一种推动式孔内一体快速封孔装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种推动式孔内一体快速封孔装置及方法，该装置包括同轴依次通过限位钢丝绳连接的前滞流强堵器、一体混封器和后滞流强堵器；一体混封器包括从内到外同轴套设的内层管、中层管、外层管以及前密封端盖和后密封端盖；中层管和外层管上均设有密封筛孔，在内层管上套装有破孔器和推液活塞；内层管轴向推动时，中层管、外层管和前、后滞流强堵器与孔口挡板固定不动，破孔器能够刺中层管破密封筛孔并结合推液活塞实现A、B封孔液流动混合、反应膨胀。本发明专利技术的推动式孔内一体快速封孔装置，实现了通过推动加强抽采管的简单动作，促使装置内封孔料均匀混合和反应膨胀，自动完成封孔，简化了封孔操作工艺。

A push type quick hole sealing device and method

【技术实现步骤摘要】
一种推动式孔内一体快速封孔装置及方法
本专利技术涉及煤矿井下煤层瓦斯抽采钻孔封孔的
，尤其涉及一种推动式孔内一体快速封孔装置及方法。
技术介绍
我国煤层瓦斯资源丰富，同时瓦斯也是我国煤矿生产的主要致灾因素，煤层瓦斯抽采是防治瓦斯事故的根本措施，也是煤层瓦斯利用的基础，而瓦斯抽采钻孔的封孔质量和施工功效直接影响煤层瓦斯的抽采效率。当前国内外采用的封孔技术主要有聚氨酯等材料式封孔、封孔器封孔、“两堵一注”封孔及二次封孔等，现有技术从理论上分析均能满足钻孔瓦斯抽采要求，但据统计我国约有65％的回采工作面瓦斯抽采钻孔的预抽瓦斯浓度低于30％，反映了现有抽采钻孔密封质量不高、封孔效果不理想。跟踪分析现有封孔技术，整体存在操作工艺复杂、劳动强度大、封孔不到位等问题，在施工过程中远不能达到理论的封孔工艺要求，尤其在进行封孔液注入时必须借助外动力设备，进一步增加了成本、劳动量及操作难度。另外现有的封孔装置主要采用“两堵一注”的封孔工艺，其整体封孔液与封孔装置仍为分离状态，操作要求高，外力设备提供注入压力增加了施工复杂性，现场很难达到理论封孔要求。因此，亟需在保证封孔效果的前提下，力求简便、快捷、稳定、低劳动量的在井下完成瓦斯抽采钻孔的封孔装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种推动式孔内一体快速封孔装置及方法，装置结构简单，操作方便，集封孔液、强堵器与加强抽采管为一体，效果更好，适用更为广泛。为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：一种推动式孔内一体快速封孔装置，包括一体混封器，在一体混封器两侧设有两个滞流强堵器，一体混封器和两个滞流强堵器同轴且相互之间能通过限位钢丝拉绳连接；所述一体混封器包括从内到外同轴套设且相互独立封隔的内层管、中层管、外层管以及设在这三层管两端的前密封端盖和后密封端盖；所述中层管和外层管上均设有密封筛孔，在内层管上依次套装有破孔器和推液活塞，且破孔器和推液活塞位于前密封端盖和后密封端盖之间；所述内层管能密封穿出前密封端盖和后密封端盖，且内层管与前密封端盖和后密封端盖之间动密封；两个滞流强堵器分别套在穿出前密封端盖和后密封端盖的内层管上；所述滞流强堵器包括套在内层管上的层网状滞流棉纱、套在层网状滞流棉纱外的逆向封堵胶垫以及设在层网状滞流棉纱和逆向封堵胶垫两端的两个密封端盖；穿出一个滞流强堵器的内层管连接有抽采管孔内筛管；穿出另一个滞流强堵器的内层管连接有孔外瓦斯抽采管，且该滞流强堵器能通过限位钢丝拉绳与设在钻孔孔口的孔口挡板连接。本专利技术还包括如下技术特征：具体的，所述滞流强堵器包括前滞流强堵器和后滞流强堵器，前滞流强堵器套在穿出前密封端盖的内层管上，后滞流强堵器套在穿出后密封端盖的内层管上；内层管能相对前滞流强堵器和后滞流强堵器做轴向运动；所述前滞流强堵器的两个密封端盖中，靠近抽采管孔内筛管的为第一密封端盖，靠近一体混封器的为第二密封端盖，且在第二密封端盖上设有端盖拉环以连接限位钢丝拉绳；在第一密封端盖和第二密封端盖与内层管连接处均设有密封端盖紧固器；所述后滞流强堵器的两个密封端盖中，靠近一体混封器的为第三密封端盖，靠近孔外瓦斯抽采管的为第四密封端盖，且在第三密封端盖和第四密封端盖上均设有端盖拉环用以连接限位钢丝拉绳；在第三密封端盖和第四密封端盖与内层管连接处均设有密封端盖紧固器。具体的，所述滞流强堵器的逆向封堵胶垫能紧贴钻孔内壁，从而层网状滞流棉纱和逆向封堵胶垫能阻挡封孔液向钻孔内方向和孔外方向流动，使其充分反映膨胀、快速固结。具体的，所述破孔器包括环形主体以及沿环形主体周向布设的多个弹性尖部，且弹性尖部能在径向伸缩；弹性尖部被中层管内壁压缩，当破孔器随内层管轴向移动到达中层管的密封筛孔位置时，弹性尖部径向伸出能刺破该密封筛孔上的密封膜。具体的，所述推液活塞套装在内层管上且紧贴中层管内壁，在推液活塞两侧设有两个紧贴推液活塞的活塞挡板；所述活塞挡板固定套装在内层管上。具体的，所述前密封端盖和后密封端盖上均设有端盖拉环，用以连接限位钢丝拉绳；在前密封端盖和后密封端盖与内层管连接处均设有密封端盖紧固器。具体的，所述前密封端盖与外层管和中层管端部固定连接，后密封端盖与外层管和中层管的另一端部固定连接，所述外层管与中层管之间的封闭环形空间为A封孔液储室，所述中层管与内层管之间的封闭环形空间为B封孔液储室。具体的，所述前滞流强堵器和后滞流强堵器之间能通过限位钢丝拉绳连接一个或多个一体混封器。