CN106246135B - 一种快速袋式滤压封孔装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速袋式滤压封孔装置及方法，装置包括滤压袋、注浆管，注浆管伸入滤压袋内的管段上连接有单向阀，注浆管由第一管段和第二管段组成，第一管段和第二管段通过卸管器接通；第一管段和第二管段分别连接在滤压袋和注浆泵上；单向阀连接在第二管段上，且第二管段通过卸管器上的弹性快插接口与卸管器连接，卸管器上设有拉索，以在第二管段被固定后，通过拉索拉拽卸管器的按钮回退，使第二管段与卸管器脱离。方法利用该装置实施，并在注浆完成后的浆料凝固前，拉拽拉索使卸管器与第二管段脱离。本发明的有益效果是，封孔装置的注浆管可回收再利用，结构简单、制造方便；封孔方法操作简单、封孔和抽采成本低。

Description

一种快速袋式滤压封孔装置及方法

技术领域

本发明涉及一种煤层瓦斯气抽采技术，特别是一种快速袋式滤压封孔装置及方法。

背景技术

煤层瓦斯是一种洁净能源，但对煤矿生产而言更是一种灾害源。因此，在含瓦斯的煤层开采前必须进行瓦斯抽采由于我国的煤炭赋存地质条件复杂，煤层松软程度、埋深等不同，目前主要依靠地下开采。现有采煤工作面瓦斯抽采是分别通过运输巷和回风巷内在本煤层中打顺层钻孔进行抽采，对于透气性较差的煤层通常还需在进行水力压裂增透后再行抽采。煤层瓦斯抽采由瓦斯抽采系统通过众多抽采孔进行，即使对于压裂增透并将压裂孔作为抽采孔用的煤层，其仅作为抽采用的途抽采孔也占据绝大多数。抽采孔在钻孔、插抽采管后需要进行封孔处理，以防止瓦斯泄漏。现有抽采孔的封孔方法较多，最常用的方法是注浆封孔法，该方法通过注浆管在封孔段注浆，以待浆料固化后形成具有一定承压能力的封孔段。由于抽采封孔的承压要求与压裂封孔的承压要求相比相对较低，采用对滤压袋注浆的方式由填充有浆料的滤压袋与钻孔孔壁和抽采管外壁之间形成封孔段的封孔方法经济实用。该方法的装置包括滤压袋和注浆管，而最为经济的是注浆管采用软管，但现有技术中不能在注浆后将注浆管从滤压袋上卸下，造成封孔后的注浆管被白白浪费。而对于需封过松动圈影响或较深煤层的抽采钻孔，由于封孔段距孔口距离较远，这种浪费现象尤为明显。为此，需要对现有封孔装置及方法进行改进。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种快速滤压封孔装置，该封孔装置将注浆管设置为通过具有远程操控结构的卸管器连接的两段，在注浆完成后，通过远程操控将卸管器从与滤压袋连接的管段上拆下，从而使卸管器和与注浆泵连接的注浆管管段具有可再利用特性，避免造成注浆管被白白浪费，降低封孔成本和抽采成本。且结构简单、制造方便，使用成本低。本发明的第二目的是提供一种利用第一发明目的所述的装置进行封孔的方法，以节省封孔材料，降低封孔成本。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种快速袋式滤压封孔装置，包括设在抽采管上的滤压袋，滤压袋通过注浆管与注浆泵接通，注浆管伸入滤压袋内的管段上连接有单向阀，所述注浆管由第一管段和第二管段组成，第一管段和第二管段通过卸管器接通；第一管段连接在注浆泵上，第二管段连接在所述滤压袋上，第二管段长度远小于第一管段长度；所述单向阀连接在第二管段上，且第二管段通过卸管器上的弹性快插接口与卸管器形成弹性快插型连接，卸管器上设有圆周均布的至少两根拉索，以在第二管段被固定后，通过至少两根拉索拉拽卸管器的按钮回退，使第二管段与卸管器脱离。

