 2011-02-10 2011-09-07 乌鲁木齐市建筑建材科学研究院有限责任公司 一种无骨料水泥基灌浆材料
CN102180645A (zh) * 2011-01-24 2011-09-14 刘玉玲 混凝土配料及其快速凝固混凝土
CN202081908U (zh) * 2011-06-01 2011-12-21 焦作煤业(集团)白云煤业有限公司 涌水瓦斯抽放钻孔封孔装置
CN202611748U (zh) * 2012-04-27 2012-12-19 徐州中矿安达矿山科技有限公司 一种封孔结构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2135741C1 (ru) * 1997-03-13 1999-08-27 Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Способ вторичного цементирования кондуктора
CN201292519Y (zh) * 2008-09-18 2009-08-19 刘明 土工模袋
CN102003173A (zh) * 2010-10-29 2011-04-06 北京中矿天安科技发展有限公司 煤层封孔自动测量记录瓦斯压力的系统及方法
CN201826807U (zh) * 2010-10-29 2011-05-11 北京中矿天安科技发展有限公司 瓦斯抽采封孔装置
CN102180645A (zh) * 2011-01-24 2011-09-14 刘玉玲 混凝土配料及其快速凝固混凝土
CN102173708A (zh) * 2011-02-10 2011-09-07 乌鲁木齐市建筑建材科学研究院有限责任公司 一种无骨料水泥基灌浆材料
CN202081908U (zh) * 2011-06-01 2011-12-21 焦作煤业(集团)白云煤业有限公司 涌水瓦斯抽放钻孔封孔装置
CN202611748U (zh) * 2012-04-27 2012-12-19 徐州中矿安达矿山科技有限公司 一种封孔结构

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103195468A (zh) * 2013-04-02 2013-07-10 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种在围岩内进行高效强化抽采的系统工艺
CN103360006A (zh) * 2013-07-15 2013-10-23 淮北矿业(集团)工程建设有限责任公司 无机纤维增强膨胀抗压钻孔封闭材料
CN103470212A (zh) * 2013-07-15 2013-12-25 中国矿业大学 一种主动式钻孔封孔装置及方法
CN103360006B (zh) * 2013-07-15 2016-02-24 淮北矿业(集团)工程建设有限责任公司 无机纤维增强膨胀抗压钻孔封闭材料
CN103470212B (zh) * 2013-07-15 2016-02-24 中国矿业大学 一种主动式钻孔封孔装置及方法
CN103527242B (zh) * 2013-10-30 2016-08-03 华北科技学院 一种联合带压瓦斯抽放封孔方法及其应用的双层膨胀胶管
CN103527242A (zh) * 2013-10-30 2014-01-22 华北科技学院 一种联合带压瓦斯抽放封孔方法及其应用的双层膨胀胶管
CN103820091A (zh) * 2014-03-12 2014-05-28 蔡长辉 一种新型无机封孔材料
CN103820091B (zh) * 2014-03-12 2016-08-24 宿州市金鼎安全技术股份有限公司 一种新型无机封孔材料
CN103992780A (zh) * 2014-05-23 2014-08-20 中国矿业大学 一种封孔材料用添加剂及利用该添加剂制备的新封孔材料及使用方法
CN104449609A (zh) * 2014-10-31 2015-03-25 河南理工大学 一种瓦斯抽采钻孔的主动保压封孔材料及其封孔工艺
CN104863555A (zh) * 2015-05-18 2015-08-26 太原理工大学 一种提高井下加热煤层瓦斯抽采量的方法
CN105238375A (zh) * 2015-10-23 2016-01-13 中国石油化工股份有限公司 一种高强度自膨胀堵漏剂
CN105238375B (zh) * 2015-10-23 2018-05-08 中国石油化工股份有限公司 一种高强度自膨胀堵漏剂
CN106522831A (zh) * 2016-11-25 2017-03-22 淮南矿业(集团)有限责任公司 利用聚氨酯加固钻孔的方法
CN107339079A (zh) * 2017-07-20 2017-11-10 中北大学 一种co2封堵装置及其封堵方法
CN107339079B (zh) * 2017-07-20 2019-08-02 中北大学 一种co2封堵装置及其封堵方法
CN107676055A (zh) * 2017-11-23 2018-02-09 山东科技大学 一种应用s形结构封堵卡口的瓦斯抽采钻孔封堵方法
CN112267848A (zh) * 2020-10-23 2021-01-26 中国矿业大学 一种自动封孔并能预防注浆泵管路堵塞的注浆方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102733844B (zh) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102733844A (zh) 一种封孔结构及封孔方法及封孔用膨胀水泥
CN202560157U (zh) 注浆装置
CN103075128B (zh) 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN102678083A (zh) 注浆方法和注浆装置
CN104234740B (zh) 一种低中压空气驱替高压煤层瓦斯系统及其方法
CN107879705A (zh) 一种矿用无机封孔材料及其制备方法和使用方法
CN102913184A (zh) 瓦斯抽采钻孔人造隔离墙二次复合高压注浆封孔工艺
CN104926238A (zh) 一种纳米水泥浆
CN103224377B (zh) 煤矿用封孔剂及制备使用方法
CN101353571A (zh) 一种油水井矿渣封堵剂
CN202611748U (zh) 一种封孔结构
CN106968633B (zh) 一种瓦斯抽采钻孔封孔装置及封孔方法
CN204677155U (zh) 一种井下煤层高强度快速钻孔封孔装置
CN108456510B (zh) 一种复合承压堵漏浆、制备方法及施工方法
CN105003294A (zh) 一种基于水热耦合压裂煤体石门揭煤方法
CN210370586U (zh) 一种出水仰角钻孔注浆止水装置
CN110778301B (zh) 一种煤层钻孔高温高压蒸气二次压裂装置及方法
CN104131799A (zh) 自流井封堵装置
CN105317397A (zh) 一种双布袋式注浆封孔装置及其方法
CN207988997U (zh) 巨厚冲积层单井多层段注浆新型套管
CN109577908B (zh) 一种粉末颗粒-高注浆压力封堵裂隙的瓦斯抽采钻孔封孔装置及方法
CN203430466U (zh) 煤矿瓦斯抽采钻孔封孔装置
CN108675705B (zh) 一种含油污泥封窜组合物、含油污泥封窜剂及其制备方法、应用
CN105507939A (zh) 一种注浆置换式钻孔固化密封及瓦斯无管抽采的方法
CN204921021U (zh) 一种平孔瓦斯抽采结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160223

Address after: 221116 Xuzhou University Road, Jiangsu, No. 1

Applicant after: China University of Mining & Technology

Address before: 221116, No. 23 North Beijing Road, Copper Mt. New District, Copper Mt. Town, Copper Mt. District, Jiangsu, Xuzhou

Applicant before: Xuzhou Zhongkuang Anda Mine Technology Co.,Ltd.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160504

Termination date: 20180427

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee