本發(fā)明涉及一種煤層瓦斯氣抽采技術(shù)，特別是一種快速袋式濾壓封孔裝置及方法。

背景技術(shù)：

煤層瓦斯是一種潔凈能源，但對(duì)煤礦生產(chǎn)而言更是一種災(zāi)害源。因此，在含瓦斯的煤層開采前必須進(jìn)行瓦斯抽采由于我國(guó)的煤炭賦存地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層松軟程度、埋深等不同，目前主要依靠地下開采?，F(xiàn)有采煤工作面瓦斯抽采是分別通過(guò)運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷內(nèi)在本煤層中打順層鉆孔進(jìn)行抽采，對(duì)于透氣性較差的煤層通常還需在進(jìn)行水力壓裂增透后再行抽采。煤層瓦斯抽采由瓦斯抽采系統(tǒng)通過(guò)眾多抽采孔進(jìn)行，即使對(duì)于壓裂增透并將壓裂孔作為抽采孔用的煤層，其僅作為抽采用的途抽采孔也占據(jù)絕大多數(shù)。抽采孔在鉆孔、插抽采管后需要進(jìn)行封孔處理，以防止瓦斯泄漏?，F(xiàn)有抽采孔的封孔方法較多，最常用的方法是注漿封孔法，該方法通過(guò)注漿管在封孔段注漿，以待漿料固化后形成具有一定承壓能力的封孔段。由于抽采封孔的承壓要求與壓裂封孔的承壓要求相比相對(duì)較低，采用對(duì)濾壓袋注漿的方式由填充有漿料的濾壓袋與鉆孔孔壁和抽采管外壁之間形成封孔段的封孔方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用。該方法的裝置包括濾壓袋和注漿管，而最為經(jīng)濟(jì)的是注漿管采用軟管，但現(xiàn)有技術(shù)中不能在注漿后將注漿管從濾壓袋上卸下，造成封孔后的注漿管被白白浪費(fèi)。而對(duì)于需封過(guò)松動(dòng)圈影響或較深煤層的抽采鉆孔，由于封孔段距孔口距離較遠(yuǎn)，這種浪費(fèi)現(xiàn)象尤為明顯。為此，需要對(duì)現(xiàn)有封孔裝置及方法進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速濾壓封孔裝置，該封孔裝置將注漿管設(shè)置為通過(guò)具有遠(yuǎn)程操控結(jié)構(gòu)的卸管器連接的兩段，在注漿完成后，通過(guò)遠(yuǎn)程操控將卸管器從與濾壓袋連接的管段上拆下，從而使卸管器和與注漿泵連接的注漿管管段具有可再利用特性，避免造成注漿管被白白浪費(fèi)，降低封孔成本和抽采成本。且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，使用成本低。本發(fā)明的第二目的是提供一種利用第一發(fā)明目的所述的裝置進(jìn)行封孔的方法，以節(jié)省封孔材料，降低封孔成本。

為實(shí)現(xiàn)第一目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種快速袋式濾壓封孔裝置，包括設(shè)在抽采管上的濾壓袋，濾壓袋通過(guò)注漿管與注漿泵接通，注漿管伸入濾壓袋內(nèi)的管段上連接有單向閥，所述注漿管由第一管段和第二管段組成，第一管段和第二管段通過(guò)卸管器接通；第一管段連接在注漿泵上，第二管段連接在所述濾壓袋上，第二管段長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于第一管段長(zhǎng)度；所述單向閥連接在第二管段上，且第二管段通過(guò)卸管器上的彈性快插接口與卸管器形成彈性快插型連接，卸管器上設(shè)有圓周均布的至少兩根拉索，以在第二管段被固定后，通過(guò)至少兩根拉索拉拽卸管器的按鈕回退，使第二管段與卸管器脫離。

