CN115929251A - 一种井下可循环动态注液封孔装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下可循环动态注液封孔装置及施工方法，包括抽采管、排液管、注气管、一体式高压弹性气囊和溶液过滤装置，其中套有一体式高压弹性气囊的抽采管穿过高弹性橡胶管的中心位置，注气管一端与一体式高压弹性气囊连通，另一端连接有气压表和气体流量计，第一排液管与溶液过滤装置的负压回收泵组连接，将封孔段内注液空间中的堵漏液输送到溶液过滤装置。利用一体式高压弹性气囊注气膨胀排出注液空间气体，同时根据排气量变化准确界定注液停止时间；而采动应力作用下煤岩产生新生裂隙时，依托对一体式高压弹性气囊再次注气膨胀，可实现对钻孔内新生裂隙动态封孔，有效提高了钻孔封堵效率，为煤矿井下瓦斯高效抽采提供保障。

Description

一种井下可循环动态注液封孔装置及施工方法

技术领域

本发明专利涉及钻孔抽采瓦斯技术领域，具体为一种井下可循环动态注液封孔装置及施工方法。

背景技术

煤层瓦斯高效抽采是防治煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等瓦斯灾害的重要措施手段，其抽采效率和防治效果受封孔质量、抽采距离和煤体再生裂隙的影响。钻孔封孔质量差引起的漏风、抽采距离远形成的抽采“空白带”以及受采动应力影响形成的再生裂隙，均会使得瓦斯抽采效率下降和防治效果降低。

对于高瓦斯/突出煤层群而言，在封孔初期，采用传统的“两堵一注”注浆封孔、聚氨酯封孔以及机械式封孔等方式进行抽采钻孔的封孔，其效果较好；在封孔后期，由于周围采动作业的影响，煤岩应力重新分布，煤基质收缩或蠕变，导致钻孔周围的裂隙再次扩展，出现新生裂隙通道，传统的单次封孔会出现漏风现象，进而影响封孔效果。同时，随着抽采距离的增加，沿程损失导致抽采负压逐渐减小，直至为零，形成抽采“空白带”，导致抽采效果降低。因此，亟待需要采取措施解决钻孔封孔质量差、抽采遗留“空白带”以及钻孔新生裂隙影响瓦斯抽采效果等问题，以提高瓦斯抽采效率和灾害防治效果。

发明内容

针对现有井下钻孔抽采过程中出现的钻孔封孔质量差、抽采遗留“空白带”以及钻孔新生裂隙漏风严重等问题，本发明提供了一种井下可循环动态注液封孔装置及施工方法。

为解决上述问题，本发明提供了如下的技术方案：

本方案提供的一种井下可循环动态注液封孔装置及施工方法，包括抽采管、注液管、注气管/排气管、高弹性橡胶管、一体式高压弹性气囊、弹性囊袋和溶液过滤装置，其中套有一体式高压弹性气囊的抽采管穿过高弹性橡胶管的中心位置，注气管一端与一体式高压弹性气囊连通，另一端连接有气压表和气体流量计，高弹性橡胶管的两端通过卡圈固定有#1弹性囊袋和#2弹性囊袋，在#1弹性囊袋、#2弹性囊袋、煤壁和高弹性橡胶管之间形成密闭的注液空间，注液管和第一排液管的一端平行穿过1#弹性囊袋、注液空间和#2弹性囊袋，注液管的另一端连接有注液泵，第一排液管的另一端则通过旋转开关与溶液过滤装置的负压回收泵组连接，注液空间中的堵漏液通过第一管路和第二管路输送到溶液过滤装置，通过滤液腔室中的一级滤网板和二级滤网板完成对较大颗粒物的滤除，然后在滤液腔室做进一步沉淀过滤处理，滤液通过滤液腔室第二排液管返流到储液箱，储液箱与注液泵通过连通管连接，可再次将滤除过残渣的堵漏液重新输送至钻孔内部的注液空间，以达到堵漏剂可循环利用的目的，节省了封孔成本。

优选的，所述注气管的内端口与一体式高压弹性气囊连通，实现对一体式高压弹性气囊注气；随着注气过程进行一体式高压弹性气囊不断膨胀直至与钻孔壁面完全贴合，进而完成对#1弹性囊袋、注液空间和#2弹性囊袋中气体的充分挤压排气，防止注液过程中因注液空间内气体被驱赶至钻孔周围煤体裂隙而导致堵漏剂难以进入、封孔效果不佳现象的发生。

