專利名稱：封孔管及封孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水泥砂漿封孔技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種封孔管及封孔裝置。
背景技術(shù)：
煤礦井下瓦斯抽樣鉆孔、測壓鉆孔等鉆孔的封孔處理效果，直接影響著礦井的井 下安全生產(chǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中通常采用水泥砂漿封孔工藝進(jìn)行封孔。封孔時(shí)，采用一根上下通透的 圓柱狀封孔管，并將封孔管伸入鉆孔。在封孔管所處的鉆孔內(nèi)的、封孔管外部的前后兩端采 用聚胺樹脂封堵，中間形成密封段，使用封孔泵將水泥砂漿注入密封段內(nèi)，水泥砂漿充分發(fā) 酵后即封孔結(jié)束。但是，當(dāng)鉆孔開孔的巖或煤斷面較為破碎，比如存在有裂隙，或者斷面內(nèi)鉆孔施工 數(shù)量較多時(shí)，注入的水泥砂漿無法充分填充所有裂隙，導(dǎo)致鉆孔封孔不嚴(yán)。為了增加封孔效 果，通常還會(huì)采用高壓注漿的方法來密封鉆孔。但是高壓注漿時(shí)，容易引起聚胺樹脂的滑 落，仍然導(dǎo)致封孔不嚴(yán)實(shí)，從而引起對(duì)鉆孔的測壓不準(zhǔn)確、抽采漏氣等現(xiàn)象，直接危害礦井
安全生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種封孔管及封孔裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中封孔不嚴(yán)的 缺陷，能夠提高鉆孔的封孔的質(zhì)量。本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種封孔管，包括中空通管，在所述通管的外側(cè)壁自上而下依次間隔設(shè)置有第一擋板、第二擋板和第三擋板；所述第一擋板與所述通管一端之間的區(qū)域用于放置第一固結(jié)劑；所述第一擋板上設(shè)有注漿孔和返漿孔，通過所述注漿孔和所述返漿孔，向所述第 一擋板和所述第二擋板之間的區(qū)域，進(jìn)行注漿處理；所述第二擋板和所述第三擋板之間的區(qū)域用于放置吸附劑；所述第三擋板與所述通管另一端之間的區(qū)域用于放置第二固結(jié)劑。如上所述的封孔管，所述第一擋板、所述第二擋板和所述第三擋板均與所述通管 軸線垂直。如上所述的封孔管，所述第一擋板、所述第二擋板和所述第三擋板均為圓環(huán)狀結(jié) 構(gòu)。如上所述的封孔管，所述注漿孔和所述返漿孔對(duì)稱設(shè)置在所述第一擋板上。如上所述的封孔管，所述第一擋板和所述第二擋板的間距大于6米。如上所述的封孔管，所述第一固結(jié)劑和所述第二固結(jié)劑為聚胺樹脂。如上所述的封孔管，所述吸附劑為干海帶或棉紗。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種封孔裝置，包括封孔管，采用上述封孔管；[0020]封孔泵、膠管、注漿管和返漿管；所述膠管一端與所述封孔泵連接，另一端與所述 注漿管連接；所述注漿管穿過所述注漿孔、并伸入所述第一擋板與所述第二擋板之間的區(qū) 域；所述返漿管穿過所述返漿孔、并伸入所述第一擋板與所述第二擋板之間的區(qū)域。如上所述的封孔裝置，所述膠管的外壁設(shè)有用于檢測注漿壓力的壓力表。
如上所述的封孔裝置，所述膠管與所述注漿管的連接處設(shè)有第一控制閥；所述返 漿管外部端口處設(shè)有第二控制閥。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的封孔管及封孔裝置，通過在封孔管外側(cè)自上而下依次間 隔設(shè)置有三個(gè)擋板，在封孔時(shí)，用于固定封孔管與鉆孔之間的聚胺樹脂、干海帶或棉紗等， 并在中部形成密封段。采用本實(shí)施例的技術(shù)方案，高壓注漿時(shí)可以保證加壓的水泥砂漿能 夠在填滿密封段之后，充分填充鉆孔孔壁周圍的每一裂隙。所以，采用本實(shí)施例的技術(shù)方案 能夠提高鉆孔的封孔質(zhì)量，有利于改善瓦斯抽采效果和準(zhǔn)確測定瓦斯壓力，從而提高礦井 生產(chǎn)的安全性。