[發明專利]一種煤層底板穿層鉆孔動態自適應封孔裝置及方法

在審

• 申請號: 201810270733.5
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108278096A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 張建國;魏風清;楊運峰;李朋宇;高吾斌;周德勇;孟戰成
• 申請（專利權）人: 焦作市美格安礦業科技有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B33/12;E21B43/00;E21F7/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

1.一種煤層底板穿層鉆孔動態自適應封孔裝置，其特征在于：包括并排設置的抽采管和注漿注液封孔器，所述注漿注液封孔器包括注漿管、注液管以及順次固定連接在注漿管上的第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋，注漿管的前端開口后端設置有堵頭，所述注漿管上設置有控制向第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋注漿的第一單向注漿組件、第二單向注漿組件和第三單向注漿組件，所述第二囊袋和第三囊袋之間的注漿管上設置有爆破閥；所述注液管與注漿管并排設置，注液管的前后端均開口，注液管從第一囊袋和注漿管之間穿過，且注液管的后端開口設置于第一囊袋和第二囊袋之間；所述可伸縮抽采管與注漿管被第一囊袋、第二囊袋、第三囊袋所包裹。

2.根據權利要求1所述的一種煤層底板穿層鉆孔動態自適應封孔裝置，其特征在于：所述抽采管為可伸縮抽采管，可伸縮抽采管包括第一抽采管、第二抽采管和密封管，所述第一抽采管的后端和第二抽采管的前端通過密封管相連接，且密封管套設在第一抽采管和第二抽采管連接處的外部，第一抽采管和第二抽采管直徑相同，密封管的直徑大于第一抽采管和第二抽采管的直徑，第二抽采管與密封管密封固定連接，第一抽采管與密封管密封滑動連接。

3.根據權利要求2所述的一種煤層底板穿層鉆孔動態自適應封孔裝置，其特征在于：第一抽采管與密封管之間設置有保證密封性的密封圈組件，所述密封圈組件套設于第一抽采管的外部，包括第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，所述密封管的內側開有用于放置第一密封圈和第二密封圈的第一凹槽和第二凹槽，所述第一抽采管的前端開有放置第三密封圈的第三凹槽。

4.根據權利要求3所述的一種煤層底板穿層鉆孔動態自適應封孔裝置，其特征在于：所述第二抽采管的后端開有多個小孔。

5.根據權利要求4所述的一種煤層底板穿層鉆孔動態自適應封孔裝置，其特征在于：所述第一單向注漿組件密封設置于第一囊袋的內部，所述第二單向注漿組件密封設置于第二囊袋的內部，所述第三單向注漿組件密封設置于第三囊袋的內部。

6.根據權利要求1至4任一所述的一種煤層底板穿層鉆孔動態自適應封孔裝置，其特征在于：所述第一單向注漿組件、第二單向注漿組件和第三單向注漿組件的結構均相同，均包括注漿套管，所述注漿管上與第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋的對應位置處均開有注漿孔，所述注漿套管套設在注漿管上與注漿孔的對應位置處。

7.根據權利要求6所述的一種煤層底板穿層鉆孔動態自適應封孔裝置，其特征在于：所述第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋的兩端均通過囊袋管箍固定在注漿管上。

8.根據權利要求7所述的封孔裝置的封孔方法，其特征在于，包括以下步驟：

①、由底板巖石巷道向煤層施工底板穿層鉆孔；

②、底板穿層鉆孔施工完畢后，根據鉆孔施工深度選擇合適長度的可伸縮抽采管和注漿注液封孔器，并將它們組合在一起，放置到底板穿層鉆孔內的預定位置；同時保證可伸縮抽采管的密封管位于注漿注液封孔器的第一囊袋和第二囊袋之間；

③、將注漿注液封孔器的注漿管與注漿裝置連接，將配制好的水泥漿注入鉆孔內，在注漿壓力的作用下，第一單向注漿組件、第二單向注漿組件和第三單向注漿組件均打開，向第一囊袋、第二囊袋和第三囊袋注漿內注入水泥漿，使囊袋膨脹起來，將第一囊袋和第二囊袋之間、第二囊袋和第三囊袋之間分別形成獨立間隔，注漿壓力達到一定數值后，壓力打開第二囊袋和第三囊袋之間的爆破閥，水泥漿充滿第二囊袋和第三囊袋之間的獨立間隔，形成固體封孔段，注漿結束；

④、注漿48h之后，第二囊袋和第三囊袋之間的水泥漿凝固成固體封孔段；將注漿注液封孔器的注液管與注漿裝置連接，通過注液管向第一囊袋和第二囊袋之間的獨立間隔注入特制液體，壓力保持1MPa以上，形成液體封孔段，注液結束。