CN108625819B - 一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置，包括多孔管、第一囊袋、第二囊袋，多孔管包括并列的第一通道、第二通道、第三通道、第四通道，第一囊袋和第二囊袋均包括囊身、囊口，处于第一囊袋囊身内的多孔管上设有第一单向阀，多孔管上设有第一开孔；第二囊袋的囊身中部外侧设有第二单向阀，第二囊袋囊身中部两侧的多孔管上设有第三单向阀、第四单向阀，多孔管上分别设有连通第一通道与第三单向阀的第三开孔、连通第一通道与第四单向阀的第四开孔；多孔管上设有单向压力控制阀以及导浆孔。该装置具有二次注浆保压能力增强、可实现多段注浆堵漏的优点，同时该发明结构简单，便于井下施工操作。

Description

一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置

技术领域

本发明涉及煤矿开采设备技术领域，尤其是一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置。

背景技术

井下瓦斯预抽可以达到防治灾害和非常规天然气开采的双重目的，但是这需要对煤层钻孔进行高质量密封。瓦斯抽采钻孔密封质量差会直接导致钻孔漏气，使得钻孔浓度迅速衰减。即便是钻孔初次密封质量较好，在地应力持续作用下，钻孔会出现漏气裂隙，进而使钻孔浓度迅速降低。目前常用的几种封孔技术有，聚氨酯封孔法、两堵一注封孔法、囊袋式封孔法等。聚氨酯封孔法存在较多问题，已经逐渐被更优的技术所替代；采用聚氨酯堵孔、无机材料注浆式的两堵一注封孔法操作复杂，并且封孔深度难以有效控制。并且，前两种封孔技术均不能对钻孔进行二次密封。专利号为ZL201310405906.7；ZL201320552836.3的发明专利公开了三囊袋注浆封孔器材，虽然已经取得较好的应用效果，但是其也会存在二次注浆不保压及封孔长度有限的问题。以上现有技术的缺陷造成了井下瓦斯抽采封孔质量不良，抽采浓度不稳定。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置，该装置具有二次注浆保压能力增强、可实现多段注浆堵漏的优点，同时该发明结构简单，便于井下施工操作。

为达到上述目的，采用以下技术方案。

一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置，包括多孔管、第一囊袋、第二囊袋，所述多孔管包括并列的第一通道、第二通道、第三通道、第四通道，所述第一囊袋和第二囊袋依次套在所述多孔管的外壁上；所述第一囊袋和第二囊袋均包括圆筒形的囊身，囊身的两端收束各形成一个囊口，第一囊袋和第二囊袋的囊口均通过束扎装置与多孔管固定连接，处于第一囊袋囊身内的多孔管上设有第一单向阀，多孔管上设有连通第一通道与第一单向阀的第一开孔；第二囊袋的囊身中部通过束扎装置与多孔管固定连接并在外侧设有第二单向阀，第二囊袋的囊身中部、多孔管上对应设有连通第二单向阀与第二通道的第二开孔；处于第二囊袋囊身中部两侧的多孔管上设有所述第三单向阀、第四单向阀，多孔管上分别设有连通第一通道与第三单向阀的第三开孔、连通第一通道与第四单向阀的第四开孔；第一囊袋、第二囊袋与煤层钻孔壁之间形成封闭的注浆空间，所述多孔管上设有连通第一通道与注浆空间的单向压力控制阀以及连通第三通道与注浆空间的导浆孔。

所述第一通道为注浆通道，所述第二通道为裂隙封堵液通道，所述第三通道为导浆通道，所述第四通道为瓦斯流通道。

所述第二囊袋的两侧各设有一个第一囊袋，所述导浆孔设置在相邻的两个囊袋之间，单向压力控制阀设置在第二囊袋和其中一个第一囊袋之间。当第一囊袋或第二囊袋中注入足量的浆液后，单向压力控制阀达到预定压力开启，第一通道中的浆液就会通过单向压力控制阀，可以实现对囊袋间形成的一个封闭空间进行注浆。

所述多孔管包括用于注入浆液的首端和伸入到煤层钻孔中的末端，所述第一通道、第二通道、第三通道在末端处于密封截止状态。可以使用水泥、堵头等将注浆通道、裂隙封堵液通道以及导浆通道严密封堵。

所述首端与第一个封堵单元之间设有溢流安全阀，并与第一通道连通，其开启压力大于单向压力控制阀。第一通道内的压力过大时，溢流安全阀的及时开启，可以避免由于注浆压力过大造成第一囊袋或第二囊袋破损的现象。

