[發明專利]一種自適應動態封孔系統及其封孔方法

在審

• 申請號: 202010930106.7
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111927528A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 尉瑞;龔選平;孫峰;程成;白廷海;成小雨;張金;陳龍
• 申請（專利權）人: 中煤華晉集團有限公司;中煤能源研究院有限責任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B33/13
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種自適應動態封孔系統及其封孔方法，屬于煤層瓦斯抽采技術領域。本發明解決了現有由開采擾動導致后期封孔不嚴漏氣的問題。自適應動態封孔系統包括自適應封孔膠囊、自動補漿裝置、粘液材料組成。自適應封孔膠囊在充漿膨脹后可以隨時進行繼續注液或排液，自動補漿裝置可以根據封孔段內壓力的變化進行自動補漿。采用本發明所述的技術方案，一方面可以使自適應封孔膠囊在鉆孔出現潰孔時自動膨脹保證封堵效果，另一方面可以在開采擾動影響下封孔段出現裂隙后粘液材料對封孔段進行持續封堵，降低鉆孔周圍煤層透氣性，實現自適應動態封孔。本自適應動態封孔系統控自動化程度高、人為干擾因素小、封孔效果好，封孔方法操作簡單。

技術領域

本發明屬于礦井瓦斯防治領域，具體涉及一種自適應動態封孔系統及其封孔方法。

背景技術

瓦斯災害是煤礦生產的五大災害之一，而瓦斯抽采是瓦斯災害治理中最常用及有效的手段，而瓦斯抽采鉆孔的密封效果直接影響到瓦斯抽采效率，因此在瓦斯抽采過程中提高鉆孔的封孔質量對提高瓦斯抽采效果具有重要的意義。

目前我國鉆孔密封常采用“兩堵一注”的方法，通過聚氨酯或者水泥漿進行封孔，因而在封孔完成后，鉆孔封孔段受到開采擾動影響，鉆孔出現潰孔或裂隙發育出現漏氣通道的情況，大大降低了抽采效果，若漏氣后需二次封孔，操作繁瑣、封孔成本高。因此為了提高煤層瓦斯抽采時的封孔效果，降低封孔成本，并減少人工工作量，亟需建立一套自適應動態封孔裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自適應動態封孔系統及其封孔方法，用以解決現有技術中封孔不嚴的問題提。其特別適用目前瓦斯抽采及測壓封孔中，該裝置可以在初次封孔結束，并通過人工設置的補漿壓力，實現自動補漿。該自適應動態封孔系統主要解決的技術問題是實現實時動態補漿封孔。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種自適應動態封孔系統，包括自適應封孔膠囊和自動補漿裝置；其中，

所述的自適應封孔膠囊包括前置封孔膠囊、后置封孔膠囊和高壓軟管；所述的前置封孔膠囊包括第一膠囊注漿管、第一膠囊囊體和第一抽采管；所述的后置封孔膠囊包括第二膠囊注漿管、第二膠囊囊體、第二抽采管、封孔段注漿管和回漿管；

所述的自動補漿裝置包括第一存漿罐、第二存漿罐和氣動增加裝置、第一存漿罐上設置有第一漿液出口和第一補漿口，第二存漿罐上設置有第二漿液出口和第二補漿口，氣動增加裝置上設置有壓風接口、第一增壓出口和第二增壓出口；第一增壓出口和第二增壓出口分別連通至第一存漿罐和第二存漿罐；

使用狀態時，前置封孔膠囊中的第一膠囊囊體套裝在第一抽采管上，且第一膠囊囊體的兩端緊固，第一膠囊注漿管的出口從第一抽采管開口穿入，并連通至第一膠囊囊體與第一抽采管之間；后置封孔膠囊的第二膠囊囊體套裝在第二抽采管上，且第二膠囊囊體的兩端緊固，第二膠囊注漿管、封孔段注漿管、回漿管均從第二抽采管穿過，第二膠囊注漿管設置有兩個，第一出口連通至第二膠囊囊體和第二抽采管之間，第二出口通過高壓軟管連通至第二膠囊注漿管的進口，第一抽采管與第二抽采管通過第三抽采管連通；后置封孔膠囊的第二膠囊注漿管進口連接自動補漿裝置的第一漿液出口，封孔段注漿管進口連接第二漿液出口。

本發明進一步的改進在于，第二膠囊注漿管、封孔段注漿管和回漿管上分別設置有第一閥門、第二閥門和第三閥門，通過閥門的開閉進行注漿操作。

本發明進一步的改進在于，第一膠囊注漿管與第一抽采管開口處進行熱塑密封處理，防止漏氣漏液；

第二膠囊注漿管、封孔段注漿管和回漿管與第二抽采管開口處均做熱塑密封處理，防止漏氣。

本發明進一步的改進在于，第一膠囊囊體的兩端分別通過第一可移動金屬箍緊固，第二膠囊囊體的兩端分別通過第一可移動金屬箍緊固。

本發明進一步的改進在于，第二抽采管上的前后端均開設有內螺紋，用于連接抽采管路。