一種固孔及防突裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固孔及防突裝置，尤其是涉及一種適用于松軟突出煤層鉆井的快速固孔及防突裝置。包括：特制孔口管、防突充油裝置、固管充油裝置，其中：鉆井鉆桿穿過特制孔口管的部分的外壁設(shè)有一個(gè)可膨脹的防突囊腔，所述防突囊腔與防突充油裝置相通；特制孔口管的外壁套有一個(gè)可膨脹的固管囊腔，所述固管囊腔與固管充油裝置相通。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備加工方便；2.操作簡便，省去了一次固孔工藝；3.防突結(jié)構(gòu)設(shè)置在孔內(nèi)，減少了孔口設(shè)備的數(shù)量和重量，利于井下搬遷；4.密封性能好，能有效防止孔內(nèi)瓦斯涌出孔口。
【專利說明】—種固孔及防突裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固孔及防突裝置，尤其是涉及一種適用于松軟突出煤層鉆井的快速固孔及防突裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在松軟突出煤層井下開采過程中，煤與瓦斯突出事故時(shí)有發(fā)生，各礦區(qū)對(duì)瓦斯突出事故的監(jiān)管與治理日趨嚴(yán)格。松軟突出煤層瓦斯治理的根本方法是本煤層鉆孔瓦斯抽采。為了防止孔壁坍塌和瓦斯突出，在施工時(shí)，先在鉆井中下入普通孔口管，一次注漿固管后，在孔口管前端增加機(jī)械式防突裝置。該防突裝置的工作原理是在孔內(nèi)瓦斯突出時(shí)，利用機(jī)械裝置在孔口堵塞鉆桿與孔口管之間的環(huán)空間隙，防止瓦斯泄漏。但現(xiàn)有解決方案存在以下二個(gè)問題:
[0003]首先，施工時(shí)間長。瓦斯抽采孔施工周期與下入孔口管時(shí)需等候固管材料凝固，整體上延長了鉆孔周期。此外，在鉆進(jìn)過程中，起下和回轉(zhuǎn)鉆具也會(huì)使孔口管產(chǎn)生松動(dòng)，為保證后期的瓦斯抽采效果，成孔后往往需要二次注漿固管。
[0004]其次，現(xiàn)有裝置密封性能差。機(jī)械式的防突屬于剛性密封，不可能完全封閉環(huán)空間隙，密封性相對(duì)較差。
[0005]最后，現(xiàn)有裝置設(shè)備復(fù)雜。防突裝置需要安裝在孔口管上，不僅增加了孔口管前端的重量，而且使得孔口的設(shè)備數(shù)量增加，給現(xiàn)場施工帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的施工時(shí)間長、密封性能差以及施工設(shè)備復(fù)雜等問題，提供了一種適用于松軟突出煤層鉆井的快速固孔及防突裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；施工時(shí)間短，可多次利用；密封性能好，能有效防止孔內(nèi)瓦斯涌出孔口。
[0007]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
[0008]一種固孔及防突裝置，包括:特制孔口管、防突充油裝置、固管充油裝置，其中:鉆井鉆桿穿過特制孔口管的部分的外壁設(shè)有一個(gè)可膨脹的防突囊腔，所述防突囊腔與防突充油裝置相通；特制孔口管的外壁套有一個(gè)可膨脹的固管囊腔，所述固管囊腔與固管充油裝置相通。
[0009]優(yōu)化的，在上述的一種固孔及防突裝置中，所述特制孔口管包括固定管以及分別位于固定管兩端的法蘭連接盤和錐形防突管，所述防突囊腔位于錐形防突管內(nèi)。
[0010]優(yōu)化的，在上述的一種固孔及防突裝置中，所述固管囊腔上設(shè)有若干與固管充油裝置相通的固管囊腔充油嘴。
[0011]優(yōu)化的，在上述的一種固孔及防突裝置中，所述防突囊腔上設(shè)置有若干與防突充油裝置相通的防突囊腔充油嘴。
[0012]優(yōu)化的，在上述的一種固孔及防突裝置中，所述錐形防突管上設(shè)若干有約束槽，所述防突囊腔充油嘴穿過約束槽后固定在防突管上。[0013]優(yōu)化的，在上述的一種固孔及防突裝置中，所述防突囊腔充油嘴外部設(shè)有外螺紋，其穿過約束槽后通過約束螺母固定在防突管上。
[0014]優(yōu)化的，在上述的一種固孔及防突裝置中，所述約束槽的數(shù)量是所述防突囊腔充油嘴數(shù)量的2倍。
[0015]優(yōu)化的，在上述的固孔及防突裝置中，所述防突囊腔為錐形結(jié)構(gòu)，并且可沿錐形防突管的軸心作軸向移動(dòng)。
