CN219910706U - 一种井下煤层注水封孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种井下煤层注水封孔装置，包括：注水管；封隔器，封隔器包括连接管和膨胀部，连接管的进口端与注水管连接，连接管的出口端与单向阀的进口端连接，膨胀部沿连接管的周向延伸设置，膨胀部与部分的连接管的外壁之间围设成密封空间，连接管的外壁上开设有与密封空间连通的导通部，膨胀部由柔性材质制成。在本实用新型中，在注入液的灌注过程中，利用膨胀部实现钻孔端部的密封，减少封孔工序，提高作业效率，该膨胀部可重复使用，减少耗材。

Description

一种井下煤层注水封孔装置

技术领域

本实用新型涉及煤层注水封孔技术领域，具体而言，涉及一种井下煤层注水封孔装置。

背景技术

煤层注水时通过钻孔，将压力水和水溶液注入煤体，增加煤体含水率，以改变煤的物理力学性质，从而减少煤尘的产生，还可减少冲击地压、煤与瓦斯突出和自燃发火等井下重大灾害的发生。

目前，井下煤层注水工艺流程可以简单的概括为：注水泵将注水液体通过电机提供的动力排到高压胶管中，液体流经高压胶管进入注水管路，最终注入到钻孔中，在这个过程中会利用微膨胀、较高抗压强度、密封效果好、成本低的封孔材料将钻孔端部进行密封，形成密闭空间，防止流入钻孔的液体流出。通过封孔材料进行密封，不仅需要较多的耗材，且操作不便、不能用于动压注水，注水的耗时较长。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种井下煤层注水封孔装置，以解决在注水过程中，使用封孔材料进行密封，费时费材的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种井下煤层注水封孔装置，包括：注水管；封隔器，封隔器包括连接管和膨胀部，连接管的进口端与注水管连接，连接管的出口端与单向阀的进口端连接，膨胀部沿连接管的周向延伸设置，膨胀部与部分的连接管的外壁之间围设成密封空间，连接管的外壁上开设有与密封空间连通的导通部，膨胀部由柔性材质制成。

进一步地，连接管的出口端通过节流器与单向阀的进口端连接。

进一步地，膨胀部套设在连接管上，连接管的侧壁上开设有注水孔，膨胀部通过注水孔与连接管连通。

进一步地，膨胀部的第一端与连接管固定连接，膨胀部的第二端通过滑套与连接管滑动连接。

进一步地，连接管的外壁上设置有阻挡部，阻挡部位于膨胀部的第二端与连接管的出口端之间，阻挡部用于与滑套抵接。

进一步地，连接管上套设有连接块，膨胀部的第一端与连接块的边缘固定连接。

进一步地，膨胀部为多个，多个膨胀部环绕连接管的周向设置，膨胀部与连接管的外壁连接，连接管的外壁上开设有多个通孔，通孔与膨胀部一一对应地设置，膨胀部通过通孔与膨胀部连通。

进一步地，膨胀部上设有凸起和凹陷，相邻的两个膨胀部之间通过凸起和凹陷拼接。

进一步地，相邻的两个膨胀部之间的拼接面为柔性平板结构。

进一步地，膨胀部的膨胀材料为橡胶。

应用本实用新型的技术方案，注入液依次经注水管、封隔器、单向阀后进入钻孔内部，封隔器的连接管与膨胀部连通设置，注入液经连接管进入膨胀部，达到预设压力时，膨胀部与钻孔孔壁之间贴合，实现对钻孔端部的密封，防止流入钻孔的液体流出；另外，注入液经单向阀后进入钻孔，利用单向阀的单向导通性能，避免注入液因回流而影响注入速度。在注入液的灌注过程中，利用膨胀部实现钻孔端部的密封，减少封孔工序，提高作业效率，该膨胀部可重复使用，减少耗材。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的井下煤层注水封孔装置的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的封隔器的第一实施例的剖面示意图；

图3示出了根据本实用新型的封隔器的第二实施例的剖面示意图；

图4示出了本实用新型中单向阀的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、注水管；

20、封隔器；21、连接管；22、膨胀部；23、注水孔；24、阻挡部；25、连接块；26、滑套；

30、单向阀；31、阀座；32、弹簧；33、挡板；34、阀芯；

40、节流器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图4所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种下煤层注水封孔装置。

具体地，井下煤层注水封孔装置包括：注水管10、封隔器20和单向阀30。其中，封隔器20包括连接管21和膨胀部22，连接管21的进口端与注水管10连接，连接管21的出口端与单向阀30的进口端连接，膨胀部22沿连接管21的周向延伸设置，膨胀部22与部分的连接管21的外壁之间围设成密封空间，连接管21的外壁上开设有与密封空间连通的导通部，膨胀部22由柔性材质制成。

在本申请的实施例中，注入液依次经注水管10、封隔器20、单向阀30后进入钻孔内部，封隔器20的连接管21与膨胀部22连通设置，注入液经连接管21进入膨胀部22，达到预设压力时，膨胀部22与钻孔孔壁之间贴合，实现对钻孔端部的密封，防止流入钻孔的液体流出；另外，注入液经单向阀30后进入钻孔，利用单向阀30的单向导通性能，避免注入液因回流而影响注入速度。在注入液的灌注过程中，利用膨胀部22实现钻孔端部的密封，减少封孔工序，提高作业效率，该膨胀部22可重复使用，减少耗材。

