CN110107345B - 一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，属于瓦斯抽采钻孔封孔联抽领域。包括伸缩气密低阻联孔装置及两堵一注封孔装置，伸缩气密低阻联孔装置为管状；两堵一注封孔装置包括若干封孔囊袋、注浆管及爆破阀，注浆管与封孔囊袋密封连通，注浆管位于所述封孔囊袋内的一端上设有注浆单向阀；爆破阀设置于封孔囊袋之间的注浆管上。两堵一注封孔装置与伸缩气密低阻联孔装置集成可防止外部空气通过钻孔周围裂隙圈、封孔裂隙通道以及钻孔与管路之间漏气通道漏入抽采钻孔；同时，消除钻孔联孔环节，将传统联孔工艺的多节点调控转变为双节点或单节点调控；减少联孔弯曲管段、合理调控直管段长度，降低阻力，减少泵站和管网系统无用功。

Description

一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置

技术领域

本发明属于瓦斯抽采钻孔封孔联抽领域，涉及一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置。

背景技术

瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出、实现瓦斯抽采达标的有效技术措施，理论上如果瓦斯抽采封孔、联孔、管网、排水排渣环节不漏气，泵站系统稳定运行的前提下，井下钻孔预抽瓦斯浓度可接近100％；但实际上钻孔瓦斯抽采浓度对系统漏气十分敏感，尤其是低透气性煤层“封-联-控”任意环节的漏气都会造成瓦斯抽采浓度大幅下降。

目前瓦斯抽采钻孔封孔广泛采用两堵一注封孔工艺，通过浆液密实封堵钻孔及钻孔周围裂隙圈和封孔裂隙通道，防止外部空气漏入抽采钻孔。传统的两堵一注封孔工艺中封孔和联孔是2个相对独立的环节，钻孔内抽采管、封孔器、联孔管件、抽采系统分管(支管)之间需要多处连接。与之匹配的瓦斯抽采钻孔联孔普遍采用钢丝橡胶软管、钢丝塑料软管、塑料管、塑料接头，辅助采取铁丝绑扎、管箍开放式连接方式，各连接点之间的相互配合难以精准控制；难以保证钻孔封孔器与抽采系统管路之间的整体密封效果，在抽采负压作用下巷道内的空气极可能通过缝隙通道进入管网系统；由于连接过程需要控制的环节多，加上现场条件、操作工艺等因素可能更大程度上降低封孔和联孔质量。另一方面，传统工艺下工人劳动强度大、作业效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，用于瓦斯抽采钻孔预抽期间密实封堵钻孔及钻孔周围裂隙圈和封孔裂隙通道，消除钻孔联孔环节，将传统联孔工艺的多节点调控转变为双节点或单节点调控；实现封孔和联孔高气密性能、低阻力性能、高实用性能和质量标准化。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，包括伸缩气密低阻联孔装置及两堵一注封孔装置，所述伸缩气密低阻联孔装置为管状，所述伸缩气密低阻联孔装置的一端上设有阀门，另一端与预抽钻孔内的瓦斯抽采管密封连接；所述两堵一注封孔装置包括若干封孔囊袋及注浆管，所述封孔囊袋沿所述伸缩气密低阻联孔装置的延伸方向依次固定设置于所述伸缩气密低阻联孔装置进入预抽钻孔的一端上；所述注浆管与所述封孔囊袋密封连通，注浆管位于所述封孔囊袋内的一端上设有注浆单向阀；所述两堵一注封孔装置还包括爆破阀，所述爆破阀设置于所述封孔囊袋之间的所述注浆管上；所述伸缩气密低阻联孔装置包括伸缩软管及设置所述伸缩软管两端上的中空马尾接头，所述中空马尾接头的一端通过软管压接套筒与所述伸缩软管密封连接，所述中空马尾接头的另一端上设有密封连接帽，所述密封连接帽绕所述中空马尾接头的轴线转动。

可选地，所述封孔囊袋为2个。

可选地，所述伸缩气密低阻联孔装置的一端通过所述中空马尾接头及所述密封连接帽与预抽钻孔内的瓦斯抽采管密封连通，所述伸缩气密低阻联孔装置的另一端通过所述中空马尾接头及所述密封连接帽与阀门的一端密封连通。

可选地，其特征在于：所述密封连接帽、瓦斯抽采管、阀门上均设有螺纹，所述瓦斯抽采管、所述伸缩气密低阻联孔装置、所述阀门依次通过螺纹密封连通。

可选地，所述密封连接帽与所述中空马尾接头之间设有环形密封圈。

可选地，所述爆破阀的开启压力大于所述注浆单向阀的开启压力。

可选地，所述封孔囊袋通过环形卡扣固定设置在所述伸缩气密低阻联孔装置上。

本发明的有益效果在于：

用于煤层瓦斯抽采钻孔预抽期间封孔和联孔，将封孔囊袋、单向阀、爆破阀、注浆管设置于伸缩软管上，防止外部空气通过钻孔周围裂隙圈、封孔裂隙通道以及钻孔与管路之间过渡连接件漏气通道漏入抽采管网；同时，消除钻孔联孔环节，将传统联孔工艺的多节点调控转变为双节点或单节点调控；减少联孔弯曲管段、合理调控直管段长度，降低阻力，减少泵站和管网系统无用功。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置的结构示意图；