一种推动式孔内一体快速封孔方法，该方法通过内层管轴向运动，带动破孔器刺破中层管的密封筛孔导通A封孔液储室和B封孔液储室，推液活塞使A封孔液和B封孔液混合发生膨胀反应；得到的封孔料膨胀压力及释放的热量促使外层管密封筛孔破裂，封孔料通过孔眼到达钻孔壁和前滞流强堵器、后滞流强堵器之间，前部和后部膨胀的封孔料在前滞流强堵器和后滞流强堵器的阻滞下快速固结，中部的封孔料继续膨胀压实钻孔壁，完成膨胀封孔。该方法包括以下步骤：步骤一：根据煤层内钻孔所需封孔深度，确定所需的一体混封器个数和内层管长度，按前滞流强堵器、一体混封器、后滞流强堵器的次序依次接装，挂限位钢丝拉绳，并送入钻孔内；步骤二：装置达到钻孔内指定位置后，孔口挡板与限位钢丝拉绳连好后，装于孔口固定；步骤三：推动内层管，达到一体混封器推动限位距离后，停止推进，等待封孔装置内封孔液均匀混合发生反应，膨胀压力及释放的热量促使外层管密封筛孔破裂，封孔料流入前滞流强堵器、后滞流强堵器和孔壁之间继续膨胀；步骤四；等待封孔料固结10分钟后，将内层管与孔外瓦斯抽采管进行连接，完成封孔工作并进行抽采操作。本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：1.本专利技术的推动式孔内一体快速封孔装置，实现了通过推动加强抽采管的简单动作，促使装置内封孔料均匀混合和反应膨胀，自动完成封孔，简化了封孔工艺操作。2.本专利技术的推动式孔内一体快速封孔装置，内置A、B封孔料储室储藏A、B封孔液，通过推液活塞和破孔器打开密封筛孔沟通两储室，依靠活塞推、吸作用，使A、B封孔液快速混合膨胀反应。封孔过程不需要接触封孔液，不需要孔外混合、孔外注浆，改善注浆封孔的施工环境。3.本专利技术中设置的前、后滞流强堵器，即起到对一体快速封孔装置的入孔导入和孔内扶正功能，又能起到限定一体快速封孔装置反应膨胀封孔液向孔内和孔外流动，强化封孔液固结封孔效果。4.本专利技术中一体混封器中可以内置不同反应时间的A、B封孔液，多个一体混封器组合即可达到阶梯式分段固结可根据需要增加、减少一体混封器个数，同时通过设置一体混封器不同的A、B封孔液反应时间，可以整个钻孔内的，所使用的第一第二封孔料进行了改性，保证了堵头的实现，并提高了其封孔强度，严格控制了两种封孔料的膨胀反应时间间隔。附图说明图1为本专利技术的整体结构在钻孔内连接示意图；图2为本专利技术的一体混封器装配结构示意图；图3为本专利技术的一体混封器纵向剖示图；图4为本专利技术的前滞流强堵器(a)和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推动式孔内一体快速封孔装置，其特征在于，包括一体混封器(1)，在一体混封器(1)两侧设有两个滞流强堵器，一体混封器(1)和两个滞流强堵器同轴且相互之间能通过限位钢丝拉绳(2)连接；/n所述一体混封器(1)包括从内到外同轴套设且相互独立封隔的内层管(11)、中层管(12)、外层管(13)以及设在这三层管两端的前密封端盖(14)和后密封端盖(15)；所述中层管(12)和外层管(13)上均设有密封筛孔(16)，在内层管(11)上依次套装有破孔器(17)和推液活塞(18)，且破孔器(17)和推液活塞(18)位于前密封端盖(14)和后密封端盖(15)之间；所述内层管(11)能密封穿出前密封端盖(14)和后密封端盖(15)，且内层管(11)与前密封端盖(14)和后密封端盖(15)之间动密封；/n两个滞流强堵器分别套在穿出前密封端盖(14)和后密封端盖(15)的内层管(11)上；所述滞流强堵器包括套在内层管(11)上的层网状滞流棉纱(3)、套在层网状滞流棉纱(3)外的逆向封堵胶垫(4)以及设在层网状滞流棉纱(3)和逆向封堵胶垫(4)两端的两个密封端盖；穿出一个滞流强堵器的内层管(11)连接有抽采管孔内筛管(5)；穿出另一个滞流强堵器的内层管(11)连接有孔外瓦斯抽采管(6)，且该滞流强堵器能通过限位钢丝拉绳(2)与设在钻孔孔口的孔口挡板(7)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种推动式孔内一体快速封孔装置，其特征在于，包括一体混封器(1)，在一体混封器(1)两侧设有两个滞流强堵器，一体混封器(1)和两个滞流强堵器同轴且相互之间能通过限位钢丝拉绳(2)连接；
所述一体混封器(1)包括从内到外同轴套设且相互独立封隔的内层管(11)、中层管(12)、外层管(13)以及设在这三层管两端的前密封端盖(14)和后密封端盖(15)；所述中层管(12)和外层管(13)上均设有密封筛孔(16)，在内层管(11)上依次套装有破孔器(17)和推液活塞(18)，且破孔器(17)和推液活塞(18)位于前密封端盖(14)和后密封端盖(15)之间；所述内层管(11)能密封穿出前密封端盖(14)和后密封端盖(15)，且内层管(11)与前密封端盖(14)和后密封端盖(15)之间动密封；
两个滞流强堵器分别套在穿出前密封端盖(14)和后密封端盖(15)的内层管(11)上；所述滞流强堵器包括套在内层管(11)上的层网状滞流棉纱(3)、套在层网状滞流棉纱(3)外的逆向封堵胶垫(4)以及设在层网状滞流棉纱(3)和逆向封堵胶垫(4)两端的两个密封端盖；穿出一个滞流强堵器的内层管(11)连接有抽采管孔内筛管(5)；穿出另一个滞流强堵器的内层管(11)连接有孔外瓦斯抽采管(6)，且该滞流强堵器能通过限位钢丝拉绳(2)与设在钻孔孔口的孔口挡板(7)连接。


