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专利号: 2022102190109
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种瓦斯抽采及煤层注水一体多用的煤层钻孔封孔装置,其特征在于:包括紧贴注水孔(5)内壁的钻孔套管(1)、封孔组件和穿过封孔组件的注水采气管(4),所述封孔组件包括位于钻孔套管(1)内前后端的孔底封孔组件(2)、孔口封孔组件(3),所述钻孔套管(1)的前端呈渐缩状态并能卡紧孔底封孔组件(2)避免其从套管内脱出;所述孔底封孔组件(2)包括吸水膨胀橡胶圆台(21)和位于吸水膨胀橡胶圆台(21)前端的固定装置(22),所述固定装置(22)包括内侧端连接有弹簧的不锈钢钢柱,当固定装置(22)穿过钻孔套管(1)后,不锈钢钢柱的外侧尖头端横向弹出并插入煤层进行固定;所述孔口封孔组件(3)包括安装有注浆管(32)、回浆管(33)的吸水膨胀橡胶圆柱(31),注浆管(32)的出浆口靠近吸水膨胀橡胶圆柱(31),回浆管(33)的回浆口靠近吸水膨胀橡胶圆台(21),注水采气管(4)穿过吸水膨胀橡胶圆柱(31)、吸水膨胀橡胶圆台(21)的中心对应通孔后深入注水孔内能进行注水或抽采瓦斯。

2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采及煤层注水一体多用的煤层钻孔封孔装置,其特征在于:所述钻孔套管(1)采用PVC管。

3.根据权利要求1所述的瓦斯抽采及煤层注水一体多用的煤层钻孔封孔装置,其特征在于:所述不锈钢钢柱周向设置在吸水膨胀橡胶圆台(21)前端,弹簧位于吸水膨胀橡胶圆台(21)内。

4.根据权利要求1所述的瓦斯抽采及煤层注水一体多用的煤层钻孔封孔装置,其特征在于:当注水孔(5)为穿过了在初始打孔位置的煤层并到达了其它煤层的钻孔时,所述钻孔套管(1)长度大于初始打孔位置的煤层长度;当注水孔(5)为顺着煤层的走向或者倾向方向而打的钻孔时,所述钻孔套管(1)长度大于钻孔长度的一半。

5.一种瓦斯抽采及煤层注水一体多用的煤层钻孔封孔方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤A、钻孔施工形成注水孔,将权利要求1—4中任一项所述的瓦斯抽采及煤层注水一体多用的煤层钻孔封孔装置安装在注水孔内,先根据注水孔(5)的钻孔类型选择并安装合适的钻孔套管(1),然后将注水采气管(4)穿过吸水膨胀橡胶圆台(21)后安装进钻孔套管(1)的前端,吸水膨胀橡胶圆台(21)与钻孔套管(1)渐缩段内壁契合卡紧,固定装置(22)的不锈钢钢柱穿过钻孔套管(1)后弹出并插入煤层固定,然后将安装好注浆管(32)、回浆管(33)的吸水膨胀橡胶圆柱(31)穿过注水采气管(4)并安装在钻孔套管(1)的后端;

步骤B、通过注浆管(32)进行带压注浆,当回浆管(33)有浆液溢出时停止注浆,完成封孔;

步骤C、将注水采气管(4)与瓦斯抽采系统连接后进行瓦斯抽采,待抽采压力降低至设定压力后,注水采气管(4)与井下注水管路连接,然后进行带压煤层注水,由于吸水膨胀橡胶圆台(21)、吸水膨胀橡胶圆柱(31)膨胀效应以及固定装置(22)的固定作用,满足密封性,实现注水保压,从而进一步驱替煤层瓦斯,产生二次解吸效应,提高瓦斯抽采压力。

6.根据权利要求5所述的瓦斯抽采及煤层注水一体多用的煤层钻孔封孔方法,其特征在于:所述步骤B中,注浆采用水泥浆。