[發明專利]一種鉆桿式自動封孔裝置

在審

• 申請號: 202310091395.X
• 申請日: 2023-02-06
• 公開（公告）號: CN115977573A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 王清峰;辛德忠;史書翰;馬振綱;萬軍;陳航;唐敏;劉小華;張始齋;呂晉軍;蒲劍;王興;萬園;魯石平;周富佳
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12;E21B34/08;E21F7/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊麗芹

本發明涉及一種鉆桿式自動封孔裝置，屬于煤礦井下瓦斯抽放鉆孔封孔技術領域，包括順次設置且均能夠與鉆機主動鉆桿可拆卸連接的后堵管、至少一根帶料管、前堵管；后堵管、帶料管和前堵管的相鄰端能夠形成螺紋連接，三者均具有中心孔且之間相互連通以形成注水通道；后堵管和前堵管的周向設有環形槽，兩環形槽內設有充水膨脹的膠套以與鉆孔孔壁貼合形成封孔區；前堵管的前端設有壓力閥；帶料管具有沿其軸向順次布置的第一儲料腔、混料腔和第二儲料腔，混料腔的周向設有出料口。本發明實現了封孔裝置與鉆桿結構的兼容，可采用鉆進裝置實現機械化封孔，且實現了自動下放封孔裝置和自動注入封孔料兩個過程的連續，自動化程度高。

技術領域

本發明屬于煤礦井下瓦斯抽放鉆孔封孔技術領域，涉及一種鉆桿式自動封孔裝置。

背景技術

目前，煤礦井下普遍采用囊袋封孔裝置進行封孔，該方式需要在井下手動組裝封孔裝置，人工下入封孔裝置，且需要單獨下入瓦斯抽放管，最后采用單獨的注漿機器進行注漿，完成封孔。該方法存在以下不足：(1)需手動封孔，封孔自動化程度低；(2)步驟繁瑣，工人勞動強度大，且一些工人封孔不規范。針對以上兩個不足，目前已有相關學者研發出自動封孔裝置，但目前的自動封孔裝置存在以下缺點：(1)自動下入封孔裝置與自動注漿過程不連續，自動化程度有待提高；(2)封孔裝置受限于封孔原理，采用金屬材料，注漿封孔后不能取出，后期采煤機切割煤層中的封孔裝置會產生火花，極可能引發瓦斯事故；(3)封孔裝置流道結構復雜。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種鉆桿式自動封孔裝置，以實現自動下放封孔裝置和自動注入封孔料兩個過程的連續。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鉆桿式自動封孔裝置，包括順次設置且后端均能夠與鉆機主動鉆桿可拆卸連接的后堵管、至少一根帶料管、前堵管；后堵管、帶料管和前堵管的相鄰端能夠形成螺紋連接，且螺紋旋向與鉆機鉆進時的旋轉方向相同；后堵管、帶料管和前堵管均具有中心孔且之間相互連通以形成注水通道；后堵管和前堵管的周向設有環形槽，兩環形槽內設有充水膨脹的膠套以與鉆孔孔壁貼合形成封孔區；后堵管和前堵管設有連通膠套和注水通道的過水孔，過水孔處設有水流止回閥；前堵管的前端設有壓力閥以實現在一定水壓下自動阻斷注水通道；帶料管具有沿其軸向順次布置的第一儲料腔、混料腔和第二儲料腔；第一儲料腔和第二儲料腔的另一端設有進水口，進水口處設有第一壓力單向閥以控制進水口的通斷，第一儲料腔和第二儲料腔內設有推料滑環以在水壓的作用下推動對應儲料腔內的封孔料向混料腔移動；混料腔的兩端設有第二壓力單向閥，周向設有出料口以將由第一儲料腔和第二儲料腔進入混料腔的封孔料排出至封孔區。

可選地，所述壓力閥為偏心閥，在一定水壓下自動關閉，包括設有左通道的左閥體、設有右通道的右閥體、與左閥體固定連接的閥芯、套設在閥芯上的彈簧，右閥體與前堵管固定連接，左閥體與前堵管滑動連接，閥芯的另一端穿過右閥體且與其滑動連接，閥芯上還設有限位件以防止右閥體與其脫離，左閥體和右閥體的相對面能夠貼合且貼合時左通道與右通道不連通，彈簧位于左閥體和右閥體之間。

可選地，所述左閥體和右閥體的相對面為錐面。

可選地，所述第一儲料腔和第二儲料腔呈環形且徑向尺寸相同，混料腔的徑向尺寸大于第一儲料腔和第二儲料腔的徑向尺寸。

可選地，所述帶料管包括可拆卸連接的第一帶料管和第二帶料管，第一帶料管具有第一儲料腔，第二帶料管具有第二儲料腔，第一帶料管和第二帶料管的相接端具有與對應儲料腔連通且徑向尺寸大于對應儲料腔的環形腔，第一儲料腔和第二儲料腔靠近環形腔的一端設有第二壓力單向閥，兩個第二壓力單向閥與環形腔圍成混料腔。

可選地，所述環形槽包括沿徑向自內而外順次設置的第一環形槽和第二環形槽，且第二環形槽的長度大于第一環形槽以形成內小外大的階梯形狀，膠套安裝在第二環形槽內。

可選地，所述膠套與環形槽為粘接連接。