优选的，所述注气管的外端口侧设置有气压表，实时检测一体式高压弹性气囊中的注气压力，并及时做出充气补充，稳定一体式高压弹性气囊中气压；气压表的左侧设置有气体流量计，用于检测一体式高压弹性气囊中排气量的动态变化，进而获悉注液空间中的注液量，准确界定注液停止时间节点。

优选的，所述一体式高压弹性气囊由多边形面、铰链、连接杆、弹性内密封层、弹性外密封层和防滑凸起组成，弹性外密封层通过铰链和连接杆与多边形面的外端口连接，内端口与弹性内密封层连接，使得一体式高压弹性气囊成为相互连通的多边形柱体结构；弹性外密封层的外侧设置有防滑凸起，增加一体式高压弹性气囊与高弹性橡胶管之间的摩擦力，防止充气过程中，一体式高压弹性气囊在高弹性橡胶管内部滑移。

优选的，所述注液管在#1弹性囊袋和#2弹性囊袋中分别设置有注液管单向阀，堵漏液经过注液管单向阀流入#1弹性囊袋和#2弹性囊袋，在#1弹性囊袋和#2弹性囊袋之间的注液空间设有爆破阀，达到一定启动压力后，爆破阀爆破，使堵漏液流入注液空间。

优选的，所述第一排液管在#1弹性囊袋和#2弹性囊袋中分别设置有排液管单向阀，堵漏液经过排液管单向阀流出#1弹性囊袋和#2弹性囊袋，同时第一排液管在注液空间中设有注液空间单向阀，使堵漏液流出注液空间；排液管单向阀开启压力大于注液空间单向阀的启动压力，保障注液空间堵漏液完全排出后，再进行#1弹性囊袋和#2弹性囊袋中堵漏液的回收。

优选的，所述溶液过滤装置包括滤液腔室、储渣腔室和储液箱，滤液腔室的正上方设置有左高右低的一级滤网板和二级滤网板，滤液中较大粒径颗粒物通过一级滤网板和二级滤网板滑移进入右侧的储渣腔室，而滤液则进入滤液腔室底部；滤液腔室的底部为左高右低设置，左侧设置有伸入滤液腔室的内部的第二排液管，第二排液管的上端口处于滤液腔室的中线位置，滤液平面超过第二排液管上端口时，即可流入下方储液箱；滤液腔室底部右侧设置有斗形沉淀物储集仓，用于收集滤液腔室内的沉淀物，并可通过下方阀门及时排除。

优选的，所述储液箱位于滤液腔室和储渣腔室的下方，储液箱的左上端通过第二排液管与滤液腔室连通，滤液腔室中的过滤液可通过第二排液管流入储液箱；储液箱的右侧通过连通管与注液泵连通，连通管上设置有注液控制阀，可用于控制堵漏液流量。

优选的，所述堵漏液为高渗透性、强粘封性非凝固型溶液，能够对微小裂隙进行填充。

本发明技术方案还提供了一种井下可循环动态注液封孔装置的实施方法，具体包括如下步骤：

S001利用注气管向一体式高压弹性气囊中注气，使一体式高压弹性气囊充分膨胀，高弹性橡胶管在膨胀的一体式高压弹性气囊挤压作用下充分扩张，直至高弹性橡胶管外壁压紧在钻孔的孔壁上，将#1弹性囊袋、#2弹性囊袋和注液空间中的空气完全挤出，停止注气；

S002然后打开注液控制阀通过注液管向#1弹性囊袋和#2弹性囊袋内注液，使#1弹性囊袋和#2弹性囊袋膨胀；高弹性橡胶管被膨胀的#1弹性囊袋和#2弹性囊袋挤压，使一体式高压弹性气囊中气压升高，部分气体从排气管中排出，此时通过气体流量计实时监测排气量；