采用前述技术方案的本发明，在用于煤层瓦斯抽采的抽采孔的滤压袋式封孔时，通过注浆泵、第一管段、卸管器和第二管段等对滤压袋完成注浆，滤压袋通过单向阀保压，滤压袋与钻孔之间的膨胀压力使滤压袋被固定，相应与滤压袋连接的第二管段被固定不动，此时，通过至少两根拉索拉拽卸管器的按钮回退，使第二管段与卸管器脱离，达到卸管器与第二管段脱离的目的。以便重复利用构成注浆管的第一管段，减少注浆管消耗，降低瓦斯抽采成本，且结构简单、制造和操作方便，使用成本低。多个圆周均布的拉索，以便拉拽力均匀作用在管状主体的圆周上，减少无效劳动，提高拉拽效率。其中，拉索可直接固定在按钮上，也可固定在第三构件上，第三构件与按钮固定，或者第三构件形成对按钮的推压等。

优选的，所述卸管器包括管状主体，管状主体内设有弹性快插接头；所述弹性快插接口设在弹性快插接头的一端，并与所述第二管段插接，弹性快插接口前端设有滑套，滑套滑动配合在所述管状主体内，滑套的中孔用于穿过所述第二管段；所述拉索通过前端与所述滑套固定连接，以通过滑套拉动所述按钮回退。使用时，弹性快插接口与固定连接在滤压袋上的第二管段形成弹性快速插接，弹性快插接头另一端或管状主体的对应端通过第一管段与注浆泵连通。在通过注浆泵、第一管段、卸管器和第二管段等对滤压袋完成注浆后，滤压袋通过保压装置保压，利用滤压袋与钻孔之间的膨胀挤压力形成滤压袋的支撑固定，相应与滤压袋连接的第二管段被固定，通过拉索拉拽滑套，滑套顶压按钮，达到第二管段脱离弹性快插接口，从而实现与卸管器脱离连接关系的目的。以便再次利用注浆管的第一管段，减少注浆管消耗，降低瓦斯抽采成本，且结构简单、制造和操作方便，使用成本低。

本方案中，弹性快插接口在直接与软管连接时，采用软管型快插接口结构；当软管通过如金属类的硬质接头过渡后与弹性快插接口连接时，弹性快插接口采用与过渡接头连接的刚性接头快插接口结构。现有技术中，软管型快插接口结构的接头包括管状接头体，接头体内套装有管形按钮，按钮外端露出接头体外端，按钮里端形成圆周分布的多个弹性结构的卡爪，卡爪内侧形成有卡齿，按钮内孔用于穿过软管，并通过卡爪和卡齿形成对软管的抱夹，卡爪远端外侧向外凸起；接头体内形成接纳卡爪远端的环形槽，环形槽的外端面台阶用以阻止按钮脱出，环形槽还具有容纳卡爪外张的空间，环形槽位于卡爪远端的内台阶端面呈锥台面结构。使用时，现将按钮向内按压到设定位置，软管穿过按钮并插入接头体管孔的里端，通过密封圈与接头体形成密封连接，松开按钮后，按钮抱夹在软管上，按钮由环形槽限制而不能脱出，从而实现软管与接头的快速插接。当需要卸下软管时，将按钮向内按压，卡爪由远端与锥台面抵接，以使卡爪外张，从而松开软管，在通过拉拽的方式卸下软管。现有技术中与接头插接的快插接头，按钮环套在接头体端部，按钮由压缩弹簧向外端顶推，按钮内壁上形成有锥面，接头体通过管壁上的径向孔设有多个钢球，钢球通过锥面推压向轴心方向移动，以使钢球的一部分卡入刚性接头的卡槽内。使用时，向内按压按钮，插入硬质或刚性管接头，管接头与接头体的内孔里端通过密封圈形成密封连接，松开按钮，使管接头与接头体通过钢球卡合而防止脱出。当需要卸下管接头时，再次按下按钮，使钢球具有径向外移空间而脱出卡槽，实现卸下的目的。

