一种煤层长钻孔注水分段启裂装置及方法制造方法及图纸

技术编号:22048754 阅读:41 留言:0更新日期:2019-09-07 13:13
本发明专利技术提供了一种煤层长钻孔注水分段启裂装置及方法,涉及钻孔注水技术领域,包括管体、固定卡扣、膨胀密封圈、固定弹簧、挡板、密封扇片、弧形金属片、转轴、轴限位弹簧、扇片限位卡扣、轴限位卡扣和扇片限位弹簧,管体外侧设置有固定卡扣和膨胀密封圈,管体内侧设置有挡板,管体内壁还设置有对称的限位槽,转轴和密封扇片通过限位槽固定。该装置在注水过程中,膨胀密封圈遇水膨胀封堵钻孔,当孔底压力达到启裂压力时,裂缝使孔内流量增大,第一管段流速增幅最大,动压推动转轴和密封扇片旋转实现第一管段密封;随后依次启裂剩余管段。本装置及方法实现了煤层钻孔内分段注水自动密封启裂,简化施工步骤,提升了煤层注水效果。

A Cracking Device and Method for Water Injection Section of Long Borehole in Coal Seam

【技术实现步骤摘要】
一种煤层长钻孔注水分段启裂装置及方法
本专利技术涉及钻孔注水
,尤其是一种用于煤层的下行长钻孔注水分段启裂装置,以及利用该装置进行煤层注水的方法。
技术介绍
随着煤矿开采深度增加,煤层地应力逐渐增大,煤与瓦斯突出、冲击地压等动力灾害日益严重,由此引发的重特大灾害事故时有发生;同时,煤矿生产过程中产生的粉尘一直威胁着矿工的身体健康,导致严重的职业危害。煤层注水技术作为一项综合性防灾技术,在不同注水工艺下可实现对煤与瓦斯突出、冲击地压、粉尘灾害的综合治理。高压注水可压裂煤体,增加煤体孔隙度,降低煤层地应力,改善煤体结构,提高煤层渗透性,达到防治煤与瓦斯突出和冲击地压灾害的目的;在注水压裂初期,通过注水钻孔分段压裂可获得较多的初始裂缝,避免孔内憋压启开主裂缝后造成泄水现象,进而无法实现长钻孔均匀压裂。目前针对井下煤层注水分段压裂技术往往工艺复杂、设备成本昂贵、费力,且分段封孔耗时长等问题,需要提供一种针对煤层高压注水启裂特征的自动化分段密封装置,实现煤层注水分段启裂,减少分段封孔工艺的复杂性,提高煤层注水效果。
技术实现思路
为实现下行煤层钻孔内分段注水自动密封启裂,减少分段封孔工艺的复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层长钻孔注水分段启裂装置,其特征在于,包括管体、固定卡扣、膨胀密封圈、挡板、密封扇片、转轴和轴限位卡扣;所述管体包括多个管段;所述管体外侧设置有固定卡扣和膨胀密封圈,管体内侧设置有挡板,管体内壁还设置有对称的限位槽,限位槽内设置有轴限位卡扣,转轴和密封扇片通过限位槽固定。

【技术特征摘要】
1.一种煤层长钻孔注水分段启裂装置,其特征在于,包括管体、固定卡扣、膨胀密封圈、挡板、密封扇片、转轴和轴限位卡扣;所述管体包括多个管段;所述管体外侧设置有固定卡扣和膨胀密封圈,管体内侧设置有挡板,管体内壁还设置有对称的限位槽,限位槽内设置有轴限位卡扣,转轴和密封扇片通过限位槽固定。2.根据权利要求1所述的一种煤层长钻孔注水分段启裂装置,其特征在于,所述管体的每个管段外侧设置有一个以上的膨胀密封圈,所述膨胀密封圈紧密包裹在管体上,膨胀密封圈具体为遇水膨胀止水橡胶条。3.根据权利要求1所述的一种煤层长钻孔注水分段启裂装置,其特征在于,所述管体内侧还设置有扇片限位弹簧和扇片限位卡扣,所述密封扇片移动旋转密封管体后,密封扇片固定在挡板和扇片限位卡扣之间。4.根据权利要求3所述的一种煤层长钻孔注水分段启裂装置,其特征在于,所述管体的每个管段上在管体内侧至少设置有一对扇片限位卡扣,相对布置的扇片限位卡扣设置方向相反;所述扇片限位卡扣和管体内壁上的卡槽铰接,扇片限位弹簧连接卡槽底部和扇片限位卡扣;所述密封扇片的端部还设置有弧形金属片。5.根据权利要求1所述的一种煤层长钻孔注水分段启裂装置,其特征在于,所述管体外侧设置有多个凹槽,固定卡扣和凹槽的底部铰接,固定弹簧连接凹槽的底部和固定卡扣;所述固定卡扣的长度大于凹槽的长度,固定卡扣外露段的朝向和管段进入钻孔的方向相反。6.根据权利要求1所述的一种煤层长钻孔注水分段启裂装...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘震朱丹亮于师建杨赫程卫民王刚周刚倪冠华
申请(专利权)人:山东科技大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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