S003注液管首先向#1弹性囊袋和#2弹性囊袋内注液，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋不断膨胀，一体式高压弹性气囊受到挤压而不断有气体排出；随着注液管中的注液压力不断增大，当注液压力超过爆破阀开启压力时，爆破阀破裂，堵漏液进入注液空间；当#1弹性囊袋和#2弹性囊袋达到充分膨胀时，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋之间形成较大注液空间，进行注液空间的注液过程中，一段时间内不再对高弹性橡胶管产生挤压作用，使得排气管不再有气体排出，出现短暂的“停滞期t”，直至气体流量计中再次检测到有气体流出时，停止注液，并记录整个“停滞期t”时间段内的注液量V₁，即为注液空间的注液量V，其中V＝V₁；

S004在瓦斯抽采过程中，随着采动不断影响钻孔围岩裂隙不断发育，注液空间中堵漏液含量减少，注液空间压力降低，高弹性橡胶管向注液空间扩张，一体式高压弹性气囊中的气压相应降低，为提高注液空间压力，扩大堵漏液渗透范围，稳定瓦斯抽采效果，在一体式高压弹性气囊气压降低时，通过注气管再次向一体式高压弹性气囊中注气，直至达到设定气压停止注气，注液空间再次受到高弹性橡胶管挤压，注液空间压力提升，堵漏液渗流范围扩大，钻孔密封效果提升；

S005第1阶段钻孔瓦斯抽采完成后，关闭旋转开关使第一排液管和第一管路连通，通过负压回收泵组对#1弹性囊袋、#2弹性囊袋和注液空间中剩余堵漏液进行回收；

S006回收堵漏液通过第一管路和第二管路流入滤液腔室，经过一级滤网板和二级滤网板的过滤及进一步沉淀处理后，堵漏液通过第二排液管反流入储液箱，为下一阶段钻孔瓦斯抽采的注液作业做准备；

S007随着#1弹性囊袋和#2弹性囊袋中堵漏液的排出，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋收缩与钻孔孔壁分离，放出一体式高压弹性气囊中气体，进而取出高弹性橡胶管和抽采管，用于下一阶段钻孔瓦斯抽采。

由于采用上述的技术方案，本发明专利的有益效果是：

(1)本发明摒弃了传统凝固型注浆液，采用高渗透性、强粘封性非凝固型堵漏液，能够对微小裂隙进行填充，保证钻孔的密封效果，同时通过溶液过滤装置对堵漏液进行回收利用，有效降低封孔成本，减少对煤岩影响。

(2)本发明利用一体式高压弹性气囊的注气膨胀不仅可以排出注液空间中的气体，使堵漏液充满整个注液空间，同时根据注液过程中一体式高压弹性气囊的排气量变化，准确界定停止注液的时间节点，有效解决因为地质条件差异传统回浆管判断注液情况存在偏差的问题。

(3)本发明减少了传统封孔工艺中两次封孔注浆的复杂性，在瓦斯抽采一段时间后，煤层在应力作用下产生新裂隙，注液空间压力降低，通过注气管向一体式高压弹性气囊注气而膨胀，使高弹性橡胶管进一步挤压注液空间，提高注液空间压力，扩大堵漏液渗透范围，能够更好的对新生裂隙进行密封填充，有效地提高了钻孔密封效果和瓦斯抽采浓度。

(4)本发明在结束本阶段钻孔瓦斯抽采作业后，随着#1弹性囊袋、#2弹性囊袋和注液空间中堵漏液抽出，实现对高弹性橡胶管和抽采管的取出和再利用，迅速进行对下一阶段钻孔瓦斯抽采的后退式连续性的封孔作业，提高了瓦斯抽采效率，有效解决了钻孔封孔质量差、抽采遗留“空白带”的问题，降低了钻孔瓦斯抽采成本，提高了抽采效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明一体式高压弹性气囊结构示意图；

