一種隔水上向鉆孔測壓裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種隔水上向鉆孔測壓裝置，插設(shè)于上向鉆孔中，包括測壓儀器，測壓儀器包括壓力顯示部及壓力探測部；所述上向鉆孔內(nèi)同心設(shè)有用于將煤層含水圍巖隔開的套管，上向鉆孔底部同心開設(shè)有由煤層底板向煤層鉆進(jìn)形成的測氣壓室，壓力探測部從套管中穿過，延伸至測氣壓室中。本實(shí)用新型通過套管將含水圍巖與孔內(nèi)測量空間隔開，從根源上將裂隙水與瓦斯測壓空間阻斷，減少水對(duì)測壓鉆孔的影響。
【專利說明】一種隔水上向鉆孔測壓裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種瓦斯測壓裝置，具體涉及一種用于底板含水的上行鉆孔煤層瓦斯壓力測定的隔水上向鉆孔測壓裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]煤層瓦斯壓力是煤層的關(guān)鍵參數(shù)之一，準(zhǔn)確掌握煤層的瓦斯壓力對(duì)于煤礦瓦斯災(zāi)害預(yù)防及治理具有重要的意義。在煤層瓦斯壓力測定過程中，底板水是影響瓦斯壓力結(jié)果測定的主要因素。
[0003]在煤層瓦斯壓力測定方法中，以注漿封孔為主要方式的被動(dòng)式測壓法較為常見。但在上行孔測定瓦斯壓力過程中，由于底板中往往含有裂隙水，經(jīng)常會(huì)遇到水壓的問題。裂隙水將對(duì)測試結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，使得煤層瓦斯壓力提前達(dá)到最大值，或者會(huì)增大煤層瓦斯壓力測定結(jié)果，導(dǎo)致煤層瓦斯壓力測定不準(zhǔn)確。
[0004]目前在煤層瓦斯壓力測定中排除水壓影響的方法有兩種，一是從測試結(jié)果繪制的壓力曲線中去除初始階段快速增長的部分，得到煤層瓦斯壓力測量結(jié)果；二是在測量時(shí)，使鉆孔內(nèi)水與瓦斯分離，這樣直接得到煤層瓦斯壓力測量結(jié)果。但由于兩種方法的可操作性不強(qiáng)，均是在成孔后，對(duì)瓦斯與裂隙水的混合體進(jìn)行處理，測得的煤層瓦斯壓力只能是一種近似結(jié)果，不夠準(zhǔn)確。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種從根源上將裂隙水與瓦斯測壓空間阻斷，減少水對(duì)測壓鉆孔的影響，從而能夠準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力的隔水上向鉆孔測壓裝置。
[0006]一種隔水上向鉆孔測壓裝置，插設(shè)于上向鉆孔中，包括測壓儀器，測壓儀器包括壓力顯示部及壓力探測部；所述上向鉆孔內(nèi)同心設(shè)有用于將煤層含水圍巖隔開的套管，上向鉆孔底部同心開設(shè)有由煤層底板向煤層鉆進(jìn)形成的測氣壓室，壓力探測部從套管中穿過，延伸至測氣壓室中。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0008]所述套管外壁與上向鉆孔內(nèi)壁之間空隙的首尾處密封填充有聚氨酯，套管管口外壁與上向鉆孔內(nèi)壁之間的聚氨酯中插設(shè)有外壁注漿管，外壁注漿管的進(jìn)口端與高壓泵相接，高壓泵通過外壁注漿管注入水泥砂漿，在聚氨酯之間注入水泥砂漿形成第一水泥砂漿固封段。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0010]所述套管管口處插設(shè)有通向套管內(nèi)腔的內(nèi)部注漿管，內(nèi)部注漿管的進(jìn)口端與高壓泵相接，高壓泵通過內(nèi)部注漿管注入水泥砂漿形成第二水泥砂漿固封段。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0012]所述壓力探測部包括測壓管，測壓管從套管管口處插入，其底部與瓦斯進(jìn)氣篩管相接，測壓管的管口處設(shè)有瓦斯測定壓力表。
[0013]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0014]所述套管為礦用封孔巖芯管。
