CN209293744U - 一种钻孔注浆用充气式封孔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻孔注浆用充气式封孔器，包括本体和柔性气密布筒，所述本体的中部沿周向向内凹缩形成有缩颈部，所述柔性气密布筒两端气密地连接在所述缩颈部的两端，所述缩颈部的外侧沿本体外周包覆有保护层，所述保护层和所述缩颈部之间形成有容置腔，所述柔性气密布筒的筒体置于所述容置腔内；在缩颈部两端的本体沿周向设置有外凸部，所述外凸部的外侧端面均匀设置有导向滚轮，所述外凸部朝向所述缩颈部的一侧为凹弧面，所述外凸部远离所述缩颈部的一侧为外锥面。本实用新型其具有密封性好，防划破以及经久耐用的技术效果。

Description

一种钻孔注浆用充气式封孔器

技术领域

本实用新型涉及煤矿注浆装置领域，尤其涉及一种钻孔注浆用封孔器。

背景技术

钻孔注浆以及钻孔抽采瓦斯都需要对钻孔进行密封，目前常用的钻孔密封技术有水泥砂浆封堵、聚氨酯发泡封堵、充气式胶囊封孔器等。其中，充气式胶囊封堵可以通过充气实现钻孔的快速封堵，施工结束后，通过放气移除或移动封孔器，使用较为方便，因此得到了广泛应用。

但现有的充气式胶囊封孔器的胶囊采用橡胶材料，橡胶材料部分与钻孔壁接触，且膨胀力有限，极易在胶囊和钻孔壁之间渗漏。此外，一定时间后，橡胶容易老化破裂，而且，由于充气式胶囊封孔器的胶囊在封孔器外侧且突出注浆管，这样其在送入或移出钻孔的过程中极易被钻孔壁划破，上述情况都会导致充气式胶囊封孔器漏气报废。

综上所述，现在需要一种封孔效果好、防划破以及经久耐用的充气式封孔器。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的是提供一种钻孔注浆用充气式封孔器，其具有密封性好，防划破以及经久耐用的技术效果。

本实用新型的第二个目的是提供一种钻孔注浆用充气式封孔器的使用方法。

为达到第一个目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种钻孔注浆用充气式封孔器，包括：本体和柔性气密布筒；所述本体的中部沿周向向内凹缩形成有缩颈部，所述柔性气密布筒两端气密地连接在所述缩颈部的两端，所述缩颈部的外侧沿本体外周包覆有保护层，所述保护层和所述缩颈部之间形成有容置腔，所述柔性气密布筒的筒体置于所述容置腔内；

在缩颈部两端的本体沿周向设置有外凸部，所述外凸部的外侧端面均匀设置有导向滚轮，所述外凸部朝向所述缩颈部的一侧为凹弧面，所述外凸部远离所述缩颈部的一侧为外锥面；

所述柔性气密布筒充气时，所述柔性气密布筒能够撑破所述保护层，并将其中部紧贴钻孔内壁以封堵钻孔，且所述凹弧面紧贴所述柔性气密布筒的两侧部。

优选的，所述缩颈部包括第一锥面板、第二锥面板和底筒板，所述底筒板的直径为本体直径的1/2～2/3，所述第一锥面板的左侧端和第二锥面板的右侧端的直径与本体直径相等，所述第一锥面板的右侧端和第二锥面板的左侧端与底筒板的直径相等，所述第一锥面板、底筒板、第二锥面板依次连接并与所述本体一体成型。

优选的，所述缩颈部两侧的本体的一侧壁为弓形壁，所述弓形壁的中部设置有充气孔，两侧的所述充气孔分别贯穿所述第一锥面板和第二锥面板。

优选的，所述缩颈部两端的外凸部与本体之间沿周向设置有轴向设置的开口槽，所述开口槽内设置有密封层，所述密封层包括分别复合在所述开口槽的上下表面的第一密封垫层和第二密封垫层；所述外凸部的凹弧面靠近底部沿周向设置有直角缺口，所述直角缺口的底板上设置有第一螺纹孔，所述本体在第一螺纹孔正对的位置开设有第二螺纹孔，所述柔性气密布筒的两端分别嵌入两端的所述开口槽内，并均位于各自开口槽内的所述第一密封垫层和第二密封垫层之间；还设置有螺旋固定件，所述螺旋固定件穿过所述第一螺纹孔、第一密封垫层、柔性气密布筒、第二密封垫层螺旋紧固在所述第二螺纹孔内。