图3为本发明第1阶段一体式高压弹性气囊注气过程示意图；

图4为本发明第1阶段一体式高压弹性气囊注气充分膨胀示意图；

图5为本发明第1阶段#1弹性囊袋和#2弹性囊袋注液充分膨胀示意图；

图6为本发明第1阶段注液空间充分注液示意图；

图7为本发明第1阶段再生裂隙二次填充示意图；

图8为本发明第i阶段钻孔封孔作业示意图；

图示标记：1、煤层；2、钻孔；3、筛管；4-1、#1弹性囊袋；4-2、#2弹性囊袋；5、一体式高压弹性气囊；5-1、#1高压弹性气囊；5-2、#2高压弹性气囊；5-3、#3高压弹性气囊；5-4、#4高压弹性气囊；6、爆破阀；7-1、注液管单向阀；7-2、排液管单向阀；7-3、注液空间单向阀；8、高弹性橡胶管；9、注液管；10、第一排液管；11、抽采管；12、注液空间；13、注气管/排气管；14、负压回收泵组；15、注液泵；16、第一管路；17、第二管路；18、第二排液管；19、一级滤网板；20、二级滤网板；21、储渣腔室；22、滤液腔室；23、储液箱；24、沉淀物储集仓；25、注液控制阀；26、旋转开关；27、限位体；28-1、压力表；28-2、气压表；28-3、气体流量计；29、铰链；30、连接杆；31、弹性内密封层；32、弹性外密封层；33、防滑凸起。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

下面将结合附图进一步说明本发明的具体实施方法。

如图1-8所示，包括抽采管11、注液管9、注气管/排气管13、高弹性橡胶管8、一体式高压弹性气囊5、第一排液管10以及溶液过滤装置，其中套有一体式高压弹性气囊5的抽采管11穿过高弹性橡胶管8的中心位置，注气管13一端与一体式高压弹性气囊5连通，另一端连接有气压表28-2和气体流量计28-3，高弹性橡胶管8的两端通过卡圈固定有#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2，在#1弹性囊袋4-1、#2弹性囊袋4-2、煤壁1和高弹性橡胶管8之间形成密闭的注液空间12，注液管9和第一排液管10的一端平行穿过#1弹性囊袋4-1、注液空间12和#2弹性囊袋4-2，注液管9的另一端连接有注液泵15，第一排液管10的另一端则通过旋转开关26与溶液过滤装置的负压回收泵组14连接，注液空间12中的堵漏液通过第一管路16和第二管路17输送到溶液过滤装置。

如图1所示，所述溶液过滤装置包括滤液腔室22、储渣腔室21和储液箱23，滤液腔室22的正上方设置有左高右低的一级滤网板19和二级滤网板20，滤液中较大粒径颗粒物通过一级滤网板19和二级滤网板20滑移进入右侧的储渣腔室21，而滤液则进入滤液腔室22底部；滤液腔室22的底部为左高右低设置，左侧设置有伸入滤液腔室22的内部的第二排液管18，第二排液管18的上端口处于滤液腔室22的中线位置，滤液平面超过返液管18上端口时，即可流入下方储液箱23；滤液腔室22底部右侧设置有斗形沉淀物储集仓24，用于收集滤液腔室22内的沉淀物，并可通过下方阀门及时排除；储液箱23的左上端通过第二排液管18与滤液腔室22连通，滤液腔室22中的过滤液可通过第二排液管18返流入储液箱23；储液箱23的右侧通过连通管与注液泵15连通，连通管上设置有注液控制阀25，用于控制堵漏液流量，再次将滤除过残渣的堵漏液重新输送至钻孔2内部的注液空间12，以达到堵漏剂可循环利用的目的，节省了封孔成本。

如图1-3所示，所述一体式高压弹性气囊5由多边形面28、铰链29、连接杆30、弹性内密封层31、弹性外密封层32和防滑凸起33组成，弹性外密封层32通过铰链29和连接杆30与多边形面28的外端口连接，内端口与弹性内密封层31连接，使得一体式高压弹性气囊5成为#1高压弹性气囊5-1、#2高压弹性气囊5-2、#3高压弹性气囊5-3和#4高压弹性气囊5-4相互连通的多边形柱体结构；弹性外密封层32的外侧设置有防滑凸起33，增加一体式高压弹性气囊5与高弹性橡胶管8之间的摩擦力，防止充气过程中，一体式高压弹性气囊5在高弹性橡胶管8内部滑移。

如图3-4所示，所述注气管13的内端口与一体式高压弹性气囊5连通，实现对一体式高压弹性气囊5注气；注气过程中位于内侧的#4高压弹性气囊5-4首先膨胀，而后#3高压弹性气囊5-3、#2高压弹性气囊5-2和#1高压弹性气囊5-1从内到外依次膨胀直至与钻孔2壁面完全贴合，进而完成对#1弹性囊袋4-1、注液空间12和#2弹性囊袋4-2中气体的充分挤压排气，防止注液过程中因注液空间内气体被驱赶至钻孔周围煤体裂隙而导致堵漏剂难以进入、封孔效果不佳现象的发生；注气管13的外端口设置有气压表28-2，实时监测一体式高压弹性气囊5中的注气压力；气压表28-2的左侧设置有气体流量计28-3，用于实时监测一体式高压弹性气囊5中排气量的动态变化。