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作以簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是 本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的封孔管的剖面示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的第一擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的封孔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為采用本實(shí)用新型實(shí)施例二的封孔裝置封孔鉆孔的單孔抽采濃度示意圖；圖5為采用本實(shí)用新型實(shí)施例二的封孔裝置封孔鉆孔的壓力測量示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新 型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施 例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于 本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案。實(shí)施例一圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的封孔管的剖面示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的封裝 管，包括一中空通管1，在通管1的外側(cè)壁自上而下依次間隔設(shè)置有第一擋板2、第二擋板3 和第三擋板4。通管1可以為圓柱狀的中空通管。第一擋板2與通管1 一端101之間的區(qū) 域用于放置第一固結(jié)劑；第一固結(jié)劑用于固結(jié)通管1的一端101與鉆孔5的孔壁。第一擋 板2上設(shè)有注漿孔6和返漿孔7，通過注漿孔6和返漿孔7，向第一擋板2和第二擋板3之間 的區(qū)域，進(jìn)行注漿處理。第二擋板3和第三擋板4之間的區(qū)域用于放置吸附劑；吸附劑用于 吸附通管1的外壁與鉆孔5的孔壁之間的水分。第三擋板4與通管1的另一端102之間的區(qū)域用于放置第二固結(jié)劑；第二固結(jié)劑用以固結(jié)通管1的另一端102與鉆孔5的孔壁。第一固結(jié)劑和第二固結(jié)劑可以采用聚胺樹脂；吸附劑可以采用干海帶或者棉紗。如圖1所示，為便于描述，不妨以第一擋板2的位置為界，通管1上的第一擋板2 以上的部分為通管1的一端101。以第三擋板4的位置為界，通管1上的第三擋板4以下的 部分為通管1的另一端102。封孔時(shí)，在第一擋板2與通管1的一端101之間放置的第一固結(jié)劑，將通管1的一 端101與鉆孔5的孔壁固結(jié)。在第二擋板3和第三擋板4之間放置的吸附劑可用于吸附通 管1外側(cè)與鉆孔5之間的水分。在第三擋板4與通管1的另一端102之間放置的第二固結(jié) 齊U，將通管1的另一端102與鉆孔5的孔壁固結(jié)。而在第一擋板2和第二擋板3之間形成 一個(gè)可以用于注入水泥砂漿的密封空間，亦稱密封段。需要說明的是，第一擋板2、第二擋板 3和第三擋板4的直徑尺寸略小于鉆孔5的孔徑，這樣可以保證在加壓注入水泥砂漿時(shí)，液 體狀的水泥砂漿會(huì)充分浸入鉆孔周圍的每一處裂隙。由于各擋板的保護(hù)作用，加壓的水泥 砂漿不會(huì)致使固結(jié)劑或者吸附劑滑落，從而提高鉆孔封孔的質(zhì)量。需要說明的是，本實(shí)施例中的第一擋板2、第二擋板3和第三擋板4均與通管1的 軸線垂直；可以采用焊接的方式將三個(gè)擋板焊接在通管1的外壁。需要說明的是，第一擋板2、第二擋板3和第三擋板4均為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)。第一擋板2 上的注漿孔6和返漿孔7可對(duì)稱的設(shè)置在第一擋板2上，或者非對(duì)稱分布在第一擋板2上。 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的第一擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示，注漿孔6和返漿孔7對(duì) 稱分布在第一擋板2上。需要說明的是，為了保證封孔的效果，第一擋板2和第二擋板3的間距大于6米。 其中第一擋板2、第二擋板3和第三擋板4之間的間距可以是等間距，或者是不是等間距，圖 1所示為第一擋板2、第二擋板3和第三擋板4之間不等間距的情況。本實(shí)施例封孔管，通過在通管的外壁自上而下依次間隔設(shè)置三個(gè)擋板，在封孔時(shí)， 用于固定封孔管與鉆孔之間的固結(jié)劑和吸附劑，并在中部形成用于注入水泥砂漿的密封 段。采用本實(shí)施例的技術(shù)方案，高壓注漿時(shí)可以保證加壓的水泥砂漿填滿密封段之后，充分 填充鉆孔孔壁周圍的每一裂隙。且高壓注漿過程中不會(huì)致使固結(jié)劑的滑落；能夠保證鉆孔 封孔的密實(shí)性，有效地提高了鉆孔封孔的質(zhì)量。實(shí)施例二圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的封孔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，本實(shí)施例的封 孔裝置包括上述實(shí)施例一的封孔管，還包括封孔泵8、膠管9、注漿管10和返漿管11。