[實用新型]礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置

有效

• 申請號: 201420542026.4
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN204060615U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 張天軍;尚宏波;李樹剛;任金虎;于勝紅;李偉;宋爽;張磊;包若羽;魏文偉;王乾;郝倩;袁睿澤
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B43/26;E21F7/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型屬于煤層瓦斯抽采技術領域，具體涉及一種礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置。

背景技術

隨著礦井開采深度的增加，地應力不斷增大，煤層瓦斯壓力和瓦斯含量逐年加大，一些礦井由低瓦斯礦井變為高瓦斯礦井或煤與瓦斯突出礦井。煤礦安全生產條件進一步惡化，瓦斯災害嚴重威脅我國大部分礦區，是需要解決的重大問題。煤層瓦斯含量增大和煤層透氣性變差，致使瓦斯抽采難度加大，瓦斯抽采半徑減小，嚴重影響抽采效果。水力壓裂是煤層增透的有效途徑，是提高預抽瓦斯濃度抽采的有力保證。水力壓裂增透技術就是通過鉆孔向煤層壓入高壓水，當水壓入的速度遠超過煤層的自然吸水能力時，由于流動阻力增加，進入煤層的液體壓力逐漸上升，當超過煤層上方的巖壓時，煤層內原來的閉合裂隙就會被壓開形成新的流通網絡，煤層滲透性就會增加，從而提高瓦斯抽采效果，保障煤礦的安全生產。

對于煤礦井下水力壓裂技術而言，一個重要的技術難題就是鉆孔的高壓密封問題，封孔的好壞直接關系到水力壓裂的成功與否。目前，煤礦井下水力壓裂鉆孔主要采取的密封方法有水泥砂漿、封孔器等無機材料封孔，水泥砂漿封孔由于水泥砂漿不能完全侵入微小裂隙，靠自然下沉凝固，容易導致煤層氣抽采后期封孔材料與煤層分離，造成注水時發生漏水現象致使封孔失敗；封孔器等無機材料封孔容易受高壓破裂，封孔成功率低，材料價格高，造成密封成本高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其結構簡單，使用操作方便，實現成本低，封孔速度快，封孔效果好，能夠實現任意傾角的鉆孔封堵，實用性強。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：包括護筒和穿入護筒內的注水鋼管，所述注水鋼管的一端伸出護筒外且插入鉆孔內，所述注水鋼管的另一端由對稱設置且均為半圓形的上護筒蓋和下護筒蓋卡住并穿出上護筒蓋和下護筒蓋外，所述上護筒蓋和下護筒蓋均與護筒固定連接，所述上護筒蓋上設置有排氣口，所述排氣口上設置排氣閘閥，所述下護筒蓋上設置有注漿口，所述注漿口上設置注漿閘閥，位于護筒內且靠近鉆孔的一段注水鋼管上套裝有鼓脹后外徑大于護筒內徑的筒狀布袋，所述筒狀布袋的兩端均與注水鋼管固定連接，所述筒狀布袋內裝有聚氨酯材料，所述筒狀布袋上設置有供聚氨酯材料裝入的拉鏈開口。

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：所述排氣口內插裝有水平伸入護筒內的排氣管，所述護筒的內壁上間隔設置有兩個用于吊裝排氣管的吊環。

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：排氣管伸入護筒內的長度為在護筒內的注水鋼管的長度的

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：所述筒狀布袋的兩端均通過鋼絲與注水鋼管固定連接。

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：所述護筒為壁厚為10mm～15mm的鋼護筒，所述護筒的長度為36m～38m，所述護筒的內徑比鉆孔的內徑大0.2m～0.4m。

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：所述注水鋼管的長度為42m～44m，所述注水鋼管的外徑為4cm～6cm，穿出上護筒蓋和下護筒蓋外的一段注水鋼管的長度為2m～4m。

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：所述筒狀布袋的長度為2m～4m。

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：所述上護筒蓋通過第一螺栓與護筒固定連接，所述下護筒蓋通過第二螺栓與護筒固定連接。

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：所述排氣口的形狀為圓管形，所述排氣口的長度為0.5m～1.5m，所述排氣口的內徑為1.5cm～2.5cm。

上述的礦井水力壓裂鉆孔封孔裝置，其特征在于：所述注漿口的形狀為圓管形，所述注漿口的長度為1m～2m，所述注漿口的內徑為2cm～4cm。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、本實用新型結構簡單，加工制作方便，使用操作方便。

2、采用本實用新型進行封孔，鉆孔前端采用筒狀布袋及其內部的聚氨酯材料封堵，其余部分為護筒結構，能夠大幅度減少聚氨酯材料的使用；護筒能夠保護鉆孔孔口，防止塌孔，防止鉆孔過程中的沉渣回流，同時護筒能夠降低封孔段周圍煤體的透氣性，減少鉆孔的漏氣，從而實現礦井水力壓裂鉆孔的密封。