进一步优选的，所述弹性快插接头为软管型，该弹性快插接头通过接头主体可滑动的配合在所述管状主体内，该弹性快插接头在管状主体进口端方向的极限位置被限制；所述滑套滑动配合在管状主体的管孔内，软管型弹性快插接头和滑套由透盖限制脱出。以适应如前述的应用场所，使用时，第二管段依次穿过通过透盖、滑套和钮式快插型软管接头的按钮插入接头主体的管孔里端，第二管段由按钮自由端的多个弹性卡爪和卡齿抱夹固定在按钮上，并通过密封圈与管状主体形成密封连接。在封孔注浆完成后，第二管段通过滤压袋固定，通过拉索拉拽滑套朝按钮移动，以形成对按钮的按压，从而达到将卸管器从第二管段上卸下的目的。

再进一步优选的，所述软管型弹性快插接头的进口端形成有另一弹性快插接口，该另一弹性快插接口用于接插所述第一管段；该另一弹性快插接口的按钮与所述接头主体之间设有弹性挡圈，该弹性挡圈用于阻止在该按钮被按压时产生轴向位移。软管型弹性快插接头形成直通型结构，便于直接采购市场上销售的直通型按钮式快插接头商品，在第一管段侧的按钮与接头主体之间加装弹性挡圈，阻止按钮被推压、按压后移位。降低制造难度和成本，同时，可确保接插口与软管之间的连接密封性。

进一步优选的，所述管状主体通过拉索孔穿设所述拉索。以通过限制拉索摆动幅度，确保多根拉索形成对滑套的同步拉拽，减少或消除滑套因拉拽不均而出现卡滞。

进一步优选的，所述透盖与管状主体呈螺合连接关系。提高装拆方便性，进而提升第二管段连接的操作效率。

优选的，所述管状主体进口端外侧还设有抱箍。以通过抱箍将管状主体固定在进口端的管段上，以避免二者之间轴向窜动，提高连接可靠性和拆卸方便性；还可利用第一管段与拉索一起共同形成对卸管器的拉拽，以在卸下第二管段后将卸管器拖出钻孔孔口。

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

一种快速滤压袋式封孔方法，包括在抽采钻孔内设置封孔装置和压力注浆的步骤，该方法利用实现本发明第一目的的所述封孔装置实施，并在注浆完成后的浆料凝固前，拉拽拉索，使所述卸管器与第二管段脱离。

利用前述封孔装置进行封孔，其卸管器可重复使用，特别是现有技术中被浪费的注浆管也可再利用，可充分降低注浆管的管材消耗，降低封孔和抽采成本。

优选的，在所述设置封孔装置的步骤前，还包括将第一管段和第二管段通过卸管器连接，并在第一管段与卸管器的弹性快插接头对应接口插接后，在该接口部的按钮与接头主体之间设置弹性挡圈，以防止该按钮在被按压时产生轴向位移。以确保第一管段在与弹性快插接头插接后，只能在弹性挡圈拆下后，第一管段才能从卸管器上拔掉。

本发明与现有技术相比的有益效果是，封孔装置的注浆管可回收再利用，结构简单、制造方便，使用成本低；使用本封孔方法的封孔成本低，相应降低抽采成本。

附图说明

图1是本发明封孔装置的结构示意图。

图2是本发明中实施例1的卸管器的结构示意图。

图3是本发明图2的A—A剖视图。

图4是本发明中实施例1中卸管器组合结构管状本体的结构示意图。

图5是本发明中实施例2的部分结构示意图。

上述附图还用于说明本发明的方法。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范围之中。

实施例1，参见图1、图2、图3，一种快速袋式滤压封孔装置，包括设在抽采管13上的滤压袋11，滤压袋11通过注浆管与注浆泵接通，注浆管伸入滤压袋11内的管段上连接有单向阀12，其特征在于，所述注浆管由第一管段2和第二管段3组成，第一管段2和第二管段3通过卸管器接通；第一管段2连接在注浆泵上，第二管段3连接在所述滤压袋11上，第二管段3长度远小于第一管段2长度；所述单向阀12连接在第二管段3上，且第二管段3通过卸管器上的弹性快插接口与卸管器形成弹性快插型连接，卸管器上设有圆周均布的至少两根拉索4，以在第二管段3被固定后，通过至少两根拉索4拉拽卸管器的按钮9回退，使第二管段3与卸管器脱离。