膠 管9選擇能夠抵抗一定壓力的高壓膠管。膠管9 一端與封孔泵8相連，另一端與注漿管10 連接，注漿管10穿過注漿孔6、并伸入第一擋板2與第二擋板3之間的區(qū)域；返漿管11穿 過返漿孔7、并伸入第一擋板2與第二擋板3之間的區(qū)域。優(yōu)選地，注漿管10通過注漿孔6穿過第一擋板2伸向第二擋板3附近，用于在壓 強(qiáng)的作用下，將水泥漿自下向上注入到第一擋板2和第二擋板3形成的密封空間。返漿管 11則剛好穿過第一擋板2即可，用于在第一擋板2和第二擋板3之間的密封段注滿水泥砂 漿時(shí)向外返回水泥砂漿。采用此優(yōu)選方案，可以保證注入水泥砂漿的時(shí)候，將水泥砂漿送入 密封段的最深層的位置；當(dāng)水泥砂漿即將注滿，快到靠近第二擋板2的位置才要向外返回 水泥砂漿，可以保證水泥砂漿充分填充密封段，保證了密封的效果。需要說明的是，注漿孔6和返漿孔7沒有實(shí)質(zhì)區(qū)別，可以互換使用。如圖3所示，為了以防止在壓力不夠的情況下，水泥砂漿不能充分填充鉆孔5孔壁 周圍的每一裂隙，可以在膠管9外壁設(shè)置一壓力表12，壓力表12用于檢測注入水泥砂漿時(shí) 的壓力，可以保證在一定壓強(qiáng)下，水泥砂漿能夠充分填充鉆孔5的孔壁周圍的每一裂隙。為 了保證封孔質(zhì)量，優(yōu)選地，要求注入水泥砂漿的壓力不能低于4MPa，即壓力表12的示數(shù)不 能小于4MPa。 如圖3所示，還可以在膠管9與注漿管10的連接處設(shè)有第一控制閥13 ；第一控制 閥13用于控制當(dāng)注漿完成之后，關(guān)閉注漿管10與膠管9相連的端口。如圖3所示，還可以 在返漿管11外部端口處設(shè)有第二控制閥14，用于關(guān)閉返漿管11外部端口，禁止注滿水泥砂 漿之后繼續(xù)向外返回水泥砂漿，否則需要調(diào)節(jié)封孔泵8處注漿時(shí)的壓力。本實(shí)施例的封孔裝置，通過采用上述實(shí)施例的封孔管，能夠在一定的壓力之下，對(duì) 鉆孔進(jìn)行封孔。采用本實(shí)施例的封孔裝置，能夠有效地提高鉆孔的封孔質(zhì)量，有利于改善瓦 斯抽采效果和準(zhǔn)確測定瓦斯壓力，從而提高礦井生產(chǎn)的安全性。下面以上述實(shí)施例的封孔裝置為例，詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例的封孔管及封孔裝置 的使用步驟(1)首先將第二固結(jié)劑系在封孔管的通管1的另一端102上，即將第二固結(jié)劑限定 在第三擋板4和通管1的另一端102之間的區(qū)域，以第二固結(jié)劑緊靠在第三擋板4的下表 面為宜。將吸附劑纏繞在第二擋板3與第三擋板4之間，并用細(xì)線扎好，澆少量聚胺樹酯； 第二固結(jié)劑可以采用聚胺樹脂，吸附劑可以采用干海帶或者棉紗；(2)將步驟(1)裝配好的封孔管迅速裝入施工完畢的鉆孔5內(nèi)；(3)分別將用于注入水泥砂漿的注漿管10和用于返回水泥砂漿的返漿管11分別 插入第一擋板2上的注漿孔6和返漿孔7 ；其中注漿管10延伸到靠近第二擋板3處，返漿 管11伸出第一擋板2即可；(4)待吸附劑膨脹有勁后，采用第一固結(jié)劑封上鉆孔5的孔口，具體地，第一固結(jié) 劑位于第一擋板2與通管1的一端101之間的區(qū)域。為了增加密封效果，優(yōu)選在鉆孔5的孔 口 Im以下填充第一固結(jié)劑，在第一固結(jié)劑上方與鉆孔5的孔口的位置處填充水泥砂漿；這 樣，在第一擋板2和第二擋板3之間形成一個(gè)密封段；其中第一固結(jié)劑可以采用聚胺樹脂；(5)封孔泵8在壓強(qiáng)的作用下將水泥砂漿通過膠管9壓入注漿管10，最終將水泥 砂漿壓入第一擋板2和第二擋板3之間的密封段，通過檢測膠管9外側(cè)設(shè)置的壓力表12可 以檢測水泥砂漿注入的壓力，為了保證封孔效果，通常情況下壓力不能小于4MPA;(6)待返漿管11外部端口向外返回水泥砂漿時(shí)，停止注漿，關(guān)閉返漿管11外側(cè)設(shè) 置的第二控制閥14 ；稍后再次帶壓補(bǔ)漿，即封孔泵8繼續(xù)向密封段壓入水泥砂漿，以使得水 泥砂漿在一定壓力下充分填充鉆孔5孔壁周圍的每一處裂隙；通常根據(jù)實(shí)際需要，可以進(jìn) 行幾次帶壓補(bǔ)漿過程，最后一次返漿之后，關(guān)閉注漿管10外側(cè)設(shè)置的第一控制閥13，封孔 完畢；最后清理現(xiàn)場。采用本實(shí)用新型的封孔管和封孔裝置封孔，可以有效地保證瓦斯的抽采濃度。圖 4為采用本實(shí)用新型封孔裝置封孔鉆孔的單孔抽采濃度示意圖；如圖4所示，現(xiàn)場試驗(yàn)表 明，采用本實(shí)用新型實(shí)施例的封孔裝置對(duì)鉆孔進(jìn)行封孔，在鉆孔抽采負(fù)壓大于20Kpa的條 件下，封孔完第一天的抽采初期瓦斯?jié)舛茸畲鬄?4%，穩(wěn)定后的瓦斯抽采濃度也能夠達(dá)到30%以上，滿足瓦斯抽采濃度的需求。采用本實(shí)用新型的封孔管和封孔裝置封孔，鉆孔封孔嚴(yán)密，瓦斯壓力測定準(zhǔn)確。