所述多孔管的首端设有引流装置，所述引流装置包括注无机材料浆液孔、注化学浆液孔和一个抽采孔。引流装置用于根据施工流程，调整向第一通道、第二通道、第三通道中注入的浆液种类及流量，同事引导抽采的瓦斯进入相应的处理装置中。

所述束扎装置为钢环、强力胶带、麻绳、钢丝。束扎第二囊袋中部的钢环上开设有与第二开孔对应的空。

所述单向压力控制阀为爆破阀，所述爆破阀包括覆盖在孔口上的爆破膜以及对应箍在多孔管上的弹性橡胶带；第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀均为箍在多孔管上的弹性橡胶带。第一通道中的浆液压力达到阈值是爆破膜裂开，弹性橡胶带其单向止回的作用。

所述多孔管包括一个外套管、置于外套管内的三根子孔管，三根子孔管与外套管的内壁一体连接，三根子孔管内分别为第一通道、第二通道、第三通道，三根子孔管以外的外套管内的空间为第四通道。

在本发明所提供的一体化装置中，第一管道通过第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀分别连通，进而可以实现对第一囊袋和第二囊袋的注浆；通过单向压力控制阀的开启，可以实现对第一囊袋、第二囊袋间形成的一个封闭空间进行注浆；多孔管上设有导浆孔，可以使得一个注浆空间内的浆液通过第三通道流入另一个注浆空间内；第二通道内的浆液通过第二开孔、第二单向阀可以实现对钻孔周围的裂隙注入化学浆液，同时裂隙封堵液通道不受注浆通道的影响，有利于封堵裂隙。该装置具有二次注浆保压能力增强、可实现多段注浆堵漏的优点，同时该发明结构简单，便于井下施工操作。

附图说明

图1是实施例的结构示意图；

图2是二号囊袋的示意图；

图3是多孔管的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1、图2、图3所示，一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置，包括多孔管4、第一囊袋1、第二囊袋2，所述多孔管4包括并列的第一通道41、第二通道42、第三通道43、第四通道44，所述第一囊袋1和第二囊袋2依次套在所述多孔管4的外壁上；所述第一囊袋1和第二囊袋2均包括圆筒形的囊身，囊身的两端收束各形成一个囊口，第一囊袋1和第二囊袋2的囊口均通过束扎装置5与多孔管4固定连接，处于第一囊袋1囊身内的多孔管4上设有第一单向阀61，多孔管4上设有连通第一通道41与第一单向阀61的第一开孔31；第二囊袋2的囊身中部通过束扎装置5与多孔管4固定连接并在外侧设有第二单向阀62，第二囊袋2的囊身中部、多孔管4上对应设有连通第二单向阀62与第二通道42的第二开孔32；处于第二囊袋2囊身中部两侧的多孔管4上设有所述第三单向阀63、第四单向阀64，多孔管4上分别设有连通第一通道41与第三单向阀63的第三开孔33、连通第一通道41与第四单向阀64的第四开孔34；第一囊袋1、第二囊袋2与煤层钻孔壁之间形成封闭的注浆空间，所述多孔管4上设有连通第一通道41与注浆空间的单向压力控制阀9以及连通第三通道43与注浆空间的导浆孔11。

所述第一通道41为注浆通道，所述第二通道42为裂隙封堵液通道，所述第三通道43为导浆通道，所述第四通道44为瓦斯流通道。

所述第二囊袋2的两侧各设有一个第一囊袋1，所述导浆孔11设置在相邻的两个囊袋之间，单向压力控制阀9设置在第二囊袋和其中一个第一囊袋之间。当第一囊袋1或第二囊袋2中注入足量的浆液后，单向压力控制阀9达到预定压力开启，第一通道41中的浆液就会通过单向压力控制阀9，可以实现对相邻囊袋间形成的一个注浆空间进行注浆。

所述多孔管4包括用于注入浆液的首端和伸入到煤层钻孔中的末端，所述第一通道41、第二通道42、第三通道43在末端处于密封截止状态。可以使用水泥、堵头等将注浆通道、裂隙封堵液通道以及导浆通道严密封堵。

所述首端与第一个封堵单元之间设有溢流安全阀10，并与第一通道41连通，其开启压力大于单向压力控制阀9。第一通道41内的压力过大时，溢流安全阀10的及时开启，可以避免由于注浆压力过大造成第一囊袋1或第二囊袋2破损的现象。