图2为一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置的压接示意图；

图3为一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置的封孔示意图。

附图标记：钻孔瓦斯抽采管1、密封连接帽2、环形密封圈3、软管压接套筒4、中空马尾接头5、伸缩软管6、注浆单向阀7、封孔囊袋8、注浆管9、爆破阀10、阀门11、预抽钻孔12。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图3，为一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，包括伸缩气密低阻联孔装置及两堵一注封孔装置，伸缩气密低阻联孔装置为管状，伸缩气密低阻联孔装置的一端上设有阀门11，另一端与预抽钻孔12内的瓦斯抽采管1密封连接；两堵一注封孔装置包括单向阀7、封孔囊袋8、注浆管9、爆破阀10，封孔囊袋8沿伸缩气密低阻联孔装置的延伸方向依次固定设置于伸缩气密低阻联孔装置进入预抽钻孔12的一端上；注浆管9穿透于封孔囊袋8并安装于封孔囊袋8内部与封孔囊袋8之间，注浆单向阀7设置于封孔囊袋8内部的注浆管9上，爆破阀10设置于封孔囊袋8之间的注浆管9上。

本实施例中，封孔囊袋8为两个。伸缩气密低阻联孔装置包括伸缩软管6及设置伸缩软管6两端上的中空马尾接头5，中空马尾接头5的一端通过软管压接套筒4与伸缩软管6密封连接，中空马尾接头5的另一端上设有密封连接帽2，密封连接帽1绕中空马尾接头5的轴线转动。伸缩气密低阻联孔装置的一端通过中空马尾接头5及密封连接帽2与预抽钻孔内的瓦斯抽采管1密封连通，伸缩气密低阻联孔装置的另一端通过中空马尾接头5及密封连接帽2与阀门11的一端密封连通。密封连接帽2、瓦斯抽采管1、阀门11上均设有螺纹，瓦斯抽采管1、伸缩气密低阻联孔装置、阀门11依次通过螺纹密封连通。密封连接帽2与中空马尾接头5之间设有环形密封圈3。爆破阀10的开启压力大于注浆单向阀7的开启压力。封孔囊袋8通过环形卡扣固定设置在伸缩气密低阻联孔装置上。

本实例中，钻孔瓦斯抽采管1外径50mm，长度2m，与密封连接帽2连接的一端上设有15mm外螺纹；密封连接帽2外径64mm，内径50mm，长度30mm，内壁加工15mm螺纹；环形密封圈3，外径50mm，内径40mm，长度20mm，厚度2mm；软管压接套筒4长度100mm，厚度3mm，内径58mm，穿透孔径44mm；中空马尾接头5长度125mm，与软管压接套筒4匹配的压接段加工成马尾形状，尺寸44mm，与软管压接套筒4和软管压接活动型连接螺帽2穿透段的尺寸40mm，处于软管压接活动型连接螺帽2内部的尺寸50mm；

伸缩软管6由耐磨耐老化内胶层、织物增强层、中间螺旋钢丝骨架及阻燃、耐磨损、耐老化的外交层组成，内径50mm，耐真空0.06MPa，重量0.35kg/m；基准长度25m，压缩尺寸和拉伸尺寸基本实现一半的当量，弯曲半径70mm；封孔囊袋8由具有阻燃、抗静电特性的滤布加工而成，长度500mm，采用直径70mm环形卡扣固定在伸缩软管6上；注浆管9与伸缩软管6采用相同材质加工，具有相同的伸缩性能参数，基准长度15m，压缩尺寸和拉伸尺寸基本实现一半的当量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，包括伸缩气密低阻联孔装置及两堵一注封孔装置，其特征在于：

所述伸缩气密低阻联孔装置为管状，所述伸缩气密低阻联孔装置的一端上设有阀门，另一端与预抽钻孔内的瓦斯抽采管密封连接；

所述两堵一注封孔装置包括若干封孔囊袋及注浆管，所述封孔囊袋沿所述伸缩气密低阻联孔装置的延伸方向依次固定设置于所述伸缩气密低阻联孔装置进入预抽钻孔的一端上；

所述注浆管与所述封孔囊袋密封连通，注浆管位于所述封孔囊袋内的一端上设有注浆单向阀；

所述两堵一注封孔装置还包括爆破阀，所述爆破阀设置于若干所述封孔囊袋之间的所述注浆管上；

所述伸缩气密低阻联孔装置包括伸缩软管及设置在 所述伸缩软管两端上的中空马尾接头，所述中空马尾接头的一端通过软管压接套筒与所述伸缩软管密封连接，所述中空马尾接头的另一端上设有密封连接帽，所述密封连接帽绕所述中空马尾接头的轴线转动。

2.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，其特征在于：所述封孔囊袋为2个。

3.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，其特征在于：所述伸缩气密低阻联孔装置的一端通过所述中空马尾接头及所述密封连接帽与预抽钻孔内的瓦斯抽采管密封连通，所述伸缩气密低阻联孔装置的另一端通过所述中空马尾接头及所述密封连接帽与阀门的一端密封连通。

4.根据权利要求3所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，其特征在于：所述密封连接帽、瓦斯抽采管、阀门上均设有螺纹，所述瓦斯抽采管、所述伸缩气密低阻联孔装置、所述阀门依次通过螺纹密封连通。

5.根据权利要求4所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，其特征在于：所述密封连接帽与所述中空马尾接头之间设有环形密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，其特征在于：所述爆破阀的开启压力大于所述注浆单向阀的开启压力。

7.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯抽采钻孔封孔与联孔集成装置，其特征在于：所述封孔囊袋通过环形卡扣固定设置在所述伸缩气密低阻联孔装置上。

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