圖 5為采用本實(shí)用新型封孔裝置封孔鉆孔的壓力測量示意圖；如5所示，現(xiàn)場試驗(yàn)表明，檢測 采用本實(shí)用新型實(shí)施例的封孔裝置封孔的鉆孔的壓力，測定時(shí)間段從封孔鉆孔完第一天開 始至其后的第23天，如5所示，可以檢測到瓦斯壓力剛開始逐日遞增，慢慢趨于穩(wěn)定，最大 達(dá)到2. 6Mpa ；直至對(duì)抽采鉆孔施工，鉆孔瓦斯壓力才卸壓衰減。所以可以知道，采用本實(shí)用 新型的封孔管和封孔裝置封堵的鉆孔密實(shí)，效果好。 最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制； 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解 其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等 同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù) 方案的精神和范圍。
權(quán)利要求一種封孔管，包括中空通管，其特征在于，在所述通管的外側(cè)壁自上而下依次間隔設(shè)置有第一擋板、第二擋板和第三擋板；所述第一擋板與所述通管一端之間的區(qū)域用于放置第一固結(jié)劑；所述第一擋板上設(shè)有注漿孔和返漿孔，通過所述注漿孔和所述返漿孔，向所述第一擋板和所述第二擋板之間的區(qū)域，進(jìn)行注漿處理；所述第二擋板和所述第三擋板之間的區(qū)域用于放置吸附劑；所述第三擋板與所述通管另一端之間的區(qū)域用于放置第二固結(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封孔管，其特征在于，所述第一擋板、所述第二擋板和所述第 三擋板均與所述通管軸線垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封孔管，其特征在于，所述第一擋板、所述第二擋板和所述第 三擋板均為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封孔管，其特征在于，所述注漿孔和所述返漿孔對(duì)稱設(shè)置在 所述第一擋板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的封孔管，其特征在于，所述第一擋板和所述第二擋板 的間距大于6米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的封孔管，其特征在于，所述第一固結(jié)劑和所述第二固 結(jié)劑為聚胺樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的封孔管，其特征在于，所述吸附劑為干海帶或棉紗。
8.一種封孔裝置，包括封孔管，為權(quán)利要求1-7任一所述的封孔管；封孔泵、膠管、注漿管和返漿管；所述膠管一端與所述封孔泵連接，另一端與所述注漿 管連接；所述注漿管穿過所述注漿孔、并伸入所述第一擋板與所述第二擋板之間的區(qū)域； 所述返漿管穿過所述返漿孔、并伸入所述第一擋板與所述第二擋板之間的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封孔裝置，其特征在于，所述膠管的外壁設(shè)有用于檢測注漿 壓力的壓力表。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的封孔裝置，其特征在于，所述膠管與所述注漿管的連接 處設(shè)有第一控制閥；所述返漿管外部端口處設(shè)有第二控制閘。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種封孔管及封孔裝置。封孔管包括中空通管，在所述通管的外側(cè)壁自上而下依次間隔設(shè)置有第一擋板、第二擋板和第三擋板；所述第一擋板與所述通管一端之間的區(qū)域用于放置第一固結(jié)劑；所述第一擋板上設(shè)有注漿孔和返漿孔，通過所述注漿孔和所述返漿孔，向所述第一擋板和所述第二擋板之間的區(qū)域，進(jìn)行注漿處理；所述第二擋板和所述第三擋板之間的區(qū)域用于放置吸附劑；所述第三擋板與所述通管另一端之間的區(qū)域用于放置第二固結(jié)劑。采用本實(shí)用新型實(shí)施例的方案能夠提高鉆孔的封孔質(zhì)量、保證瓦斯抽采效果，從而提高礦井生產(chǎn)的安全性。
文檔編號(hào)E21B33/12GK201610734SQ20102011906
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月20日
發(fā)明者嚴(yán)立峰, 夏仕柏, 孫月庚, 王永清, 程念東, 陳軍 申請(qǐng)人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司