CN103306715B - 一种瓦斯抽采钻孔孔口装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔孔口装置,包括孔口管(1)、防突管(4)、四通(5)、密封组件(6)、孔口密封管(7)、胶管(9)、气水分离器(10),其中,防突管(4)、四通(5)和孔口密封管(7)依次通过法兰连接,与孔口管(1)一起固定密封在钻孔壁上,气水分离器(10)通过胶管(9)与四通(5)的下端口连接。孔口密封管(7)内安装有密封组件(6),可实现钻杆(8)与孔口密封管(7)之间的可靠密封,从而有效地将孔内瓦斯、返水、返渣分流到指定管路或区域,防止因孔内瓦斯突出至巷道施工现场而引起瓦斯超限事故。
Description
技术领域
本发明涉及矿用设备领域,特别涉及一种瓦斯抽采钻孔孔口装置及其操作方法。
背景技术
在煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工过程中,造成钻场瓦斯浓度超标的常见因素之一就是钻孔中释放的瓦斯,特别是在煤矿井下随钻测量定向钻进施工时,由于钻孔深,分支孔多,钻孔释放的瓦斯浓度较高,再加上有些钻孔孔内事故多发,经常发生煤与瓦斯突出事故,这些都严重威胁煤矿井下工人的生命安全,影响煤矿安全生产效率。因此有必要针对瓦斯抽采钻孔施工特点,设计一种瓦斯抽采钻孔孔口装置,解决在煤矿井下钻孔施工过程中的煤与瓦斯突出、瓦斯超限及瓦斯收集问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种瓦斯抽采钻孔孔口装置及其操作方法,实现钻杆与孔口之间的有效密封,防止因孔内瓦斯突出至巷道施工现场而引起的瓦斯超限事故。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种瓦斯抽采钻孔孔口装置,包括孔口管1、防突管4、四通5、密封组件6、孔口密封管7、胶管9、气水分离器10,其中,防突管4、四通5和孔口密封管7依次通过法兰连接,与孔口管1一起固定密封在钻孔壁上,气水分离器10通过胶管9与四通5的下端口连接。
其中,孔口密封管7包括密封组件6、外密封套筒11、内密封套筒12、紧定螺栓13,密封组件6安装在孔口密封管7内部,紧定螺栓13安装在内密封套筒12上,通过拧紧紧定螺栓13而压紧孔口密封管7中的内密封套筒12,从而实现孔口密封管7与钻杆8之间间隙的密封。
其中,气水分离器10主体呈桶式结构,设置有4个管型端口,左上端端口进气、水、渣混合液,右下端端口出水,正上端端口出瓦斯,正下端端口连接一个阀门,阀门开启时出渣。
其中,气水分离器10左上端口与四通5的下端口通过胶管9相连,气水分离器10的上端口与四通5的上端口分别通过胶管9与井下瓦斯抽采管连通。
其中,防突管4呈管状结构,其径向方向安装有一组螺栓,螺栓拧紧后能防止孔内钻具溜滑。
本发明同时公开了一种瓦斯抽采钻孔孔口装置的操作方法,其步骤包括:
(1)使用前先将钻孔扩孔至指定孔径及深度,将孔口管1下入孔内,孔口管1与孔壁2之间用马丽散或水泥填塞,保证孔口管1与孔壁2之间可靠密封、固定。防突管4、四通5、孔口密封管7通过法兰连接固定安装在孔口管1上;
(2)将防突管4、四通5、孔口密封管7通过法兰与孔口管1连接固定在孔壁上,气水分离器10通过胶管与四通5的下端口连接,四通5的上端口及气水分离器的上端口与瓦斯抽采管连通,气水分离器10的右下端口通过胶管连接浸入沉淀池的液面以下,孔口密封管7将钻杆8外壁与孔口密封管7内壁之间间隙密封;
(3)正常施工时,钻孔内流出的瓦斯、返水、返渣的混合液在四通5处实现初步分离,瓦斯经四通5的上端出口被吸入井下瓦斯抽采管道,返水、返渣及少量的瓦斯经四通5的下部端口及胶管进入气水分离器10,进入气水分离器10中的瓦斯、水、渣混合物进一步分离,瓦斯经气水分离器10上部的端口进入瓦斯抽采管道,水经右下端端口流出,返渣则经气水分离器10下部的阀门泄出。
有益效果
本发明的瓦斯抽采钻孔孔口装置的主要优点:
(1)在钻孔施工过程中通过压紧孔口密封管7的外端盖实现钻杆与孔口密封管7之间的可靠密封,可以有效地将孔内瓦斯、返水、返渣分流到指定管路或区域,防止因孔内瓦斯突出至巷道施工现场而引起的瓦斯超限事故。
(2)如果钻场出现问题(如移动钻机、钻机故障等)需要停钻,而又不需要提出孔内钻具,此时可以将防突管4上的三个螺栓用扳手拧紧,防突管4就在螺栓压紧力的作用下紧紧抱住孔内钻具,防止孔内钻具溜滑;同时也能防止瓦斯突出时将孔内钻具顶出,减少人身伤害事故发生。
附图说明
图1是本发明的孔口装置的结构示意图;
图2为本发明中孔口密封管7的结构示意图。