如图5-6所示，所述注液管9在#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2中分别设置有注液管单向阀7-1，堵漏液经过注液管单向阀7-1流入#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2，随着堵漏液不断注入，#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2不断膨胀，一体式高压弹性气囊5受到挤压而不断有气体排出；随着注液过程持续进行注液管9中的注液压力不断增大，当注液压力超过爆破阀6开启压力时，爆破阀6破裂，堵漏液进入注液空间12；当#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2达到充分膨胀时，#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2之间形成较大注液空间12，堵漏液进入注液空间12过程中，一段时间内不再对高弹性橡胶管8产生挤压作用，使得排气管13不再有气体排出，出现短暂的“停滞期t”，直至气体流量计28-3中再次检测到有气体流出时，停止注液，并记录整个“停滞期t”时间段内的注液量V₁，即为注液空间12的注液量V，其中V＝V₁。

如图7所示，在瓦斯抽采过程中，随着采动不断影响钻孔2围岩裂隙不断发育，注液空间12中堵漏液不断流入围岩裂隙，注液空间12压力降低，高弹性橡胶管8向注液空间12扩张，一体式高压弹性气囊5中的气压相应降低，为提高注液空间12压力，扩大堵漏液渗透范围，稳定瓦斯抽采效果，在一体式高压弹性气囊5气压降低时，通过注气管13再次向一体式高压弹性气囊5中注气，直至达到设定气压停止注气，注液空间12再次受到高弹性橡胶管8挤压，注液空间12压力提升，堵漏液渗流范围扩大，钻孔密封效果提升。

如图8所示，第一阶段钻孔瓦斯抽采完成后，随着#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2中堵漏液的排出，#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2收缩与钻孔2孔壁分离，放出一体式高压弹性气囊5中气体，进而取出高弹性橡胶管8和抽采管11，即进行下一阶段钻孔2瓦斯抽采。

所述堵漏液为高渗透性、强粘封性非凝固型堵漏溶液，能够对微小裂隙进行填充。

本发明技术方案还提供了一种井下可循环动态注液封孔装置的实施方法，包括如下步骤：

S001利用注气管13向一体式高压弹性气囊5中注气，使一体式高压弹性气囊5充分膨胀，高弹性橡胶管8被膨胀的一体式高压弹性气囊5挤压下充分扩张，直至高弹性橡胶管8外壁压紧在钻孔2的孔壁上，将#1弹性囊袋4-1、#2弹性囊袋4-2和注液空间12中的空气完全挤出，停止注气；

S002然后打开注液控制阀25利用注液管9向#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2内注液，使#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2膨胀；高弹性橡胶管8被膨胀的#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2挤压，使一体式高压弹性气囊5中气压升高，部分气体从排气管13中排出，此时通过气体流量计28-3实时监测排气管13排气量；

S003注液管9首先向#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2内注液，#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2不断膨胀，一体式高压弹性气囊5受到挤压而不断有气体排出；随着注液管9中的注液压力不断增大，当注液压力超过爆破阀6开启压力时，爆破阀6破裂，堵漏液进入注液空间12；当#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2达到充分膨胀时，#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2之间形成较大注液空间12，进行注液空间12的注液过程中，一段时间内不再对高弹性橡胶管8产生挤压作用，使得排气管13不再有气体排出，出现短暂的“停滞期t”，直至气体流量计28-3中再次检测到有气体流出时，停止注液，并记录整个“停滞期t”时间段内的注液量V₁，即为注液空间12的注液量V，其中V＝V₁；