[0016]優(yōu)化的，在上述的固孔及防突裝置中，所述防突充油裝置包括通過高壓膠管依次串聯(lián)的單向閥、蓄能器、防突充油截止閥。
[0017]優(yōu)化的，在上述的固孔及防突裝置中，所述固管充油裝置包括固管充油截止閥，以及連接固管充油截止閥和固管囊腔充油嘴的高壓膠管。
[0018]因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):1.結(jié)構(gòu)簡單，裝置加工方便；2.操作簡便，省去了一次固孔工藝；3.防突結(jié)構(gòu)設(shè)置在孔內(nèi)，減少了孔口設(shè)備的數(shù)量和重量，利于井下搬遷；4.密封性能好，能有效防止孔內(nèi)瓦斯涌出孔口。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖1是本發(fā)明的示意圖。
[0020]附圖2是本發(fā)明的特制孔口管示意圖。
[0021]附圖3是固管囊腔充油后三維效果圖。
[0022]附圖4是防突囊腔充油后三維效果圖。
[0023]附圖5是防突充油裝置示意圖。
[0024]附圖6是固管充油裝置示意圖。
[0025]附圖7是本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。圖中，法蘭連接盤1、固定管2、防突管3、約束槽4、鉆桿5、固管囊腔6、固管囊腔充油嘴7、防突囊腔8、防突囊腔充油嘴9、約束螺母10、孔壁11、單向閥12、蓄能器13、截止閥14、截止閥15、高壓膠管16、特制孔口管17、防突充油裝置18、固管充油裝置19。
[0027]實(shí)施例:
[0028]如圖1至圖7所示的一種固孔及防突裝置，包括:特制孔口管17、防突充油裝置18、固管充油裝置19，在鉆井鉆桿5穿過特制孔口管17的部分的外壁上設(shè)有一個(gè)可膨脹的防突囊腔8，該防突囊腔8與防突充油裝置18相通；在特制孔口管17的外壁上套有一個(gè)可膨脹的固管囊腔6，所述固管囊腔6與固管充油裝置19相通。
[0029]特制孔口管17包括固定管2以及分別位于固定管2兩端的法蘭連接盤I和錐形防突管3，防突囊腔8位于該錐形防突管3內(nèi)；固管囊腔6上設(shè)有若干與固管充油裝置19相通的固管囊腔充油嘴7 ;防突囊腔8上設(shè)置有若干與防突充油裝置18相連的防突囊腔充油嘴9 ;在錐形防突管3上設(shè)有若干約束槽4，防突囊腔充油嘴9穿過約束槽4后固定在防突管3上。
[0030]在防突囊腔充油嘴9外部設(shè)有外螺紋，當(dāng)其穿過約束槽4后通過約束螺母10固定在防突管3上。其中，約束槽4的數(shù)量是防突囊腔充油嘴9數(shù)量的2倍。防突囊腔8為錐形結(jié)構(gòu)，并且可沿錐形防突管3的軸心作軸向移動(dòng)。
[0031]防突充油裝置18包括通過高壓膠管16依次串聯(lián)的單向閥12、蓄能器13、防突充油截止閥14。
[0032]固管充油裝置17包括固管充油截止閥15，以及連接固管充油截止閥15和固管囊腔充油嘴7的高壓膠管16。
[0033]裝配時(shí)，將未充油的防突囊腔8上帶外螺紋的防突囊腔充油嘴9穿過防突管3上的約束槽4，用約束螺母10固定，然后將防突充油裝置18接入鉆機(jī)泵站出油口，組成防突油路。其中，帶外螺紋的防突囊腔充油嘴9可以只留一個(gè)接通防突充油裝置18，其余堵死。
[0034]將未充油的固管囊腔6穿過法蘭連接盤I后放在固定管2上，將固管充油裝置19與固管囊腔充油嘴7接通，然后將固管充油裝置19接入鉆機(jī)泵站出油口，組成固管油路。其中，固管囊腔充油嘴7可以只留一個(gè)接通固管囊腔充油裝置19，其余堵死。
[0035]將組裝好的裝置下入孔內(nèi)，打開固管充油截止閥15，關(guān)閉防突充油截止閥14。啟動(dòng)鉆機(jī)，鉆機(jī)泵站自動(dòng)向固管囊腔6和蓄能器13充油。待固管囊腔6充滿油，填滿特制孔口管17和孔壁11之間的空隙，關(guān)閉截止閥14，固管囊腔6充油后的壓力使特制孔口管17與孔壁11緊密接觸并相對(duì)靜止。蓄能器13充油時(shí)，處于動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)鉆機(jī)停止時(shí)，鉆機(jī)泵站停止供油，蓄能器13內(nèi)的高壓油由單向閥12和關(guān)閉的防突充油截止閥14封閉。
[0036]正常鉆進(jìn)時(shí)，固管囊腔6充油，使得特制孔口管17與孔壁11相對(duì)靜止。特制孔口管17上的法蘭連接盤I和防突管3的漸變結(jié)構(gòu)可以在軸向進(jìn)一步限制固管囊腔6的移動(dòng)。鉆桿5高速回轉(zhuǎn)時(shí)，未充油的防突囊腔8固定在防突管3的漸變結(jié)構(gòu)中，避免高速回轉(zhuǎn)磨損防關(guān)囊腔6。