2.如权利要求1所述的推动式孔内一体快速封孔装置，其特征在于，所述滞流强堵器包括前滞流强堵器(8)和后滞流强堵器(9)，前滞流强堵器(8)套在穿出前密封端盖(14)的内层管(11)上，后滞流强堵器(9)套在穿出后密封端盖(15)的内层管(11)上；内层管(11)能相对前滞流强堵器(8)和后滞流强堵器(9)做轴向运动；
所述前滞流强堵器(8)的两个密封端盖中，靠近抽采管孔内筛管(5)的为第一密封端盖(81)，靠近一体混封器(1)的为第二密封端盖(82)，且在第二密封端盖(82)上设有端盖拉环以连接限位钢丝拉绳(2)；在第一密封端盖(81)和第二密封端盖(82)与内层管(11)连接处均设有密封端盖紧固器；
所述后滞流强堵器(9)的两个密封端盖中，靠近一体混封器(1)的为第三密封端盖(91)，靠近孔外瓦斯抽采管(6)的为第四密封端盖(92)，且在第三密封端盖(91)和第四密封端盖(92)上均设有端盖拉环用以连接限位钢丝拉绳(2)；在第三密封端盖(91)和第四密封端盖(92)与内层管(11)连接处均设有密封端盖紧固器。


3.如权利要求1所述的推动式孔内一体快速封孔装置，其特征在于，所述滞流强堵器的逆向封堵胶垫(4)能紧贴钻孔内壁，从而层网状滞流棉纱(3)和逆向封堵胶垫(4)能阻挡封孔液向钻孔内方向和孔外方向流动，使其充分反映膨胀、快速固结。


4.如权利要求1所述的推动式孔内一体快速封孔装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵继展，郑凯歌，陈冬冬，陈志胜，贾秉义，方秦月，张静非，戴楠，杨欢，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61