其中，卸管器包括管状主体1，管状主体1内部滑动配合有直通结构的软管型弹性快插接头，该直通结构的软管型弹性快插接头通过接头主体5可滑动的配合在所述管状主体1内部，直通结构的软管型弹性快插接头在管状主体1进口端方向的极限位置被限制；直通结构的软管型弹性快插接头两端接口均呈软管型弹性快插接口结构，直通结构的软管型弹性快插接头进口端的软管型弹性快插接口插接有第一管段2，该端软管型弹性快插接口的按钮9与接头主体5之间设有弹性挡圈10，该弹性挡圈10用于阻止该按钮9在被按压时产生轴向位移，避免在进端接口的按钮9被按压时，已插入的第一管段2与直通结构的软管型弹性快插接头脱离；直通结构的软管型弹性快插接头出口端的弹性快插接口插接有第二管段3，通过按压出口端弹性快插接口的按钮9能够卸下插接的第二管段3，出口端弹性快插接口前端设有滑套6，滑套6滑动配合在管状主体1的管孔内，滑套6的中孔用于穿过第二管段3；管状主体1上通过拉索孔轴向穿设有圆周均布的两根拉索4，拉索4前端与滑套6固定连接，以在通过出口端弹性快插接口插接的第二管段3被固定时，通过两根拉索4拉拽滑套6使通过第一弹性快插接口插接的第二管段3脱出，直通结构的软管型弹性快插接头和滑套6由透盖7限制脱出。

其中，透盖7与管状主体1呈螺合连接关系；管状主体1进口端外侧还设有抱箍8，该抱箍8被固定连接在管状主体1上。

参见图4，本实施中的管状主体1呈由管头1a和管体1b组焊在一起的组合结构，管头1a用于穿设第一管段2，并由其内端面形成对直通结构的软管型弹性快插接头在管状主体1进口端方向极限位置的限定，拉索孔的出口段部分形成在管头1a上；管体1b内部用于装设直通结构的软管型弹性快插接头和滑套6；管体1b的出口端用于与透盖7螺合连接。

本实施例中，当第二管段3通过刚性的软管接头与弹性快插接头连接时，该接头采用钢珠卡合的结构形式。拉索4的数量也可以是多于两根的自然数多根。

本实施例中，直通结构的软管型弹性快插接头也可采用接头主体5与管状主体1固定连接的方案。

实施例2，参见图5，管状主体1的进口端呈箍扎型软管接头构成，该软管接头插接部外壁呈波纹状，管状主体1的该软管接头插入第一管段2的管孔内，并通过抱箍8固定。其中，抱箍8与管状主体1呈分离状态；软管型弹性快插接头仅在出口端具有软管型弹性快插接口。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3，参见图1～5，一种快速滤压袋式封孔方法，包括在抽采钻孔内设置封孔装置和压力注浆的步骤，该方法利用本发明实施例1或2所述封孔装置实施，并在注浆完成后的浆料凝固前，拉拽拉索4，使所述卸管器与第二管段3脱离。

其中，在设置封孔装置前，还包括将第一管段2和第二管段3通过卸管器连接，并在第一管段2与卸管器的弹性快插接头对应接口插接后，在该接口部的按钮9与接头主体5之间设置弹性挡圈10，以防止该按钮9在被按压时产生轴向位移。