[0037]若孔內(nèi)發(fā)生瓦斯突出，孔口瓦斯含量超限后，巷道內(nèi)會(huì)自動(dòng)斷電，鉆機(jī)泵站無法繼續(xù)供油。打開防突充油截止閥14，蓄能器13向防突囊腔8充油，堵住防突管3與鉆桿5之間的環(huán)空間隙，達(dá)到防突目的。
[0038]若孔內(nèi)瓦斯量大，會(huì)由里向外推動(dòng)防突囊腔8沿著錐形防突管3的軸心作軸向移動(dòng)，通過防突管3的漸變結(jié)構(gòu)進(jìn)一步壓縮防突囊腔8的體積，起到更好的防突效果。
[0039]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0040]盡管本文較多地使用了法蘭連接盤1、固定管2、防突管3、約束槽4、鉆桿5、固管囊腔6、固管囊腔充油嘴7、防突囊腔8、防突囊腔充油嘴9、約束螺母10、孔壁11、單向閥12、蓄能器13、截止閥14、截止閥15、高壓膠管16、特制孔口管17、防突充油裝置18、固管充油裝置19等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種固孔及防突裝置，包括:特制孔口管(17)、防突充油裝置(18)、固管充油裝置(19)，其特征在于: 鉆井鉆桿(5)穿過特制孔口管(17)的部分的外壁設(shè)有一個(gè)可膨脹的防突囊腔(8)，所述防突囊腔(8)與防突充油裝置(18)相通； 特制孔口管(17)的外壁套有一個(gè)可膨脹的固管囊腔(6)，所述固管囊腔(6)與固管充油裝置(19)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述特制孔口管(17)包括固定管(2)以及分別位于固定管(2)兩端的法蘭連接盤(I)和錐形防突管(3)，所述防突囊腔(8)位于錐形防突管(3)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述固管囊腔(6)上設(shè)有若干與固管充油裝置(19)相通的固管囊腔充油嘴(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述防突囊腔(8)上設(shè)置有若干與防突充油裝置(18)相通的防突囊腔充油嘴(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述錐形防突管(3)上設(shè)有若干約束槽(4)，所述防突囊腔充油嘴(9)穿過約束槽(4)后固定在防突管(3)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述防突囊腔充油嘴(9)外部設(shè)有外螺紋，其穿過約束槽(4)后通過約束螺母(10)固定在防突管(3)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述約束槽(4)的數(shù)量是所述防突囊腔充油嘴(9)數(shù)量的2倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述防突囊腔(8)為錐形結(jié)構(gòu)，并且可沿錐形防突管(3)的軸心作軸向移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的任一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述防突充油裝置(18)包括通過高壓膠管(16)依次串聯(lián)的單向閥(12)、蓄能器(13)、防突充油截止閥(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的任一種固孔及防突裝置，其特征在于，所述固管充油裝置(19)包括固管充油截止閥(15)、以及連接固管充油截止閥(15)和固管囊腔充油嘴(7)的高壓膠管(16)。
【文檔編號(hào)】E21F7/00GK103806935SQ201410073421
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】殷新勝, 李偉, 陳家祥, 徐瑞, 連昌寶, 王毅, 劉勇, 冀前輝, 張哲 , 何世久 申請(qǐng)人:中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司, 淮北礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司