采用前述技術(shù)方案的本發(fā)明，在用于煤層瓦斯抽采的抽采孔的濾壓袋式封孔時(shí)，通過(guò)注漿泵、第一管段、卸管器和第二管段等對(duì)濾壓袋完成注漿，濾壓袋通過(guò)單向閥保壓，濾壓袋與鉆孔之間的膨脹壓力使濾壓袋被固定，相應(yīng)與濾壓袋連接的第二管段被固定不動(dòng)，此時(shí)，通過(guò)至少兩根拉索拉拽卸管器的按鈕回退，使第二管段與卸管器脫離，達(dá)到卸管器與第二管段脫離的目的。以便重復(fù)利用構(gòu)成注漿管的第一管段，減少注漿管消耗，降低瓦斯抽采成本，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和操作方便，使用成本低。多個(gè)圓周均布的拉索，以便拉拽力均勻作用在管狀主體的圓周上，減少無(wú)效勞動(dòng)，提高拉拽效率。其中，拉索可直接固定在按鈕上，也可固定在第三構(gòu)件上，第三構(gòu)件與按鈕固定，或者第三構(gòu)件形成對(duì)按鈕的推壓等。

優(yōu)選的，所述卸管器包括管狀主體，管狀主體內(nèi)設(shè)有彈性快插接頭；所述彈性快插接口設(shè)在彈性快插接頭的一端，并與所述第二管段插接，彈性快插接口前端設(shè)有滑套，滑套滑動(dòng)配合在所述管狀主體內(nèi)，滑套的中孔用于穿過(guò)所述第二管段；所述拉索通過(guò)前端與所述滑套固定連接，以通過(guò)滑套拉動(dòng)所述按鈕回退。使用時(shí)，彈性快插接口與固定連接在濾壓袋上的第二管段形成彈性快速插接，彈性快插接頭另一端或管狀主體的對(duì)應(yīng)端通過(guò)第一管段與注漿泵連通。在通過(guò)注漿泵、第一管段、卸管器和第二管段等對(duì)濾壓袋完成注漿后，濾壓袋通過(guò)保壓裝置保壓，利用濾壓袋與鉆孔之間的膨脹擠壓力形成濾壓袋的支撐固定，相應(yīng)與濾壓袋連接的第二管段被固定，通過(guò)拉索拉拽滑套，滑套頂壓按鈕，達(dá)到第二管段脫離彈性快插接口，從而實(shí)現(xiàn)與卸管器脫離連接關(guān)系的目的。以便再次利用注漿管的第一管段，減少注漿管消耗，降低瓦斯抽采成本，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和操作方便，使用成本低。

