[發(fā)明專利]一種煤層瓦斯抽采鉆孔黏液動態(tài)可回收封孔裝置及方法

在審

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• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109488250A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷云;張興華;孫亮;閆循強(qiáng);鄒永洺;粱忠秋;潘競濤;劉揚;賈男;劉飛;張輝;王祎
• 申請（專利權(quán)）人: 煤科集團(tuán)沈陽研究院有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21F7/00
• 代理公司: 沈陽易通專利事務(wù)所 21116
• 代理人: 王建男

本發(fā)明涉及煤炭、瓦斯開采技術(shù)領(lǐng)域，一種煤層瓦斯抽采鉆孔黏液動態(tài)可回收封孔裝置，用于封堵煤層內(nèi)的鉆孔孔口段，3個第二高壓軟管的第二端分別和孔口膨脹膠囊、孔末端膨脹膠囊和封堵段，所述動態(tài)注漿系統(tǒng)通過可切換的和3個所述第二高壓軟管的第一端連接，使動態(tài)注漿系統(tǒng)向孔口膨脹膠囊內(nèi)部、孔末端膨脹膠囊內(nèi)部或封堵段注入封堵膠；所述孔口膨脹膠囊和孔末端膨脹膠囊外壁均為彈性壁，孔口膨脹膠囊和孔末端膨脹膠囊在注入封堵膠后膨脹，進(jìn)而封堵鉆孔內(nèi)壁和封孔管外壁之間的間隙，封堵段注入封堵膠后填充鉆孔內(nèi)壁和封孔管外壁之間的間隙。另外，本發(fā)明還提出一種煤層瓦斯抽采鉆孔黏液動態(tài)可回收封方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭、瓦斯開采技術(shù)領(lǐng)域，特別是煤層瓦斯抽采鉆孔封堵技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著淺部低瓦斯區(qū)域煤炭資源逐漸開采殆盡，井工開采煤礦將延伸至煤田高瓦斯區(qū)域，為了防止開采期間大量瓦斯涌出制約安全生產(chǎn)，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布了安監(jiān)總煤裝〔2011〕163號文件《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》明確規(guī)定了本煤層瓦斯抽采達(dá)標(biāo)的強(qiáng)制性條款。

高瓦斯礦井本煤層瓦斯抽采工藝是減少開采期間工作面瓦斯涌出的重要技術(shù)手段，現(xiàn)階段制約本煤層瓦斯抽采效率的主要因素是煤層鉆孔封孔方法及配套裝置，國內(nèi)外主要采取聚氨酯封孔方法和“兩堵一注”封孔法，封孔材料主要為水泥砂漿和聚氨酯，水泥砂漿易收縮干裂，并且封孔時間較長；聚氨酯遇水易軟化收縮，滲透性差，很難滲入到鉆孔周邊微裂隙中；這些封孔方法均存在煤層鉆孔封孔抽采后出現(xiàn)裂隙漏氣無法二次封孔補救的問題，以及煤層鉆孔中的封孔材料及抽采管無法回收的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種煤層瓦斯抽采鉆孔黏液動態(tài)可回收封孔裝置，該裝置能有效封堵瓦斯抽采鉆孔松動圈裂隙。另外本發(fā)明還提出一種煤層瓦斯抽采鉆孔黏液動態(tài)可回收封孔方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

在第一個技術(shù)方案中，一種煤層瓦斯抽采鉆孔黏液動態(tài)可回收封孔裝置，用于封堵煤層內(nèi)的鉆孔孔口段，包括動態(tài)注漿系統(tǒng)和靜態(tài)密封系統(tǒng)，其中靜態(tài)密封系統(tǒng)包括3個第二高壓軟管、孔口膨脹膠囊、孔末端膨脹膠囊和封孔管，其中所述封孔管置于所述鉆孔內(nèi)，所述孔口膨脹膠囊和孔末端膨脹膠囊間隔設(shè)套裝在封孔管外部，所述孔末端膨脹膠囊靠近孔內(nèi)一側(cè)為封堵段， 3個所述第二高壓軟管的第一端均為自由端，3個第二高壓軟管的第二端分別和孔口膨脹膠囊、孔末端膨脹膠囊和封堵段，所述動態(tài)注漿系統(tǒng)通過可切換的和3個所述第二高壓軟管的第一端連接，使動態(tài)注漿系統(tǒng)向孔口膨脹膠囊內(nèi)部、孔末端膨脹膠囊內(nèi)部或封堵段注入封堵膠；所述孔口膨脹膠囊和孔末端膨脹膠囊外壁均為彈性壁，孔口膨脹膠囊和孔末端膨脹膠囊在注入封堵膠后膨脹，進(jìn)而封堵鉆孔內(nèi)壁和封孔管外壁之間的間隙，封堵段注入封堵膠后填充鉆孔內(nèi)壁和封孔管外壁之間的間隙。

在第一個技術(shù)方案中，作為優(yōu)選的，所述孔口膨脹膠囊和孔末端膨脹膠囊在鉆孔開設(shè)方向的兩端均設(shè)有護(hù)頭，該護(hù)頭作為孔口膨脹膠囊和孔末端膨脹膠囊端部的保護(hù)蓋，且護(hù)頭為具有伸縮性的彈性件。

在第一個技術(shù)方案中，作為優(yōu)選的，所述動態(tài)注漿系統(tǒng)包括儲液容器、進(jìn)膠軟管、加壓注膠泵和第一軟管，所述進(jìn)膠軟管第一段置于儲液容器內(nèi)，第二端連接加壓注膠泵的入膠口，所述第一軟管的第一端連接加壓注膠泵的出膠口，所述進(jìn)膠軟管臨近加壓注膠泵的位置設(shè)有進(jìn)膠口調(diào)節(jié)閥、所述第一軟管臨近加壓注膠泵的位置均設(shè)有出膠口調(diào)節(jié)閥。

在第一個技術(shù)方案中，作為優(yōu)選的，所述第二高壓軟管上設(shè)有用于檢測第二高壓軟管管內(nèi)膠體壓力的壓力表組件。

在第一個技術(shù)方案中，作為優(yōu)選的，所述壓力表組件包括注膠截止閥、監(jiān)測壓力表調(diào)節(jié)閥、壓力表連接頭和壓力表，其中注膠截止閥設(shè)置在中間軟管管體上，所述壓力表通過壓力表連接頭連接在中間軟管上，且壓力表連接頭上設(shè)有監(jiān)測壓力表調(diào)節(jié)閥。

在第二個技術(shù)方案中，一種煤層瓦斯抽采鉆孔黏液動態(tài)可回收封孔方法，使用如第一個技術(shù)方案中所述的煤層瓦斯抽采鉆孔黏液動態(tài)可回收封孔裝置，包括以下步驟，