[發(fā)明專利]一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)及其使用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110033329.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN112696182A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瑞;王浩森;潘桂強(qiáng);喬慶;高成章;王彥軍;白鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西銀鋒科技有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;E21B33/127;E21B47/06;E21C41/18
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1.一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，包括泵送鋼管(17)和煤礦巷道(2)，其特征在于，所述泵送鋼管(17)依次開設(shè)有致裂注漿孔(21)和注水孔(22)，致裂注漿孔(21)和注水孔(22)的數(shù)量均為兩組，泵送鋼管(17)上焊接安裝有密封環(huán)(15)，密封環(huán)(15)的數(shù)量為兩組且呈平行對(duì)應(yīng)設(shè)置，密封環(huán)(15)上開設(shè)有貫穿孔(20)，貫穿孔(20)的內(nèi)側(cè)壁焊接安裝有注液管(18)，密封環(huán)(15)的外側(cè)壁焊接安裝有膨脹膠囊(16)，泵送鋼管(17)的外側(cè)壁位于膨脹膠囊(16)的外部開設(shè)有交換孔(19)，交換孔(19)的數(shù)量為兩組且兩組交換孔(19)依次與致裂注漿孔(21)和注水孔(22)連通設(shè)置，煤礦巷道(2)上開設(shè)有鉆孔(1)，煤礦巷道(2)內(nèi)依次設(shè)置有增壓泵(8)、注水泵(13)和致裂泵(7)，增壓泵(8)的輸出端焊接安裝有加壓管(4)，加壓管(4)的自由端與注液管(18)固定連接設(shè)置，加壓管(4)上設(shè)置有氣壓閥(3)，注水泵(13)的出水端焊接安裝有注水管(9)，注水管(9)的自由端與泵送鋼管(17)的注水孔(22)固定連接設(shè)置，注水管(9)上依次設(shè)置有水壓表(12)和第二截止閥(11)，致裂泵(7)的輸出端焊接安裝有致裂注漿管(5)，致裂注漿管(5)的自由端與泵送鋼管(17)的致裂注漿孔(21)固定連接設(shè)置，致裂注漿管(5)上依次設(shè)置有致裂壓力表(10)與第一截止閥(6)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述泵送鋼管(17)呈分段式結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述泵送鋼管(17)的一端外側(cè)壁開設(shè)有外凹槽，外凹槽的外側(cè)壁設(shè)置有外螺紋(14)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述泵送鋼管(17)的另一端外側(cè)壁開設(shè)內(nèi)凹槽，內(nèi)凹槽的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，外凹槽與內(nèi)凹槽相匹配，外螺紋(14)與內(nèi)螺紋可嚙合設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述注液管(18)與膨脹膠囊(16)連通設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述泵送鋼管(17)位于鉆孔(1)內(nèi)部且依次螺紋連接設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二截止閥(11)位于靠近注水泵(13)一側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一截止閥(6)位于靠近致裂泵(7)一側(cè)。

9.一種鉆孔封堵致裂注水一體化結(jié)構(gòu)的使用方法，步驟如下：

S1：在煤礦巷道(2)下提前準(zhǔn)備好設(shè)備，包括注水泵(13)、致裂泵(7)、增壓泵(8)和本發(fā)明提供的致裂注水一體化結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)好管路，加壓管(4)連接增壓泵(8)，致裂注漿管(5)和注水管(9)分別連接到致裂泵(7)和注水泵(13)上；

S2：根據(jù)不同地質(zhì)條件，提前打好煤層鉆孔(1)，鉆孔(1)角度和深度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定；

S3：將泵送鋼管(17)送入鉆孔(1)內(nèi)，通過注水管(9)注入清水，清洗鉆孔(1)直至鉆孔(1)內(nèi)無碎石，防止碎石阻礙封孔；

S4：同時(shí)將加壓管(4)與其注液管(18)進(jìn)行連接，通過增壓泵(8)、加壓管(4)與注液管(18)將高壓水送入膨脹膠囊(16)內(nèi)，膨脹膠囊(16)隨著水壓不斷升高會(huì)變大、膨脹，直至膨脹后的膨脹膠囊(16)與孔壁接觸，實(shí)現(xiàn)封孔效果；

S5：致裂注漿管(5)與致裂注漿孔(21)連接，閉合注水管(9)上的第二截止閥(11)，通過致裂泵(7)向致裂注漿管(5)內(nèi)不斷泵送高壓水進(jìn)入封堵空間，同時(shí)觀察致裂壓力表(10)；高壓水在封堵空間內(nèi)壓力會(huì)緩慢升高，在大于臨界致裂壓力時(shí)開始致裂堅(jiān)硬煤體，此時(shí)致裂壓力表(10)會(huì)出現(xiàn)突然的壓力降現(xiàn)象，說明致裂成功，裂縫出現(xiàn)；

S6：閉合致裂注漿管(5)上的第一截止閥(6)，打開注水管(9)上的第二截止閥(11)，先讓鉆孔(1)內(nèi)的高壓水泄壓、流出，然后通過注水泵(13)向注水管(9)內(nèi)不斷泵送5MPa壓力的水，水通過封堵空間進(jìn)入裂縫內(nèi)，在水作用下堅(jiān)硬煤層會(huì)逐漸降低內(nèi)聚力而出現(xiàn)松散軟化現(xiàn)象。