[發明專利]一種耐高壓過濾式鉆孔定位封孔裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201811516030.2
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109441398A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 時本軍;蔣光勇;穆朝民
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種耐高壓過濾式鉆孔定位封孔裝置，其特征在于：鉆孔(11)、前端單向閥(2)、末端單向閥(1)、前端耐高壓過濾式裝置(3)、后端耐高壓過濾式裝置(4)、末端封口注漿管(6)、帶手輪氣動調節閥(9)、普通注漿管(10)、快速接頭(12)、固定裝置(7)、瓦斯抽采管(5)和孔洞(8),所述前端耐高壓過濾式裝置(3)和所述后端耐高壓過濾式裝置(4)長度0.7m左右，所述末端封口注漿管(6)和所述普通注漿管(10)可根據需要接不同的長度。封孔裝置的所述前端耐高壓過濾式裝置(3)和所述后端耐高壓過濾式裝置(4)靠一根所述末端封口注漿管(6)連接，外端連接注漿泵，起到傳遞漿液的作用，使得漿液按要求先后進入所述前端耐高壓過濾式裝置(3)和所述后端耐高壓過濾式裝置(4)，注漿時在所述前端單向閥(2)和所述末端單向閥(1)的作用下，漿液先進入所述前端耐高壓過濾式裝置(3)和所述后端耐高壓過濾式裝置(4)而不發生回流，發生膨脹后，其間隔的一段距離形成了注漿空腔，當漿液壓力達到所設值打開所述帶手輪氣動調節閥(9)，所述普通注漿管(10)中的漿液進入注漿封孔段，實現所述鉆孔(11)封孔。

2.根據權利要求1所述的一種耐高壓過濾式鉆孔定位封孔裝置，其特征在于：漿液進入所述的前端耐高壓過濾式裝置(3)和所述的后端耐高壓過濾式裝置(4)迫使耐高壓過濾裝置發生膨脹，兩端形成堵頭。

3.根據權利要求1所述的一種耐高壓過濾式鉆孔定位封孔裝置，其特征在于：注漿達到一定壓力時，打開所述帶手輪氣動調節閥(9)，所述普通注漿管(10)中的漿液進入注漿封孔段。

4.根據權利要求1所述的一種耐高壓過濾式鉆孔定位封孔裝置，其特征在于：所述的漿液為乳液改性水泥。

5.根據權利要求1所述的一種耐高壓過濾式鉆孔定位封孔裝置，其特征在于：所述的孔洞(8)是均勻在所述的瓦斯抽采管(5)末端進行物理打孔，提高瓦斯抽采效率。

6.根據權利要求1-5任意一項所述的一種耐高壓過濾式鉆孔定位封孔裝置的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)注漿準備

根據孔型選擇相應規格型號的封孔器產品及瓦斯抽放管，并檢查是否完好無損。連接好注漿泵、攪拌器，空轉檢驗注漿泵、攪拌器是否工作正常，驗證壓力表是否完好(應選用量值范圍0～6MPa的隔膜壓力表)檢驗方法：取適量長度的PE管，一端連接泵另一端折住，泵入清水看壓力表有無數值。檢查攪拌桶內不得有碎石子、煤塊、凝固水泥塊等雜物，防止堵塞注漿管路，造成封孔失敗。

按所需量準備好注漿材料，注意檢查注漿材料完好，無硬化結塊現象，否則，應停止使用。

(2)孔底末端耐高壓過濾式裝置安裝與固定

根據封孔深度要求，將封孔器孔底部末端耐高壓過濾式裝置(3)套在所述固定裝置(7)上，所述的固定裝置(7)是由卡箍組成，卡箍事先扣在準備好的所述瓦斯抽采管(5)上(常用管徑1.5吋)，兩個卡箍距離有耐高壓過濾式裝置決定，防止耐高壓過濾式裝置在輸送進鉆孔時滑動或者脫落；耐高壓過濾式裝置的兩端用鐵絲緊固在所述瓦斯抽采管(5)上(要點是鐵絲需緊固在耐高壓過濾式裝置開口的內側，即將耐高壓過濾式裝置兩出口扎實，鐵絲茬子要打圈處理，以防耐高壓過濾式裝置在膨脹的過程中被扎破)。

(3)封孔注漿膠管固定

按順序接好Polyvinyl chloride塑膠所述瓦斯抽采管(5)，并逐步將封孔器推送至孔內要求位置，所述末端封口注漿管(6)和所述普通注漿管(10)(所述普通注漿管(10)的長度由封口段決定,使其出漿口處于封口段里)一同每2米用寬膠帶固定在封孔套管上，防止在送鉆孔過程中膠管來回擺動。

(4)孔口耐高壓過濾式裝置套管固定

將孔口用已備好的所述快速接頭(12)與所述末端封口注漿管(6)進行連接，來回抽動接口處確定耐高壓過濾式裝置已安裝牢固后，用鐵絲打圈卡住所述快速接頭(12)的開關槽口以防注漿時壓力過大沖開，并將耐高壓過濾式裝置緊固方式將孔口所述耐高壓過濾式裝置(3)固定在孔口所述瓦斯抽采管(5)上，并推送進所述鉆孔(11)內,將孔口所述瓦斯抽采管(5)用鐵絲固定在鉆孔附近的支護材料上，將所述末端封口注漿管(6)和所述普通注漿管(10)按時間順序接到注漿泵出口注漿管上，即可進行注漿操作。

(5)注漿液配比

在攪拌桶內按水灰比0.7∶1(水為0.7，灰為1)的比例調配注漿液。

在調配漿液和注漿過程中的過程中需不停攪拌，以免漿液凝固。

2、注漿操作

(1)在確認以上準備工作無誤后啟動注漿泵，開始注漿時速度不宜過快，注漿泵進氣閥手柄一般控制在打開行程的三分之一至二分之一處。

(2)注漿開始后操作人員需時刻注意觀察壓力表數值變化情況(此項非常關鍵，壓力表數值的變化直接反應注漿情況，是分析孔內各項情況的依據)，在耐高壓過濾式裝置未注滿帶壓前注漿壓力一般不高于0.6MPa，在耐高壓過濾式裝置即將注滿時壓力會快速上升至所述帶手輪氣動調節閥(9)設定壓力值2.0MPa左右，關閉所述末端封口注漿管(6)管路上的閥門，停止供漿，此時打開所述帶手輪氣動調節閥(9)，壓力值會急速下降并接近0位，通過所述普通注漿管(10)注漿封堵兩耐高壓過濾式裝置中間孔段，速度可適當提高；中間段即將注滿時所述帶手輪氣動調節閥(9)數值會持續上升，在上升至(1.2～1.5)MPa時停止注漿，觀察壓力數值情況，正常情況應為帶壓后壓力數值基本保持不變，若壓力不能保持，則說明未能注滿，需繼續嘗試注漿直至注滿并保持帶壓。

(4)注漿結束及清洗

注滿帶壓后需先將注漿泵泄壓，然后去掉注漿管連接管，并對孔口注漿管彎折封堵處理，此時整個過程即為結束。

注漿完成后需及時清洗注漿泵，并將隔膜壓力表拆卸下來，對表身下部的孔內進行清洗，防止有注漿材料殘留影響表的準確性，清洗完成后裝回即可。攪拌桶內剩余注漿材料應進行處理并清洗干凈，防止結塊的顆粒在下次注漿時堵塞注漿泵或注漿管。