优选的，所述直角缺口内填充防水密封填缝剂，所述凹弧面的表面复合有一层光滑层，所述光滑层为聚四氟乙烯板，所述凹弧面与充气状态的柔性气密布层的两侧部形状相适配。

优选的，所述柔性气密布筒具有弹性，所述柔性气密布筒包括柔性气密布基层、橡胶层、柔性防水防腐层，所述橡胶层复合在柔性气密布基层的中部的外侧，所述柔性防水防腐层复合在所述柔性气密布基层的两侧部的外侧，所述橡胶层的长度不小于所述柔性气密布筒长度的一半。

优选的，所述本体的两端的端面上复合有第三密封垫层，所述本体两端的外周壁上向内设置有内凹部，所述内凹部上设有外螺纹。

优选的，所述外凸部的凸出高度不小于所述本体的半径，所述外锥面的锥度为15°～30°，所述开口槽的开口端上端面为光滑的圆弧面。

优选的，所述保护层采用塑料薄膜或锡纸或其他易撑破的防水材料。

本实用新型所能达到的技术效果有：

(1)本实用新型利用柔性气密布筒代替现有的橡胶气囊，强度大大增加，防止老化，经久耐用，气密效果好；此外，本实用新型在封孔器的本体中部设置缩颈部，并在缩颈部的外侧沿本体外周包覆有保护层进而形成了放置柔性气密布筒的容置腔，一方面形成密闭空间，防止外界环境损伤柔性气密布筒，另一方面，由于其并不凸出管体，因此，可以有效防止在下放或取回过程中，钻孔壁划伤柔性气密布筒。

(2)本实用新型巧妙地在颈部两端的本体沿周向设置有外凸部，并且将外凸部朝向所述缩颈部的一侧为凹弧面，外凸部远离所述缩颈部的一侧为外锥面。外凸部本身可以增加柔性气密布筒的安全高度，进一步降低了被孔壁划到的风险。凹弧面的设置，可以对充气状态的柔性气密布筒的侧部形成支撑和限位，增大了柔性气密布筒与孔壁的接触面积和挤压力，提高封堵效果。两端的外锥面一方面可以减少因为设置外凸部而增加的放置或取出封孔器的阻力，另一方面可以清除钻孔内部的垮落土体，避免因堵孔而返工扫孔。进一步地，本实用新型还在外凸部的外侧端面均匀设置有导向滚轮，通过导向滚轮，可以进行导向，便于放置或取出封孔器，极大地方便了施工。

(3)本实用新型的缩颈部采用第一锥面板和第二锥面板，锥面的设置可以对内部的浆液或其他流体进行导流，减少因为设置缩颈部而带来的阻力。

(4)本实用新型利用在本体上设置的弓形壁，将充气孔设置在弓形壁内，无需在外部额外设置充气管，大大简化了结构，方便了现场作业。

(5)本实用新型在外凸部和本体之间开设开口槽，并利用螺旋固定件的形式固定柔性气密布筒可以大大提高连接强度；此外，通过在开口槽内设置第一密封垫层和第二密封垫层可以提高了气密效果。

(6)本实用新型在凹弧面上设置光滑层，这样充气状态的柔性气密布筒可以在凹弧面上自由向孔壁侧膨胀，而且，还可以避免被凹弧面划伤。

(7)本实用新型在柔性气密布基层的中部的外侧复合橡胶层，可以进一步提高封堵效果，防止渗漏。此外，还在所述柔性气密布基层的两侧部的外侧复合柔性防水防腐层，可以防止水泥浆或其他浆液对柔性气密布筒的腐蚀，延长了使用寿命。本实用新型有针对性的对不同区域复合不同的材料层，起到了众多有益效果。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型图1的左视图；