图中:1为孔口管;2为煤壁;3为密封填料;4为防突管;5为四通;6为密封组件;7为孔口密封管;8为钻杆;9为胶管;10为气水分离器;11为外密封套筒;12为内密封套筒;13为紧定螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见图1,一种瓦斯抽采钻孔孔口装置,包括孔口管1、防突管4、四通5、密封组件6、孔口密封管7、胶管9、气水分离器10,其中,防突管4、四通5和孔口密封管7依次通过法兰连接,与孔口管1一起固定密封在钻孔壁上,气水分离器10通过胶管9与四通5的下端口连接。
使用前先将钻孔扩孔至指定孔径及深度,将孔口管1下入孔内,孔口管1与孔壁2之间用马丽散或水泥填塞,保证孔口管1与孔壁2之间可靠密封、固定。防突管4、四通5、孔口密封管7通过法兰连接固定安装在孔口管1上。
气水分离器10通过胶管9与四通5的下端口连接,四通5的上端口及气水分离器10的上端口与瓦斯抽采管连通,气水分离器10的右下端口通过胶管连接浸入沉淀池的液面以下。孔口密封管7内安装有密封组件6,在钻孔施工过程中通过压紧孔口密封管7中的内密封套筒12实现钻杆8与孔口密封管7之间的可靠密封,将施工现场与孔内隔离。
正常施工时,钻孔内流出的瓦斯、返水、返渣的混合液在四通5处实现初步分离,瓦斯经四通5的上端出口被吸入井下瓦斯抽采管道,返水、返渣及少量的瓦斯经四通5的下部端口及胶管进入气水分离器10,进入气水分离器10中的瓦斯、水、渣混合物进一步分离,瓦斯经气水分离器10上部的端口进入瓦斯抽采管道,水经右下端端口流出,返渣则经气水分离器10下部的阀门泄出。
参见图2,孔口密封管7包括密封组件6、外密封套筒11、内密封套筒12、紧定螺栓13,密封组件6安装在孔口密封管7内部,紧定螺栓13安装在内密封套筒12上,通过拧紧紧定螺栓13而压紧孔口密封管7中的内密封套筒12,从而实现孔口密封管7与钻杆8之间间隙的密封。
密封组件6套在钻杆8外壁,在钻孔施工时,钻杆8在密封组件6内前后滑动,一旦密封组件6出现磨损,将孔口密封管7上的一组紧定螺栓13拧紧,内密封套筒12就在紧定螺栓13的作用下,轴向压缩密封组件6,使密封组件6在外力作用下向径向收缩,减小与钻杆8外壁的间隙,实现密封。
最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种瓦斯抽采钻孔孔口装置的操作方法,其步骤包括:
步骤一、使用前先将钻孔扩孔至指定孔径及深度,将孔口管(1)下入孔内,孔口管(1)与孔壁(2)之间用马丽散或水泥填塞,保证孔口管(1)与孔壁(2)之间可靠密封、固定;
步骤二、将防突管(4)、四通(5)、孔口密封管(7)通过法兰与孔口管(1)连接固定在孔壁上,气水分离器(10)通过胶管与四通(5)的下端口连接,四通(5)的上端口及气水分离器的上端口与瓦斯抽采管连通,气水分离器(10)的右下端口通过胶管连接浸入沉淀池的液面以下,孔口密封管(7)将钻杆(8)外壁与孔口密封管(7)内壁之间间隙密封;
步骤三、施工时,钻孔内流出的瓦斯、返水、返渣的混合液在四通(5)处实现初步分离,瓦斯经四通(5)的上端出口被吸入井下瓦斯抽采管道,返水、返渣及少量的瓦斯经四通(5)的下部端口及胶管进入气水分离器(10),进入气水分离器(10)中的瓦斯、水、渣混合物进一步分离,瓦斯经气水分离器(10)上部的端口进入瓦斯抽采管道,水经右下端端口流出,返渣则经气水分离器(10)下部的阀门泄出,其中,所述瓦斯抽采钻孔孔口装置,包括孔口管(1)、防突管(4)、四通(5)、密封组件(6)、孔口密封管(7)、胶管(9)、气水分离器(10),防突管(4)、四通(5)、孔口密封管(7)通过法兰连接与孔口管(1)一起固定密封在钻孔壁上,气水分离器(10)通过胶管(9)与四通(5)的下端口连接;
所述孔口密封管(7)包括密封组件(6)、外密封套筒(11)、内密封套筒(12)、紧定螺栓(13),密封组件(6)安装在孔口密封管(7)内部,紧定螺栓(13)安装在内密封套筒(12)上,通过拧紧紧定螺栓(13)而压紧孔口密封管(7)中的内密封套筒(12),从而实现孔口密封管(7)与钻杆(8)之间间隙的密封;
防突管(4)呈筒状结构,其径向方向安装有一组螺栓,螺栓拧紧后能防止孔内钻具溜滑;
气水分离器(10)主体呈桶式结构,设置有4个管型端口,左上端端口进气、水、渣混合液,右下端端口出水,正上端端口出瓦斯,正下端端口连接一个阀门,阀门开启时出渣;
气水分离器(10)左上端口与四通(5)的下端口通过胶管(9)相连,气水分离器(10)的上端口与四通(5)的上端口分别通过胶管(9)与井下瓦斯抽采管连通。
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