本方案中，彈性快插接口在直接與軟管連接時(shí)，采用軟管型快插接口結(jié)構(gòu)；當(dāng)軟管通過(guò)如金屬類的硬質(zhì)接頭過(guò)渡后與彈性快插接口連接時(shí)，彈性快插接口采用與過(guò)渡接頭連接的剛性接頭快插接口結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中，軟管型快插接口結(jié)構(gòu)的接頭包括管狀接頭體，接頭體內(nèi)套裝有管形按鈕，按鈕外端露出接頭體外端，按鈕里端形成圓周分布的多個(gè)彈性結(jié)構(gòu)的卡爪，卡爪內(nèi)側(cè)形成有卡齒，按鈕內(nèi)孔用于穿過(guò)軟管，并通過(guò)卡爪和卡齒形成對(duì)軟管的抱夾，卡爪遠(yuǎn)端外側(cè)向外凸起；接頭體內(nèi)形成接納卡爪遠(yuǎn)端的環(huán)形槽，環(huán)形槽的外端面臺(tái)階用以阻止按鈕脫出，環(huán)形槽還具有容納卡爪外張的空間，環(huán)形槽位于卡爪遠(yuǎn)端的內(nèi)臺(tái)階端面呈錐臺(tái)面結(jié)構(gòu)。使用時(shí)，現(xiàn)將按鈕向內(nèi)按壓到設(shè)定位置，軟管穿過(guò)按鈕并插入接頭體管孔的里端，通過(guò)密封圈與接頭體形成密封連接，松開按鈕后，按鈕抱夾在軟管上，按鈕由環(huán)形槽限制而不能脫出，從而實(shí)現(xiàn)軟管與接頭的快速插接。當(dāng)需要卸下軟管時(shí)，將按鈕向內(nèi)按壓，卡爪由遠(yuǎn)端與錐臺(tái)面抵接，以使卡爪外張，從而松開軟管，在通過(guò)拉拽的方式卸下軟管?，F(xiàn)有技術(shù)中與接頭插接的快插接頭，按鈕環(huán)套在接頭體端部，按鈕由壓縮彈簧向外端頂推，按鈕內(nèi)壁上形成有錐面，接頭體通過(guò)管壁上的徑向孔設(shè)有多個(gè)鋼球，鋼球通過(guò)錐面推壓向軸心方向移動(dòng)，以使鋼球的一部分卡入剛性接頭的卡槽內(nèi)。使用時(shí)，向內(nèi)按壓按鈕，插入硬質(zhì)或剛性管接頭，管接頭與接頭體的內(nèi)孔里端通過(guò)密封圈形成密封連接，松開按鈕，使管接頭與接頭體通過(guò)鋼球卡合而防止脫出。當(dāng)需要卸下管接頭時(shí)，再次按下按鈕，使鋼球具有徑向外移空間而脫出卡槽，實(shí)現(xiàn)卸下的目的。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述彈性快插接頭為軟管型，該彈性快插接頭通過(guò)接頭主體可滑動(dòng)的配合在所述管狀主體內(nèi)，該彈性快插接頭在管狀主體進(jìn)口端方向的極限位置被限制；所述滑套滑動(dòng)配合在管狀主體的管孔內(nèi)，軟管型彈性快插接頭和滑套由透蓋限制脫出。以適應(yīng)如前述的應(yīng)用場(chǎng)所，使用時(shí)，第二管段依次穿過(guò)通過(guò)透蓋、滑套和鈕式快插型軟管接頭的按鈕插入接頭主體的管孔里端，第二管段由按鈕自由端的多個(gè)彈性卡爪和卡齒抱夾固定在按鈕上，并通過(guò)密封圈與管狀主體形成密封連接。在封孔注漿完成后，第二管段通過(guò)濾壓袋固定，通過(guò)拉索拉拽滑套朝按鈕移動(dòng)，以形成對(duì)按鈕的按壓，從而達(dá)到將卸管器從第二管段上卸下的目的。

再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述軟管型彈性快插接頭的進(jìn)口端形成有另一彈性快插接口，該另一彈性快插接口用于接插所述第一管段；該另一彈性快插接口的按鈕與所述接頭主體之間設(shè)有彈性擋圈，該彈性擋圈用于阻止在該按鈕被按壓時(shí)產(chǎn)生軸向位移。軟管型彈性快插接頭形成直通型結(jié)構(gòu)，便于直接采購(gòu)市場(chǎng)上銷售的直通型按鈕式快插接頭商品，在第一管段側(cè)的按鈕與接頭主體之間加裝彈性擋圈，阻止按鈕被推壓、按壓后移位。降低制造難度和成本，同時(shí)，可確保接插口與軟管之間的連接密封性。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述管狀主體通過(guò)拉索孔穿設(shè)所述拉索。以通過(guò)限制拉索擺動(dòng)幅度，確保多根拉索形成對(duì)滑套的同步拉拽，減少或消除滑套因拉拽不均而出現(xiàn)卡滯。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述透蓋與管狀主體呈螺合連接關(guān)系。提高裝拆方便性，進(jìn)而提升第二管段連接的操作效率。

優(yōu)選的，所述管狀主體進(jìn)口端外側(cè)還設(shè)有抱箍。以通過(guò)抱箍將管狀主體固定在進(jìn)口端的管段上，以避免二者之間軸向竄動(dòng)，提高連接可靠性和拆卸方便性；還可利用第一管段與拉索一起共同形成對(duì)卸管器的拉拽，以在卸下第二管段后將卸管器拖出鉆孔孔口。

