[發明專利]一種煤礦用封孔器

有效

• 申請號: 201611242824.5
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106639974B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 吳海進;賈慧霖;李曉偉
• 申請（專利權）人: 南京鑄安能源科技有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B33/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顧晨

本發明公開了一種煤礦用封孔器，該封孔器包括布置在抽采管內腔并在于管壁穿出形成開口的注水管、包裹抽采管并覆蓋開口的承壓管、以及在開口兩側將承壓管密封固定于抽采管的兩個鋼箍；承壓管至少含有一層橡膠層和一層紡布層。本發明有利于抽采后期承壓布管內的膠狀物質隨著鉆孔變形而變形時，始終保持承壓布管與鉆孔壁面保持緊密貼合，實現鉆孔長久的密封。同時承壓布管內也可以不安裝溶凝膠囊，即采用高壓水撐起承壓布管，始終保持鉆孔的良好密封。該裝置操作簡單可靠，封堵效果好，大大減輕了操作人員的勞動強度，同時也解決了聚氨酯等固體封孔材料在抽采一段時間由于鉆孔變形而導致密封不嚴密的問題。

技術領域

本發明涉及一種煤礦井下鉆孔永久性密封的封孔裝置，具體地說是一種煤礦用封孔器。

背景技術

隨著煤礦開采深度的增加，很多煤礦都面臨著高瓦斯低透氣性煤層瓦斯難以預抽的問題，該問題嚴重制約煤礦的安全生產。解決礦井開采過程中的瓦斯涌出和突出問題最主要的手段，就是采用瓦斯抽采。然而，在瓦斯抽采的過程中，也存在著抽采濃度低、效果差、持續時間短等各種問題。其中的一個最主要的制約因素就是鉆孔的密封能力，直接制約著鉆孔的抽采效果。為了提高鉆孔的抽采效果，延長鉆孔的使用時間，目前我國采用最多，效果最好的方法就是“兩堵一注”的封孔方法，通常在兩個堵頭之間灌注的是水泥砂漿。水泥砂漿雖然具有一定強度，但由于水泥在凝固后有收縮的趨勢，因此在鉆孔壁處就會產生裂隙導致漏氣，尤其對于小傾角鉆孔，水泥的收縮必然在鉆孔上壁產生大裂縫。除此之外，礦井通常也會采用聚氨酯封孔，但由于聚氨酯自身性質，封孔一段時間后，在地壓的作用下就會導致其變形，進而失去在煤壁的緊密接觸，發生漏氣，使鉆孔失效。因此常用的封孔方法均存在著不同程度的缺陷，這就使改進封孔方法顯得十分必要。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種對鉆孔實現長久、有效密封的煤礦用封孔器。

技術方案：為實現上述目的，本發明的一種煤礦用封孔器，安裝于抽采管，其特征在于：該封孔器包括布置在抽采管內腔并在于管壁穿出形成開口的注水管、包裹抽采管并覆蓋所述開口的承壓管、以及在開口兩側將承壓管密封固定于抽采管的兩個鋼箍；所述承壓管至少含有一層橡膠層和一層紡布層。

作為本發明進一步優化，所述承壓管由內向外分別為橡膠層、紡布層、經阻燃和抗靜電處理的保護層。所述保護層包括但不限于阻燃橡膠和抗靜電橡膠的組合。

進一步地，所述紡布層為錦綸、滌綸、芳綸的任意一種，或錦綸、滌綸、芳綸的任意兩種或三種混紡制成。紡布層用于控制承壓管膨脹體積，以防止過度膨脹而破裂。

所述承壓管和注水管之間還設有與注水管開口連通的膨脹囊體，所述膨脹囊體充盈狀況下為球形或環形。球形的膨脹囊體可從一側膨脹支撐承壓管，而環形的膨脹囊體可從外周各個方向實現支撐。

基于前述技術方案，可通過向注水管注水使其內壓達到2MPa，充盈膨脹囊體直接進行密封。由于膨脹囊體本身具有一定的變形能力，在其膨脹狀態下可實現有效密封。

作為本發明的進一步優化，還通過將膨脹囊體進行優化，實現其在充盈時遵循鉆孔形變，保持承壓管與鉆孔壁面保持緊密貼合，從而實現長久密封。為了實現該目的，所述膨脹囊體由內層膠囊、溶凝膠囊組成，內層膠囊和溶凝膠囊之間充盈有水溶凝膠。所述注水管開口處設有單向閥。

其中，所述水溶凝膠為具備較大彈性的可溶膠狀物質，具有良好的抗壓和保濕功能。滿足前述條件的現有材料都可以作為水溶凝膠。作為優選的方案，所述水溶凝膠包括但不限于丙凝、羧甲基纖維素鈉、水溶性尿醛樹脂中的任意一種。

進一步地，所述膨脹囊體在內壓超過第一壓力時破裂，所述溶凝囊體在內壓超過第二壓力時破裂，單向閥的開啟壓力大于第二壓力并大于第一壓力。