所述多孔管4的首端设有引流装置12，所述引流装置12包括注无机材料浆液孔、注化学浆液孔和一个抽采孔。引流装置12用于根据施工流程，调整向第一通道41、第二通道42、第三通道43中注入的浆液种类及流量，同事引导抽采的瓦斯进入相应的处理装置中。

所述束扎装置5为钢环、强力胶带、麻绳、钢丝。束扎第二囊袋2中部的钢环上开设有与第二开孔32对应的空。

所述单向压力控制阀9为爆破阀，所述爆破阀包括覆盖在孔口上的爆破膜以及对应箍在多孔管4上的弹性橡胶带；第一单向阀61、第二单向阀62、第三单向阀63、第四单向阀64均为箍在多孔管4上的弹性橡胶带。第一通道41中的浆液压力达到阈值是爆破膜裂开，弹性橡胶带其单向止回的作用。

如图3所示，所述多孔管4包括一个外套管、置于外套管内的三根子孔管，三根子孔管与外套管的内壁一体连接，三根子孔管内分别为第一通道41、第二通道42、第三通道43，三根子孔管以外的外套管内的空间为第四通道44。

具体施工时，一体化装置中第一管道通过第一单向阀61、第二单向阀62、第三单向阀63分别连通，进而可以实现对第一囊袋1和第二囊袋2的注浆；通过单向压力控制阀9的开启，可以实现对第一囊袋1、第二囊袋2间形成的一个封闭空间进行注浆；多孔管4上设有导浆孔11，可以使得一个注浆空间内的浆液通过第三通道43流入另一个注浆空间内；第二通道42内的浆液通过第二开孔32、第二单向阀62可以实现对钻孔周围的裂隙注入化学浆液，同时裂隙封堵液通道不受注浆通道的影响，有利于封堵裂隙。该装置具有二次注浆保压能力增强、可实现多段注浆堵漏的优点，同时该发明结构简单，便于井下施工操作。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置，其特征在于：包括多孔管、第一囊袋、第二囊袋，所述多孔管包括并列的第一通道、第二通道、第三通道、第四通道，所述第一囊袋和第二囊袋依次套在所述多孔管的外壁上；所述第一囊袋和第二囊袋均包括圆筒形的囊身，囊身的两端收束各形成一个囊口，第一囊袋和第二囊袋的囊口均通过束扎装置与多孔管固定连接，处于第一囊袋囊身内的多孔管上设有第一单向阀，多孔管上设有连通第一通道与第一单向阀的第一开孔；第二囊袋的囊身中部通过束扎装置与多孔管固定连接并在外侧设有第二单向阀，第二囊袋的囊身中部、多孔管上对应设有连通第二单向阀与第二通道的第二开孔；处于第二囊袋囊身中部两侧的多孔管上设有第三单向阀、第四单向阀，多孔管上分别设有连通第一通道与第三单向阀的第三开孔、连通第一通道与第四单向阀的第四开孔；第一囊袋、第二囊袋与煤层钻孔壁之间形成封闭的注浆空间，所述多孔管上设有连通第一通道与注浆空间的单向压力控制阀以及连通第三通道与注浆空间的导浆孔；

所述第二囊袋的两侧各设有一个第一囊袋，所述导浆孔设置在相邻的两个囊袋之间，单向压力控制阀设置在第二囊袋和其中一个第一囊袋之间；

所述多孔管包括用于注入浆液的首端和伸入到煤层钻孔中的末端，所述第一通道、第二通道、第三通道在末端处于密封截止状态；

所述首端与第一个封堵单元之间设有溢流安全阀，并与第一通道连通，其开启压力大于单向压力控制阀；

所述多孔管的首端设有引流装置，所述引流装置包括注无机材料浆液孔、注化学浆液孔和一个抽采孔；

所述束扎装置为钢环、强力胶带、麻绳、钢丝；

所述多孔管包括一个外套管、置于外套管内的三根子孔管，三根子孔管与外套管的内壁一体连接，三根子孔管内分别为第一通道、第二通道、第三通道，三根子孔管以外的外套管内的空间为第四通道。

2.根据权利要求1所述瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置，其特征在于：所述第一通道为注浆通道，所述第二通道为裂隙封堵液通道，所述第三通道为导浆通道，所述第四通道为瓦斯流通道。

3.根据权利要求1所述瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置，其特征在于：所述单向压力控制阀为爆破阀，所述爆破阀包括覆盖在孔口上的爆破膜以及对应箍在多孔管上的弹性橡胶带；第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀均为箍在多孔管上的弹性橡胶带。