為實(shí)現(xiàn)第二目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種快速濾壓袋式封孔方法，包括在抽采鉆孔內(nèi)設(shè)置封孔裝置和壓力注漿的步驟，該方法利用實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一目的的所述封孔裝置實(shí)施，并在注漿完成后的漿料凝固前，拉拽拉索，使所述卸管器與第二管段脫離。

利用前述封孔裝置進(jìn)行封孔，其卸管器可重復(fù)使用，特別是現(xiàn)有技術(shù)中被浪費(fèi)的注漿管也可再利用，可充分降低注漿管的管材消耗，降低封孔和抽采成本。

優(yōu)選的，在所述設(shè)置封孔裝置的步驟前，還包括將第一管段和第二管段通過(guò)卸管器連接，并在第一管段與卸管器的彈性快插接頭對(duì)應(yīng)接口插接后，在該接口部的按鈕與接頭主體之間設(shè)置彈性擋圈，以防止該按鈕在被按壓時(shí)產(chǎn)生軸向位移。以確保第一管段在與彈性快插接頭插接后，只能在彈性擋圈拆下后，第一管段才能從卸管器上拔掉。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是，封孔裝置的注漿管可回收再利用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，使用成本低；使用本封孔方法的封孔成本低，相應(yīng)降低抽采成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明封孔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中實(shí)施例1的卸管器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明圖2的A—A剖視圖。

圖4是本發(fā)明中實(shí)施例1中卸管器組合結(jié)構(gòu)管狀本體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明中實(shí)施例2的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

上述附圖還用于說(shuō)明本發(fā)明的方法。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施范圍之中。

實(shí)施例1，參見圖1、圖2、圖3，一種快速袋式濾壓封孔裝置，包括設(shè)在抽采管13上的濾壓袋11，濾壓袋11通過(guò)注漿管與注漿泵接通，注漿管伸入濾壓袋11內(nèi)的管段上連接有單向閥12，其特征在于，所述注漿管由第一管段2和第二管段3組成，第一管段2和第二管段3通過(guò)卸管器接通；第一管段2連接在注漿泵上，第二管段3連接在所述濾壓袋11上，第二管段3長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于第一管段2長(zhǎng)度；所述單向閥12連接在第二管段3上，且第二管段3通過(guò)卸管器上的彈性快插接口與卸管器形成彈性快插型連接，卸管器上設(shè)有圓周均布的至少兩根拉索4，以在第二管段3被固定后，通過(guò)至少兩根拉索4拉拽卸管器的按鈕9回退，使第二管段3與卸管器脫離。

其中，卸管器包括管狀主體1，管狀主體1內(nèi)部滑動(dòng)配合有直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭，該直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭通過(guò)接頭主體5可滑動(dòng)的配合在所述管狀主體1內(nèi)部，直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭在管狀主體1進(jìn)口端方向的極限位置被限制；直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭兩端接口均呈軟管型彈性快插接口結(jié)構(gòu)，直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭進(jìn)口端的軟管型彈性快插接口插接有第一管段2，該端軟管型彈性快插接口的按鈕9與接頭主體5之間設(shè)有彈性擋圈10，該彈性擋圈10用于阻止該按鈕9在被按壓時(shí)產(chǎn)生軸向位移，避免在進(jìn)端接口的按鈕9被按壓時(shí)，已插入的第一管段2與直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭脫離；直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭出口端的彈性快插接口插接有第二管段3，通過(guò)按壓出口端彈性快插接口的按鈕9能夠卸下插接的第二管段3，出口端彈性快插接口前端設(shè)有滑套6，滑套6滑動(dòng)配合在管狀主體1的管孔內(nèi)，滑套6的中孔用于穿過(guò)第二管段3；管狀主體1上通過(guò)拉索孔軸向穿設(shè)有圓周均布的兩根拉索4，拉索4前端與滑套6固定連接，以在通過(guò)出口端彈性快插接口插接的第二管段3被固定時(shí)，通過(guò)兩根拉索4拉拽滑套6使通過(guò)第一彈性快插接口插接的第二管段3脫出，直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭和滑套6由透蓋7限制脫出。