图3是本实用新型图1中A处放大图；

图4是本实用新型一个实施例的柔性气密布筒的结构层示意图；

图5是本实用新型一个实施例的增强封堵效果的原理示意图。

图6是本实用新型一个实施例的使用状态示意图；

其中：1-本体，10-容置腔，11-弓形壁，12-充气孔，2-缩颈部，20-底筒板，21-第一锥面板，22-第二锥面板，3-外凸部，31-外锥面，32-凹弧面，320-光滑层，33-导向滚轮， 34-直角缺口，4-柔性气密布筒，40-柔性气密布基层，41-橡胶层，42-柔性防水防腐层， 5-保护层，6-第一螺纹孔，7-螺旋固定件，8-第二螺纹孔，9-密封层，91-第一密封垫层， 92-第二密封垫层，13-内螺纹套筒，15-第三密封垫层，16-连接管，a-钻孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1：

如图1-2所示，一种钻孔注浆用充气式封孔器，包括：本体1和柔性气密布筒4；利用柔性气密布筒4代替现有的橡胶气囊，强度大大增加，防止老化，经久耐用，气密效果好。

所述本体1的中部沿周向向内凹缩形成有缩颈部2，所述柔性气密布筒4两端气密地连接在所述缩颈部2的两端，所述缩颈部2的外侧沿本体1外周包覆有保护层5，所述保护层5和所述缩颈部2之间形成有容置腔10，所述柔性气密布筒4的筒体置于所述容置腔10内；这一方面可以形成密闭空间，有效防止外界环境损伤柔性气密布筒4，另一方面，由于其并不凸出管体，因此，防止在下放或取回过程中，钻孔a壁划伤柔性气密布筒4。

在缩颈部2两端的本体1沿周向设置有外凸部3，所述外凸部3的外侧端面均匀设置有导向滚轮33，所述外凸部3朝向所述缩颈部2的一侧为凹弧面32，所述外凸部3 远离所述缩颈部2的一侧为外锥面31；外凸部3本身可以增加柔性气密布筒4的安全高度，进一步降低了被孔壁划到的风险。凹弧面32的设置，可以对充气状态的柔性气密布筒4的侧部形成支撑和限位，增大了柔性气密布筒4与孔壁的接触面积和挤压力，增强封堵效果。两端的外锥面31一方面可以减少因为设置外凸部3而增加的放置或取出封孔器的阻力，另一方面可以清除钻孔a内部的垮落土体，避免因堵孔而返工扫孔。进一步地，本实用新型还在外凸部3的外侧端面均匀设置有导向滚轮33，通过导向滚轮 33，可以进行导向，便于放置或取出封孔器，极大地方便了施工。

本实施例能够增强封堵效果的原理如图6所示。随着柔性气密布筒4的充气膨胀，其侧部逐渐与两端的外凸部3贴合，此时，其中部与孔壁贴合的长度为L₁，随着气压的增长，由于外凸部3的限位作用，其会给膨胀的柔性气密布筒4提供垂直于凹弧面32 的支撑力，两端的支撑力的水平分力相平衡，其竖向分力相叠加共同作用在柔性气密布筒4的中部，进而提高了对孔壁的挤压力。此外，随着内部气体体积的膨胀，柔性气密布筒4必然会向外凸部3与孔壁之间的区域膨胀，此时，其中部与孔壁的贴合长度延长至L₂。由图可见，L₂的长度要大于L₁，孔壁的挤压力的提高以及贴合长度的增加必然会增强封堵效果。

所述柔性气密布筒4充气时，所述柔性气密布筒4能够撑破所述保护层5，并将其中部紧贴钻孔a内壁以封堵钻孔a，且所述凹弧面32紧贴所述柔性气密布筒4的两侧部。

优选的，所述缩颈部2包括第一锥面板21、第二锥面板22和底筒板20，所述底筒板20的直径为本体1直径的1/2～2/3，所述第一锥面板21的左侧端和第二锥面板22的右侧端的直径与本体1直径相等，所述第一锥面板21的右侧端和第二锥面板22的左侧端与底筒板20的直径相等，所述第一锥面板21、底筒板20、第二锥面板22依次连接并与所述本体1一体成型。第一锥面板21和第二锥面板22中锥面的设置可以对内部的浆液或其他流体进行导流，减少因为设置缩颈部2而带来的阻力。

优选的，所述缩颈部2两侧的本体1的一侧壁为弓形壁11，所述弓形壁11的中部设置有充气孔12，两侧的所述充气孔12分别贯穿所述第一锥面板21和第二锥面板22。这样，无需在外部额外设置充气管，大大简化了结构，方便了现场作业。