S004在瓦斯抽采过程中，随着采动不断影响钻孔2围岩裂隙不断发育，注液空间12中堵漏液量减少，注液空间12压力降低，高弹性橡胶管8向注液空间12扩张，一体式高压弹性气囊5中的气压相应降低，为提高注液空间12压力，扩大堵漏液渗透范围，稳定瓦斯抽采效果，在一体式高压弹性气囊5气压降低时，通过注气管13再次向一体式高压弹性气囊5中注气，直至达到设定气压停止注气，注液空间12再次受到高弹性橡胶管8挤压，注液空间12压力提升，堵漏液渗流范围扩大，钻孔2密封效果提升；

S005第1阶段钻孔瓦斯抽采完成后，关闭旋转开关26使第一排液管10和第一管路16连通，通过负压回收泵组14对#1弹性囊袋4-1、#2弹性囊袋4-2和注液空间12中剩余堵漏液进行回收；

S006回收堵漏液通过第一管路16流入滤液腔室22，经过一级滤网板19和二级滤网板20的过滤及进一步沉淀处理后，堵漏液通过第二排液管18返流入储液箱23，为下一阶段钻孔2瓦斯抽采的注液作业做准备；

S007随着#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2中堵漏液的排出，#1弹性囊袋4-1和#2弹性囊袋4-2收缩与钻孔2孔壁分离，放出一体式高压弹性气囊5中气体，进而取出高弹性橡胶管8和抽采管11，用于下一阶段钻孔2瓦斯抽采。

至此，本领域技术人员应认识到，虽本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍然可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种井下可循环动态注液封孔装置及施工方法，其特征在于：包括抽采管、注液管、注气管、高弹性橡胶管、一体式高压弹性气囊、弹性囊袋和溶液过滤装置，其中套有一体式高压弹性气囊的抽采管穿过高弹性橡胶管的中心位置，注气管一端与一体式高压弹性气囊连通，另一端连接有气压表和气体流量计，高弹性橡胶管的两端通过卡圈固定有#1弹性囊袋和#2弹性囊袋，在#1弹性囊袋、#2弹性囊袋、煤壁和高弹性橡胶管之间形成密闭的注液空间，注液管和第一排液管的一端平行穿过#1弹性囊袋、注液空间和#2弹性囊袋，注液管的另一端连接有注液泵，第一排液管的另一端则通过旋转开关与溶液过滤装置的负压回收泵组连接，注液空间中的堵漏液通过第一管路和第二管路输送到溶液过滤装置。

2.根据权利要求1所述的一种井下可循环动态注液封孔装置，其特征在于：所述溶液过滤装置包括滤液腔室、储渣腔室和储液箱，滤液腔室的正上方设置有左高右低的一级滤网板和二级滤网板完成对堵漏液中较大颗粒物的滤除，然后在滤液腔室做进一步沉淀过滤处理，滤液通过滤液腔室第二排液管返流到储液箱，储液箱与注液泵通过连通管连接，可再次将滤除过残渣的堵漏液重新输送至钻孔内部的注液空间，以达到堵漏剂可循环利用的目的，节省了封孔成本。

3.根据权利要求1所述的一种井下可循环动态注液封孔装置，其特征在于：所述注气管的内端口与一体式高压弹性气囊连通，实现对一体式高压弹性气囊注气；一体式高压弹性气囊随着注气而不断膨胀直至与钻孔壁面完全贴合，进而完成对#1弹性囊袋、注液空间和#2弹性囊袋中气体的充分挤压排气，防止注液过程中因注液空间内气体被驱赶至钻孔周围煤体裂隙而导致堵漏剂难以进入、封孔效果不佳现象的发生。

4.根据权利要求3所述的一种井下可循环动态注液封孔装置，其特征在于：所述一体式高压弹性气囊由多边形面、铰链、连接杆、弹性内密封层、弹性外密封层和防滑凸起组成，弹性外密封层通过铰链和连接杆与多边形面的外端口连接，内端口与弹性内密封层连接，使得一体式高压弹性气囊成为相互连通的多边形柱体结构；弹性外密封层的外侧设置有防滑凸起，进而增加一体式高压弹性气囊高弹性橡胶管之间的摩擦力，防止充气过程中，一体式高压弹性气囊在高弹性橡胶管内部滑移。

