[發明專利]上向孔分段高壓封孔方法及裝置

無效

• 申請號: 201010258702.1
• 申請日: 2010-08-18
• 公開（公告）號: CN102200002A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 王峰;程遠平;王海鋒;王亮;李培慶;孔勝利;肖洋
• 申請（專利權）人: 王峰
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種上向孔分段高壓封孔方法及裝置。

背景技術

我國是世界上煤與瓦斯突出災害最嚴重的國家，煤層瓦斯壓力是評價煤層突出危險性的一個重要指標，并在煤層突出危險性指標重要性排序中位居前列，同時是決定煤層瓦斯含量大小、瓦斯流動動力大小以及瓦斯動力現象的潛能大小的基本參數。受瓦斯壓力測定的地點和工藝的限制，瓦斯壓力逸散的途徑較多，如卸壓帶、巖層裂隙、鉆孔松動圈等，導致實測的瓦斯壓力遠小于原始瓦斯壓力數值。目前煤層瓦斯壓力測定方法在封孔段巖石致密且不含水的情況下，測定的煤層瓦斯壓力值較為接近真實瓦斯壓力，但是在地質條件復雜情況下，測壓鉆孔封孔段受裂隙和水的影響，使測定的結果偏離真實的煤層瓦斯壓力，造成對煤層突出危險性的誤判，無法指導礦井進行有針對性的瓦斯防范治理工作。

發明內容

針對上述測壓過程中存在的問題，本發明的目的是解決已有技術中不能嚴密封閉測壓鉆孔的困難，特別是在含有承壓水層或松軟的煤系地層中封孔測壓，使測出的壓力值穩定可靠。

本發明上向孔分段高壓封孔方法將封孔分為兩個階段進行，第一階段在鉆孔前端注入水泥漿液形成一段水泥柱，該段水泥柱將鉆孔分為高壓漿液封孔段和測壓室兩個獨立空間；第二階段在高壓漿液孔段注入水泥漿液，直至漿液壓力達到8MPa，嚴密鉆孔周邊裂隙，消除裂隙及承壓水對測壓室的影響，進而保證測壓室的密閉性。

本發明上向孔分段高壓封孔裝置，包括測壓管、封孔管、注漿管、膨脹封孔器、轉換器、閥門、轉化器外管擋片、轉換器內管擋點、轉化器內管、轉化器外管、內管小孔，外管小孔、鋼絲、膨脹封堵器外殼、彈性材料。使用時，將裝置安裝并送入鉆孔，通過安置彈性材料對鉆孔上端進行封堵，然后通過裝置的轉化器向鉆孔前部注入水泥漿液形成水泥漿液封孔段，再通過改變轉換器的聯通狀態，向高壓漿液封孔段注入高壓水泥漿液，對鉆孔內裂隙及水形成有效密封，以達到測壓的目的。

本發明與傳統的設備技術相比，有如下優點：裝置結構可靠，密封效果出色；適用范圍廣，尤其是當鉆孔周圍裂隙發育或鉆孔穿過含水時，通過兩個階段的密封，仍能保證鉆孔的密封性；封孔成功率高，降低了廢孔率，節約了生產成本，創造了可觀的經濟效益；操作過程安全簡單，耗時短；制造成本低，便于大批量生產。

附圖說明

附圖1是本發明的安裝結構示意圖

附圖2是本發明所說的轉化器開啟示意圖

附圖3是本發明所說的轉化器關閉示意圖

附圖4是本發明所說的膨脹封孔器結構示意圖

圖中：1.測壓管；2.封孔管；3.注漿管；4.膨脹封孔器；5.轉換器；6.封孔管閥門；7.注漿管閥門；8.高壓漿液封孔段；9.水泥漿液封孔段；10.測壓室；11.孔口封孔段；12.轉化器外管擋片；13.轉化器內管擋點；14.轉化器內管擋點；15.轉化器內管；16.轉化器外管；17.內管小孔；18.外管小孔；19.鋼絲；20.膨脹封堵器外殼；21.彈性材料

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述

附圖1所示，將測壓管1、封孔管2、注漿管3、膨脹封孔器4、轉換器5進行組裝，并送至鉆孔內。如附圖4所示，通過拉扯鋼絲19將膨脹封孔器外殼20扯去，膨脹封孔器4內壓縮的彈性材料21自由膨脹，封堵鉆孔前部；如圖2所示，旋轉封孔管2帶動轉換器內管擋點13至轉化器外管擋片12處，此時轉換器5處于開通狀態，轉化器內管15和轉化器外管16貫通，內管小孔17和外管小孔18關閉，水泥漿液從封孔管2進入通過轉換器5進入鉆孔前段，待漿液從測壓管1返出時，停止注漿，形成水泥漿液封孔段9；如圖3所示，轉動封孔管2帶動轉換器內管擋點14至轉化器外管擋片12，此時轉化器5處于關閉狀態，轉化器內管15與轉化器外管16是關閉，內管小孔17和外管小孔18連通，同時通過控制封孔管閥門6使轉換器內管15及封孔管2中的水泥漿流出；待水泥漿液封孔段9的水泥漿液凝固，第一階段結束。

如附圖1所示，在孔口內注入適量的聚氨酯或速凝水泥，形成孔口封孔段11；向注漿管3內注入水泥漿液，待漿液通過轉換器5從封孔管2返出時，關閉封孔管閥門6，繼續注漿，直至高壓漿液封孔段的漿液壓力到達8MPa，停止注漿，關閉注漿管閥門7，封孔的第二階段結束，整個封孔流程完成。