如图3所示，所述缩颈部2两端的外凸部3与本体1之间沿周向设置有轴向设置的开口槽，所述开口槽内设置有密封层9，所述密封层9包括分别复合在所述开口槽的上下表面的第一密封垫层91和第二密封垫层92；所述外凸部3的凹弧面32靠近底部沿周向设置有直角缺口34，所述直角缺口34的底板上设置有第一螺纹孔6，所述本体1在第一螺纹孔6正对的位置开设有第二螺纹孔8，所述柔性气密布筒4的两端分别嵌入两端的所述开口槽内，并均位于各自开口槽内的所述第一密封垫层91和第二密封垫层92 之间；还设置有螺旋固定件7，所述螺旋固定件7穿过所述第一螺纹孔6、第一密封垫层91、柔性气密布筒4、第二密封垫层92螺旋紧固在所述第二螺纹孔8内。通过上述连接结构，可以大大提高连接强度；此外，通过在开口槽内设置第一密封垫层91和第二密封垫层92可以提高了气密效果。

优选的，所述直角缺口34内填充防水密封填缝剂，所述凹弧面32的表面复合有一层光滑层320，所述光滑层320为聚四氟乙烯板。这样充气状态的柔性气密布筒4可以在凹弧面32上自由向孔壁侧膨胀，而且，还可以避免被凹弧面32划伤。所述凹弧面32 与充气状态的柔性气密布层的两侧部形状相适配。

如图4所示，所述柔性气密布筒4具有弹性，所述柔性气密布筒4包括柔性气密布基层40、橡胶层41、柔性防水防腐层42，所述橡胶层41复合在柔性气密布基层40的中部的外侧，所述柔性防水防腐层42复合在所述柔性气密布基层40的两侧部的外侧，所述橡胶层41的长度不小于所述柔性气密布筒4长度的一半。橡胶层41可以进一步提高封堵效果，防止渗漏；此外，柔性防水防腐层42可以防止水泥浆或其他浆液对柔性气密布筒4的腐蚀，延长了使用寿命，通过在不同区域复合不同复合层，取得了众多有益效果。

优选的，所述本体1的两端的端面上复合有第三密封垫层15，所述本体1两端的外周壁上向内设置有内凹部，所述内凹部上设有外螺纹。通过在内凹部上设置外螺纹，可以通过配备等直接内螺纹套筒与之螺纹连接，避免螺纹套筒外凸增加摩阻力。

优选的，所述外凸部3的凸出高度不小于所述本体1的半径，所述外锥面31的锥度为15°～30°，该角度可以使外锥面的所带来的效果达到最佳；所述开口槽的开口端上端面为光滑的圆弧面，光滑的圆弧面可以防止柔性气密布筒在充气式与之磨损。

优选的，所述保护层5采用塑料薄膜或锡纸或其他易撑破的防水材料。

实施例2：

如图1-4,6所示，一种钻孔注浆用充气式封孔器的使用方法，包括如下步骤：

(1)提供若干个所述钻孔注浆用充气式封孔器、若干节连接管16及对应数量的内螺纹套筒13，所述连接管16的外径、所述本体1的外径、内螺纹套筒13的外径相等，所述连接管16的一侧外壁设置有与所述钻孔注浆用充气式封孔器对应一致的中部带充气孔12的弓形壁11，所述连接管16两端的外周壁也凹设有外螺纹，所述内螺纹套筒 13的内螺纹与外螺纹相适配；

(2)从孔口向钻孔a内下放一根连接管16，通过内螺纹套筒13串接该根连接管 16和另一根连接管16，并继续下放串接后的连接管16；

(3)重复步骤(2)直至需要安装一个钻孔注浆用充气式封孔器；此时，利用橡胶塞封住第一个钻孔注浆用充气式封孔器的底端充气孔12，并将该钻孔注浆用充气式封孔器一端与已下放的连接管16通过内螺纹套筒13串接；

(4)再在步骤(3)中的钻孔注浆用充气式封孔器的另一端通过螺纹套筒连接一根连接管16，该连接管16内部的充气孔12正好与该钻孔注浆用充气式封孔器内部的充气孔12联通；