5.根据权利要求1所述的一种井下可循环动态注液封孔装置，其特征在于：所述注液管在#1弹性囊袋和#2弹性囊袋中设置有注液管单向阀，随着堵漏液不断注入，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋不断膨胀，一体式高压弹性气囊受到挤压而不断有气体排出；随着注液过程持续进行注液管中的注液压力不断增大，当注液压力超过爆破阀启压力时，爆破阀破裂，堵漏液进入注液空间；在#1弹性囊袋和#2弹性囊袋达到充分膨胀时，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋之间形成较大注液空间，堵漏液进入注液空间过程中，一段时间内不再对高弹性橡胶管产生挤压作用，使得排气管不再有气体排出，出现短暂的“停滞期t”，直至气体流量计中再次检测到有气体流出时，停止注液，并记录整个“停滞期t”时间段内的注液量V₁，即为注液空间的注液量V，其中V＝V₁。

6.根据权利要求5所述的一种井下可循环动态注液封孔装置，其特征在于：所述注液空间堵漏液随着围岩裂隙发育而不断减少，注液空间压力降低，高弹性橡胶管向注液空间扩张，一体式高压弹性气囊中的气压相应降低，为提高注液空间压力，扩大堵漏液渗透范围，稳定瓦斯抽采效果，在一体式高压弹性气囊气压降低时，通过注气管再次向一体式高压弹性气囊中注气，直至达到设定气压停止注气，注液空间再次受到高弹性橡胶管挤压，注液空间压力提升，堵漏液渗流范围扩大，钻孔密封效果提升。

7.根据权利要求1-6所述的一种井下可循环动态注液封孔的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

S001利用注气管向一体式高压弹性气囊中注气，使一体式高压弹性气囊充分膨胀，高弹性橡胶管在膨胀的一体式高压弹性气囊挤压作用下充分扩张，直至高弹性橡胶管外壁压紧在钻孔的孔壁上，将#1弹性囊袋、#2弹性囊袋和注液空间中的空气完全挤出，停止注气；

S002然后打开注液控制阀通过注液管向#1弹性囊袋和#2弹性囊袋内注液，使#1弹性囊袋和#2弹性囊袋膨胀；高弹性橡胶管被膨胀的#1弹性囊袋和#2弹性囊袋挤压，使一体式高压弹性气囊中气压升高，部分气体从排气管中排出，此时通过气体流量计实时监测排气量；

S003注液管首先向#1弹性囊袋和#2弹性囊袋内注液，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋不断膨胀，一体式高压弹性气囊受到挤压而不断有气体排出；随着注液管中的注液压力不断增大，当注液压力超过爆破阀开启压力时，爆破阀破裂，堵漏液进入注液空间；当#1弹性囊袋和#2弹性囊袋达到充分膨胀时，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋之间形成较大注液空间，进行注液空间的注液过程中，一段时间内不再对高弹性橡胶管产生挤压作用，使得排气管不再有气体排出，出现短暂的“停滞期t”，直至气体流量计中再次检测到有气体流出时，停止注液，并记录整个“停滞期t”时间段内的注液量V₁，即为注液空间的注液量V，其中V＝V₁；

S004在瓦斯抽采过程中，随着采动不断影响钻孔围岩裂隙不断发育，注液空间中堵漏液含量减少，注液空间压力降低，高弹性橡胶管向注液空间扩张，一体式高压弹性气囊中的气压相应降低，为提高注液空间压力，扩大堵漏液渗透范围，稳定瓦斯抽采效果，在一体式高压弹性气囊气压降低时，通过注气管再次向一体式高压弹性气囊中注气，直至达到设定气压停止注气，注液空间再次受到高弹性橡胶管挤压，注液空间压力提升，堵漏液渗流范围扩大，钻孔密封效果提升；

S005第1阶段钻孔瓦斯抽采完成后，关闭旋转开关使第一排液管和第一管路连通，通过负压回收泵组对#1弹性囊袋、#2弹性囊袋和注液空间中剩余堵漏液进行回收；

S006回收堵漏液通过第一管路和第二管路流入滤液腔室，经过一级滤网板和二级滤网板的过滤及进一步沉淀处理后，堵漏液通过第二排液管反流入储液箱，为下一阶段钻孔瓦斯抽采的注液作业做准备；

S007随着#1弹性囊袋和#2弹性囊袋中堵漏液的排出，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋收缩与钻孔孔壁分离，放出一体式高压弹性气囊中气体，进而取出高弹性橡胶管和抽采管，用于下一阶段钻孔瓦斯抽采。

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