[實(shí)用新型]一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420518838.5
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN204060610U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃輝;鄭騰龍;劉亮;姚直書
• 申請（專利權(quán)）人: 淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12;E21B7/20
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及浮力塞技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞。

背景技術(shù)

在煤礦瓦斯抽排孔的施工建設(shè)過程中，需要在鉆孔完成后將工作套管下至孔底，依據(jù)鉆孔深度、套管材質(zhì)和設(shè)備提升能力等因素來確定下管方式。對于小口徑或較淺的鉆孔，鉆機(jī)提升能力大于工作套管的總重量時(shí)，一般采用提吊法下管。

對于孔徑較大、深度較深的鉆孔，如工作套管的總重量超過鉆機(jī)提升能力，通常采用浮力塞下管法將工作套管下至孔底。其工藝與提吊法下管的不同之處在于，在下管過程中浮力塞能阻止泥漿進(jìn)入工作套管管內(nèi)，增大孔內(nèi)泥漿對工作套管的浮力，抵消了大部分的工作套管自重，減輕提吊設(shè)備的負(fù)荷。

浮力塞主要對較深鉆孔下鑄鐵管、鋼管等工作套管時(shí)應(yīng)用。材料可用鋼材、水泥或木材等。以水泥浮力塞的制作為例：選一根該鉆孔使用的工作套管(長度根據(jù)水泥浮力塞在孔內(nèi)最大深度的外力情況外加安全系數(shù)來確定)，用鋼絲刷把套管內(nèi)壁清理干凈后，沿套管內(nèi)壁焊鋼筋圈或鋼筋網(wǎng)，增加水泥塞與套管內(nèi)壁的摩擦力，防止浮力塞整體滑動(dòng)。然后把水泥漿注入套管內(nèi)候凝。

隨著煤礦行業(yè)的發(fā)展，煤礦開采深度越來越深，由于煤層瓦斯含量具有隨煤層深度增加而增加的特點(diǎn)，因此，隨著礦井開采深度的增加，瓦斯抽排鉆孔的深度和口徑也在不斷增加。工作套管的總重量越來越大，使得浮力塞所要提供的浮力相應(yīng)地增加。

泥漿的液壓作用于浮力塞底部，除掉上部泥漿的壓力，壓力差讓浮力塞產(chǎn)生整體滑動(dòng)的趨勢。如果浮力塞產(chǎn)生整體滑動(dòng)，那會(huì)使泥漿迅速進(jìn)入工作套管內(nèi)部，使浮力快速降低，從而造成上部提吊設(shè)備的負(fù)載瞬間增加，造成生產(chǎn)事故。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，包括：工作套管，所述工作套管內(nèi)壁焊接有若干鋼筋圈，鋼筋圈上焊接有橫向鋼筋，橫向鋼筋通過焊接連接固定工作套管和鋼筋圈，所述工作套管上端內(nèi)設(shè)有錐形鋼圈，錐形鋼圈上端設(shè)有支撐鋼條，所述工作套管下端內(nèi)設(shè)有焊板，所述工作套管內(nèi)部的焊板與錐形鋼圈之間填充有水泥漿。

所述工作套管內(nèi)設(shè)有3-4個(gè)鋼筋圈，鋼筋圈的鋼筋直徑為10-15mm。

所述焊板與工作套管底端距離為150-200mm。

所述錐形鋼圈下部直徑與工作套管內(nèi)徑相同、錐度為8-15°，高度0.3-0.8米。

所述浮力塞制作方法為：

(1)取一段工作套管，在其內(nèi)壁焊接3-4圈直徑10-15mm的鋼筋圈，單面滿焊，在鋼筋圈位置加焊垂直交叉的兩根12mm橫向鋼筋。

(2)在浮力塞頂部位置，焊上錐形鋼圈，錐形鋼圈下部直徑與工作管內(nèi)徑相同，錐度10°左右，高度0.5米。焊接錐形鋼圈完之后，為了增加錐形鋼圈剛度，在錐形鋼圈后加焊支撐鋼條，在錐形鋼圈外也灌注水泥漿填充。

(3)為確保浮力塞的氣密性，以及方便制作水泥塞，在工作套管底部150-200mm位置焊上焊板，四周和工作套管內(nèi)壁焊接。

(4)將工作套管豎立，加入水泥漿，直到水泥漿體達(dá)到錐形鋼圈上部的高度，候凝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型在浮力塞水泥漿體中加入橫向鋼筋，增加浮力塞的抗滑力并防止浮力塞突然破壞。第二，在頂部增加錐形鋼圈，使浮力塞作用力分解成向上的與橫向的力，鋼圈反作用力的方向是向內(nèi)，使水泥漿處于受壓狀態(tài)，增加水泥漿的抗破壞能力，鋼圈的存在也起到抵抗浮力阻止浮力塞滑動(dòng)的作用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、工作套管，2、鋼筋圈，3、橫向鋼筋，4、錐形鋼圈，5、支撐鋼條，6、水泥漿，7、焊板。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

如圖1所示，一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，包括：工作套管1，所述工作套管1內(nèi)壁焊接有若干鋼筋圈2，鋼筋圈2上焊接有橫向鋼筋3，橫向鋼筋3通過焊接連接固定工作套管1和鋼筋圈2，所述工作套管1上端內(nèi)設(shè)有錐形鋼圈4，錐形鋼圈4上端設(shè)有支撐鋼條5，所述工作套管1下端內(nèi)設(shè)有焊板7，所述工作套管1內(nèi)部的焊板與錐形鋼圈4之間填充有水泥漿。

所述工作套管1內(nèi)設(shè)有3-4個(gè)鋼筋圈2，鋼筋圈2的鋼筋直徑為10-15mm。