本方法的注浆管连接过程中，首先通过管状主体1进口端穿设第一管段2，并将第一管段2插入直通结构的弹性快插接头的进口端接口后设置弹性挡圈10，将直通结构的弹性快插接头抵接在管状主体1的管孔底部，在通过抱箍8将管状主体1与第一管段2固定；在插入第二管段3后，完成注浆管的连接。需要更换第一管段2时，在卸掉第二管段3情形下，旋下透盖7，并将滑套6拉出到管状主体1的管孔外，并在解除管状主体1与第一管段2的固定连接状态后，将插有第一管段2的直通结构的弹性快插接头拖出到管状主体1的管孔外，再拆掉弹性挡圈10，按压该插接口的按钮9到位后，拔出第一管段2即可。

以上虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims (6)

1.一种快速袋式滤压封孔装置，包括设在抽采管（13）上的滤压袋（11），滤压袋（11）通过注浆管与注浆泵接通，注浆管伸入滤压袋（11）内的管段上连接有单向阀（12），其特征在于，所述注浆管由第一管段（2）和第二管段（3）组成，第一管段（2）和第二管段（3）通过卸管器接通；第一管段（2）连接在注浆泵上，第二管段（3）连接在所述滤压袋（11）上，第二管段（3）长度远小于第一管段（2）长度；所述单向阀（12）连接在第二管段（3）上，且第二管段（3）通过卸管器上的弹性快插接口与卸管器形成弹性快插型连接，卸管器上设有圆周均布的至少两根拉索（4），以在第二管段（3）被固定后，通过至少两根拉索（4）拉拽卸管器的按钮（9）回退，使第二管段（3）与卸管器脱离；所述卸管器包括管状主体（1），管状主体（1）内设有弹性快插接头；所述弹性快插接口设在弹性快插接头的一端，并与所述第二管段（3）插接，弹性快插接口前端设有滑套（6），滑套（6）滑动配合在所述管状主体（1）内，滑套（6）的中孔用于穿过所述第二管段（3）；所述拉索（4）通过前端与所述滑套（6）固定连接，以通过滑套（6）拉动所述按钮（9）回退；所述弹性快插接头为软管型，该弹性快插接头通过接头主体（5）可滑动的配合在所述管状主体（1）内，该弹性快插接头在管状主体（1）进口端方向的极限位置被限制；所述滑套（6）滑动配合在管状主体（1）的管孔内，软管型弹性快插接头和滑套（6）由透盖（7）限制脱出；所述管状主体（1）通过拉索孔穿设所述拉索（4）。

2.根据权利要求1所述的快速袋式滤压封孔装置，其特征在于，所述软管型弹性快插接头的进口端形成有另一弹性快插接口，该另一弹性快插接口用于接插所述第一管段（2）；该另一弹性快插接口的按钮（9）与所述接头主体（5）之间设有弹性挡圈（10），该弹性挡圈（10）用于阻止该按钮（9）在被按压时产生轴向位移。

3.根据权利要求1所述的快速袋式滤压封孔装置，其特征在于，所述透盖（7）与管状主体（1）呈螺合连接关系。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的快速袋式滤压封孔装置，其特征在于，所述管状主体（1）进口端外侧还设有抱箍（8）。

5.一种快速袋式滤压封孔方法，包括在抽采钻孔内设置封孔装置和压力注浆的步骤，其特征在于，该方法利用权利要求1～4中任意一项所述的封孔装置实施，并在注浆完成后的浆料凝固前，拉拽拉索（4），使所述卸管器与所述第二管段（3）脱离。

6.根据权利要求5所述的快速袋式滤压封孔方法，其特征在于，在所述设置封孔装置的步骤前，还包括将第一管段（2）和第二管段（3）通过卸管器连接，并在第一管段（2）与卸管器的弹性快插接头对应接口插接后，在该接口部的按钮（9）与接头主体（5）之间设置弹性挡圈（10），以防止该按钮（9）在被按压时产生轴向位移。