其中，透蓋7與管狀主體1呈螺合連接關(guān)系；管狀主體1進(jìn)口端外側(cè)還設(shè)有抱箍8，該抱箍8被固定連接在管狀主體1上。

參見圖4，本實(shí)施中的管狀主體1呈由管頭1a和管體1b組焊在一起的組合結(jié)構(gòu)，管頭1a用于穿設(shè)第一管段2，并由其內(nèi)端面形成對(duì)直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭在管狀主體1進(jìn)口端方向極限位置的限定，拉索孔的出口段部分形成在管頭1a上；管體1b內(nèi)部用于裝設(shè)直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭和滑套6；管體1b的出口端用于與透蓋7螺合連接。

本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙芏?通過(guò)剛性的軟管接頭與彈性快插接頭連接時(shí)，該接頭采用鋼珠卡合的結(jié)構(gòu)形式。拉索4的數(shù)量也可以是多于兩根的自然數(shù)多根。

本實(shí)施例中，直通結(jié)構(gòu)的軟管型彈性快插接頭也可采用接頭主體5與管狀主體1固定連接的方案。

實(shí)施例2，參見圖5，管狀主體1的進(jìn)口端呈箍扎型軟管接頭構(gòu)成，該軟管接頭插接部外壁呈波紋狀，管狀主體1的該軟管接頭插入第一管段2的管孔內(nèi)，并通過(guò)抱箍8固定。其中，抱箍8與管狀主體1呈分離狀態(tài)；軟管型彈性快插接頭僅在出口端具有軟管型彈性快插接口。

本實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。

實(shí)施例3，參見圖1～5，一種快速濾壓袋式封孔方法，包括在抽采鉆孔內(nèi)設(shè)置封孔裝置和壓力注漿的步驟，該方法利用本發(fā)明實(shí)施例1或2所述封孔裝置實(shí)施，并在注漿完成后的漿料凝固前，拉拽拉索4，使所述卸管器與第二管段3脫離。

其中，在設(shè)置封孔裝置前，還包括將第一管段2和第二管段3通過(guò)卸管器連接，并在第一管段2與卸管器的彈性快插接頭對(duì)應(yīng)接口插接后，在該接口部的按鈕9與接頭主體5之間設(shè)置彈性擋圈10，以防止該按鈕9在被按壓時(shí)產(chǎn)生軸向位移。

本方法的注漿管連接過(guò)程中，首先通過(guò)管狀主體1進(jìn)口端穿設(shè)第一管段2，并將第一管段2插入直通結(jié)構(gòu)的彈性快插接頭的進(jìn)口端接口后設(shè)置彈性擋圈10，將直通結(jié)構(gòu)的彈性快插接頭抵接在管狀主體1的管孔底部，在通過(guò)抱箍8將管狀主體1與第一管段2固定；在插入第二管段3后，完成注漿管的連接。需要更換第一管段2時(shí)，在卸掉第二管段3情形下，旋下透蓋7，并將滑套6拉出到管狀主體1的管孔外，并在解除管狀主體1與第一管段2的固定連接狀態(tài)后，將插有第一管段2的直通結(jié)構(gòu)的彈性快插接頭拖出到管狀主體1的管孔外，再拆掉彈性擋圈10，按壓該插接口的按鈕9到位后，拔出第一管段2即可。

以上雖然結(jié)合了附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以意識(shí)到對(duì)所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變化或修改，這些修改和變化應(yīng)理解為是在本發(fā)明的范圍和意圖之內(nèi)的。