进一步地，井下煤层注水封孔装置还包括节流器40，连接管21的出口端通过节流器40与单向阀30的进口端连接。节流器40的设置，通过控制注入液的流量来实现降低，避免压力过高影响注入液的注入。

如图2所示，膨胀部22套设在连接管21上，连接管21的侧壁上开设有注水孔23，膨胀部22通过注水孔23与连接管21连通。膨胀部22套设在连接管21上，膨胀部22各部能够实现均匀膨胀，避免因膨胀不均造成膨胀部22的局部破损。

其中，膨胀部22的第一端与连接管21固定连接，膨胀部22的第二端通过滑套26与连接管21滑动连接。滑套26的设置，膨胀部22在水压作用下，能够起到缓冲作用，使膨胀部22缓慢膨胀，避免因迅速膨胀造成应力集中。

进一步地，连接管21的外壁上设置有阻挡部24，阻挡部24位于膨胀部22的第二端与连接管21的出口端之间，阻挡部24用于与滑套26抵接。根据膨胀部22的材料以及膨胀系数，确认阻挡部24的位置，进而确认实现密封时的膨胀压力。阻挡部24的设置，避免滑套26在压力作用下脱离连接管21。

进一步地，连接管21上套设有连接块25，膨胀部22的第一端与连接块25的边缘固定连接。膨胀部22与连接块25的边缘连接固定，增大膨胀部22与连接管21的外壁之间形成的密封空间的体积，进而降低对膨胀部22的膨胀体积，对膨胀部22起到保护作用。

作为可替换的实施方式，如图3所示，膨胀部22为多个，多个膨胀部22环绕连接管21的周向设置，膨胀部22与连接管21的外壁连接，连接管21的外壁上开设有多个通孔，通孔与膨胀部22一一对应地设置，膨胀部22通过通孔与膨胀部22连通。

其中，膨胀部22上设有凸起和凹陷，相邻的两个膨胀部22之间通过凸起和凹陷拼接。通过凸起和凹陷的拼接，实现相邻的两个膨胀部22之间的贴合密封。

进一步地，相邻的两个膨胀部22之间的拼接面为柔性平板结构。通过柔性平板结构，使相邻的两个膨胀部22之间的贴合更加紧密。

在本申请中，膨胀部22的膨胀材料为橡胶。

在本申请中，如图4所示，单向阀30包括：阀座31、弹簧32、挡板33和阀芯34，挡板33的中部设有透过孔。其中，图4中箭头的方向为液体的流动方向。在注入液灌注过程，水压推动阀芯34挤压弹簧32，打开阀口，注入液经挡板33的透过孔流入钻孔。停止灌注时，弹簧32恢复至初始状态，阀芯34堵住阀口，并实现阀内泄压，防止液体回流。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下煤层注水封孔装置，其特征在于，包括：

注水管(10)；

封隔器(20)，所述封隔器(20)包括连接管(21)和膨胀部(22)，所述连接管(21)的进口端与所述注水管(10)连接，所述连接管(21)的出口端与单向阀(30)的进口端连接，所述膨胀部(22)沿所述连接管(21)的周向延伸设置，所述膨胀部(22)与部分的所述连接管(21)的外壁之间围设成密封空间，所述连接管(21)的外壁上开设有与所述密封空间连通的导通部，所述膨胀部(22)由柔性材质制成。

2.根据权利要求1所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，所述连接管(21)的出口端通过节流器(40)与所述单向阀(30)的进口端连接。

3.根据权利要求1或2所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，所述膨胀部(22)套设在所述连接管(21)上，所述连接管(21)的侧壁上开设有注水孔(23)，所述膨胀部(22)通过所述注水孔(23)与所述连接管(21)连通。

4.根据权利要求3所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，所述膨胀部(22)的第一端与所述连接管(21)固定连接，所述膨胀部(22)的第二端通过滑套(26)与所述连接管(21)滑动连接。

5.根据权利要求4所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，所述连接管(21)的外壁上设置有阻挡部(24)，所述阻挡部(24)位于所述膨胀部(22)的第二端与所述连接管(21)的出口端之间，所述阻挡部(24)用于与所述滑套(26)抵接。

6.根据权利要求4所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，所述连接管(21)上套设有连接块(25)，所述膨胀部(22)的第一端与所述连接块(25)的边缘固定连接。

7.根据权利要求1或2所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，所述膨胀部(22)为多个，多个所述膨胀部(22)环绕所述连接管(21)的周向设置，所述膨胀部(22)与所述连接管(21)的外壁连接，所述连接管(21)的外壁上开设有多个通孔，所述通孔与所述膨胀部(22)一一对应地设置，所述膨胀部(22)通过所述通孔与所述膨胀部(22)连通。

8.根据权利要求7所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，所述膨胀部(22)上设有凸起和凹陷，相邻的两个所述膨胀部(22)之间通过所述凸起和所述凹陷拼接。

9.根据权利要求8所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，相邻的两个所述膨胀部(22)之间的拼接面为柔性平板结构。

10.根据权利要求1所述的井下煤层注水封孔装置，其特征在于，所述膨胀部(22)的膨胀材料为橡胶。