[發(fā)明專利]外注式瓦斯抽放及煤層注水封孔器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310338506.9
• 申請(qǐng)日: 2013-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103362472A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉偉;明平美;張海;陳東海;李建中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B33/12
• 分類號(hào): E21B33/12;E21F7/00
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 朱俊峰;王聚才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種外注式瓦斯抽放及煤層注水封孔器。

背景技術(shù)

目前，瓦斯突出是煤礦井下一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，嚴(yán)重制約煤礦的安全生產(chǎn)。目前瓦斯治理的有效措施有煤層鉆孔后進(jìn)行瓦斯抽放，煤層注水將瓦斯強(qiáng)行壓出等。瓦斯抽放或煤層注水均將抽放管封在孔眼內(nèi)，傳統(tǒng)的封孔方法是采用水泥砂漿封孔，由于水泥砂漿凝固后會(huì)產(chǎn)生收縮，使得封孔不嚴(yán)密，瓦斯抽放時(shí)產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，影響瓦斯抽放效果。

目前，國(guó)內(nèi)煤礦上主要采用液力膨脹式封孔器。如專利號(hào)為ZL201110215070.5的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種煤壁注水封孔器，注水水壓迫使橡膠管變粗?jǐn)D壓孔眼來(lái)達(dá)到封堵孔眼的目的，由于橡膠管膨脹時(shí)其長(zhǎng)度不變，使得橡膠管壁厚變薄強(qiáng)度降低，易出現(xiàn)橡膠管爆裂現(xiàn)象，同時(shí)封孔力受出水管前端單向閥的預(yù)設(shè)定壓力限制，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只能用于煤層注水，不能用于瓦斯抽放。另外專利號(hào)為ZL201210277438.5的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種抽放瓦斯及注漿用封孔器，橡膠膨脹管注入漿體后膨脹，其長(zhǎng)度尺寸受套管的約束不能改變，使得橡膠膨脹管壁厚變薄，強(qiáng)度降低，易出現(xiàn)橡膠膨脹管爆裂現(xiàn)象；注漿完成后封孔器與孔眼間的漿體凝固收縮，使得凝固的漿體與孔眼壁間產(chǎn)生裂隙，造成封孔不嚴(yán)密；封孔的漿體凝固后橡膠膨脹管不能縮回，使得封孔器不能從孔眼內(nèi)取出，不能多次使用，增加了抽放瓦斯及注漿成本，同時(shí)也給后續(xù)的采煤帶來(lái)障礙。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種可重復(fù)多次使用，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，封孔力穩(wěn)定，既能用于瓦斯抽放，又能用于煤層注水的外注式瓦斯抽放及煤層注水封孔器。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：外注式瓦斯抽放及煤層注水封孔器，包括抽放管、左封頭、右封頭和高壓軟管，左封頭和右封頭的中心分別開(kāi)設(shè)有與抽放管外徑相當(dāng)?shù)淖笸缀陀彝祝蠓忸^和右封頭分別套在抽放管的左端和右端，左封頭和右封頭的內(nèi)壁分別設(shè)有左環(huán)形密封槽和右環(huán)形密封槽，左環(huán)形密封槽內(nèi)安裝有左密封圈，右環(huán)形密封槽內(nèi)安裝有右密封圈，高壓軟管的內(nèi)徑大于抽放管的外徑，高壓軟管左端通過(guò)左索管環(huán)與左封頭連接，高壓軟管右端通過(guò)右索管環(huán)與右封頭連接，高壓軟管內(nèi)壁與抽放管外壁之間形成圓筒形的密閉空腔，左封頭左端面設(shè)有通液管，左封頭上設(shè)有連通密閉空腔與通液管的通液孔，左封頭與抽放管之間設(shè)有用于固定左封頭的固定結(jié)構(gòu)。

所述固定結(jié)構(gòu)包括左封頭內(nèi)壁開(kāi)設(shè)的內(nèi)環(huán)形定位槽以及抽放管外壁開(kāi)設(shè)的與內(nèi)環(huán)形定位槽對(duì)應(yīng)的外環(huán)形定位槽，左封頭上設(shè)有分別與內(nèi)環(huán)形定位槽和外環(huán)形定位槽對(duì)稱兩端連通的U型插孔，U型插孔內(nèi)插設(shè)有U型卡。

采用上述技術(shù)方案，在使用時(shí)，先將本發(fā)明插入要封孔的孔眼內(nèi)至合適位置，在通液管左端接截止閥和高壓供液管，打開(kāi)截止閥，高壓液體經(jīng)截止閥、通液管進(jìn)入可膨脹的高壓軟管與抽放管之間的密閉空腔內(nèi)，迫使可膨脹的高壓軟管變粗，由于左封頭通過(guò)固定結(jié)構(gòu)與抽放管連接，高壓軟管的膨脹力拉動(dòng)右封頭沿抽放管向左移動(dòng)，當(dāng)供液壓力恒定時(shí)關(guān)閉截止閥，拆除高壓供液管，完成封孔作業(yè)。

回收時(shí)，打開(kāi)截止閥，密閉空腔內(nèi)的液體在高壓軟管恢復(fù)力的作用下，經(jīng)通液管和截止閥流出，可膨脹的高壓軟管變細(xì)到自由狀態(tài)，同時(shí)右封頭沿抽放管向右移動(dòng)，當(dāng)通液管內(nèi)無(wú)液體流出時(shí)，將本發(fā)明從孔眼內(nèi)拔出，完成回收作業(yè)。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明既可用于瓦斯抽放封孔，又可用于煤層注水封孔，使用范圍廣。

2、本發(fā)明的封孔力取決于封孔供液壓力，與瓦斯抽放壓力和煤層注水壓力無(wú)關(guān)，封孔力穩(wěn)定。

3、本發(fā)明的高壓軟管膨脹變粗時(shí)，右封頭沿抽放管向左移動(dòng)，軸向變短，可膨脹高壓軟管只承受徑向力，使用壽命大大提高。

4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，可多次重復(fù)使用，非常利于在采礦領(lǐng)域推廣實(shí)施。

附圖說(shuō)明

圖1是是本發(fā)明軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明在封孔狀態(tài)下軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的左封頭軸向剖面示意圖；

圖4是本發(fā)明的右封頭軸向剖面示意圖。

圖中各部件的附圖標(biāo)記為：1-抽放管，2-內(nèi)環(huán)形定位槽，3-通液管，4-左封頭，5-左索管環(huán)，6-高壓軟管，7-右索管環(huán)，8-右封頭，9-右密封圈，10-右環(huán)形密封槽，11-左密封圈，12-左環(huán)形密封槽，13-U型卡，14-外環(huán)形定位槽，15-左通孔，16-通液孔，17-右通孔，18-U型插孔，19-密閉空腔。

具體實(shí)施方式