(5)继续重复步骤(2)-(4)完成全部连接管16和钻孔注浆用充气式封孔器的安装工作；

(6)通过充气泵向充气孔12内充气，并稳压；利用连接管16开展所需工作；

(7)排气，从钻孔a内依次取出并拆卸完所有的连接管16和钻孔注浆用充气式封孔器；

(8)用水冲洗连接管16和钻孔注浆用充气式封孔器并晾干，将柔性气密布筒4置于所述缩颈部2内，并在外部包覆一层保护层5。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钻孔注浆用充气式封孔器，包括：本体和柔性气密布筒；其特征在于：所述本体的中部沿周向向内凹缩形成有缩颈部，所述柔性气密布筒两端气密地连接在所述缩颈部的两端，所述缩颈部的外侧沿本体外周包覆有保护层，所述保护层和所述缩颈部之间形成有容置腔，所述柔性气密布筒的筒体置于所述容置腔内；

在缩颈部两端的本体沿周向设置有外凸部，所述外凸部的外侧端面均匀设置有导向滚轮，所述外凸部朝向所述缩颈部的一侧为凹弧面，所述外凸部远离所述缩颈部的一侧为外锥面；

所述柔性气密布筒充气时，所述柔性气密布筒能够撑破所述保护层，并将其中部紧贴钻孔内壁以封堵钻孔，且所述凹弧面紧贴所述柔性气密布筒的两侧部。

2.根据权利要求1所述的钻孔注浆用充气式封孔器，其特征在于：所述缩颈部包括第一锥面板、第二锥面板和底筒板，所述底筒板的直径为本体直径的1/2～2/3，所述第一锥面板的左侧端和第二锥面板的右侧端的直径与本体直径相等，所述第一锥面板的右侧端和第二锥面板的左侧端与底筒板的直径相等，所述第一锥面板、底筒板、第二锥面板依次连接并与所述本体一体成型。

3.根据权利要求2所述的钻孔注浆用充气式封孔器，其特征在于：所述缩颈部两侧的本体的一侧壁为弓形壁，所述弓形壁的中部设置有充气孔，两侧的所述充气孔分别贯穿所述第一锥面板和第二锥面板。

4.根据权利要求3所述的钻孔注浆用充气式封孔器，其特征在于：所述缩颈部两端的外凸部与本体之间沿周向设置有轴向设置的开口槽，所述开口槽内设置有密封层，所述密封层包括分别复合在所述开口槽的上下表面的第一密封垫层和第二密封垫层；所述外凸部的凹弧面靠近底部沿周向设置有直角缺口，所述直角缺口的底板上设置有第一螺纹孔，所述本体在第一螺纹孔正对的位置开设有第二螺纹孔，所述柔性气密布筒的两端分别嵌入两端的所述开口槽内，并均位于各自开口槽内的所述第一密封垫层和第二密封垫层之间；还设置有螺旋固定件，所述螺旋固定件穿过所述第一螺纹孔、第一密封垫层、柔性气密布筒、第二密封垫层螺旋紧固在所述第二螺纹孔内。

5.根据权利要求4所述的钻孔注浆用充气式封孔器，其特征在于：所述直角缺口内填充防水密封填缝剂，所述凹弧面的表面复合有一层光滑层，所述光滑层为聚四氟乙烯板，所述凹弧面与充气状态的柔性气密布层的两侧部形状相适配。

6.根据权利要求5所述的钻孔注浆用充气式封孔器，其特征在于：所述柔性气密布筒具有弹性，所述柔性气密布筒包括柔性气密布基层、橡胶层、柔性防水防腐层，所述橡胶层复合在柔性气密布基层的中部的外侧，所述柔性防水防腐层复合在所述柔性气密布基层的两侧部的外侧，所述橡胶层的长度不小于所述柔性气密布筒长度的一半。

7.根据权利要求6所述的钻孔注浆用充气式封孔器，其特征在于：所述本体的两端的端面上复合有第三密封垫层，所述本体两端的外周壁上向内设置有内凹部，所述内凹部上设有外螺纹。

8.根据权利要求7所述的钻孔注浆用充气式封孔器，其特征在于：所述外凸部的凸出高度不小于所述本体的半径，所述外锥面的锥度为15°～30°，所述开口槽的开口端上端面为光滑的圆弧面。

9.根据权利要求8所述的钻孔注浆用充气式封孔器，其特征在于：所述保护层采用塑料薄膜或锡纸。