[0015]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0016]所述內(nèi)部注漿管及外壁注漿管的進(jìn)口端都設(shè)有閘閥以及注漿壓力測定表。
[0017]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0018]所述測壓管從位于套管管口處的法蘭盤中插入，法蘭盤與套管管口之間設(shè)有密封墊片。
[0019]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0020]所述上向鉆孔的孔口處設(shè)有孔口擋板。
[0021]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0022]所述上向鉆孔的直徑為Φ133.ι，套管的管徑為108mm，測氣壓室的直徑為Φ94πιιη0
[0023]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0024]所述內(nèi)部注漿管及外壁注漿管的管徑為Φ16_，套管管口外壁與上向鉆孔內(nèi)壁之間的聚氨酯長度不小于4m、另一端聚氨酯的長度不小于2m。
[0025]本實(shí)用新型通過套管將含水圍巖與孔內(nèi)測量空間隔開，從根源上將裂隙水與瓦斯測壓空間阻斷，減少水對(duì)測壓鉆孔的影響。
[0026]同時(shí)通過經(jīng)過帶壓注漿，提高水泥砂漿向巖石裂隙中的滲透程度，提高測壓孔的封閉程度。從而提高煤層瓦斯壓力測定的準(zhǔn)確性，為準(zhǔn)確測定煤層瓦斯基本參數(shù)，預(yù)測煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性提供可靠地保證。
[0027]另外也具有使用方便、簡單的有益效果，存在明顯的技術(shù)優(yōu)勢和推廣應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型中套管管口的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖例說明:
[0031]1、上向鉆孔；2、測壓儀器；21、壓力顯示部；22、壓力探測部；221、測壓管；222、瓦斯進(jìn)氣篩管；223、瓦斯測定壓力表；3、套管；4、煤層底板；5、煤層；6、測氣壓室；7、聚氨酯；8、外壁注漿管；9、第一水泥砂漿固封段；10、內(nèi)部注漿管；11、第二水泥砂漿固封段；12、閘閥；13、注漿壓力測定壓力表；14、法蘭盤；15、孔口擋板。

【具體實(shí)施方式】
[0032]參見圖1，本實(shí)用新型提供的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，插設(shè)于上向鉆孔I中，包括測壓儀器2，測壓儀器包括壓力顯示部21及壓力探測部22，上向鉆孔I內(nèi)同心設(shè)有用于將煤層含水圍巖隔開的套管3,上向鉆孔I底部同心開設(shè)有由煤層底板4向煤層5鉆進(jìn)形成的測氣壓室6，壓力探測部22從套管3中穿過，延伸至測氣壓室6中。
[0033]由于套管3在鉆孔形成初期將含水圍巖與孔內(nèi)測量空間隔開，排除含水圍巖對(duì)測壓的影響。從而能夠在現(xiàn)場準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力，確定煤層瓦斯基本參數(shù)，為煤層瓦斯治理提供理論依據(jù)。
[0034]本實(shí)用新型為了更進(jìn)一步完善其結(jié)構(gòu)，
[0035]結(jié)合圖2，套管3外壁與上向鉆孔I內(nèi)壁之間空隙的首尾處密封填充有聚氨酯7，套管3管口外壁與上向鉆孔I內(nèi)壁之間的聚氨酯7中插設(shè)有外壁注漿管8，外壁注漿管8的進(jìn)口端與高壓泵(圖未示)相接，高壓泵通過外壁注漿管8注入水泥砂漿，在聚氨酯7之間注入水泥砂漿形成第一水泥砂漿固封段9，從而提高測壓孔的封閉程度，從而提高煤層瓦斯壓力測定的準(zhǔn)確性。
[0036]套管3管口處插設(shè)有通向套管3內(nèi)腔的內(nèi)部注漿管10，與上段注漿結(jié)構(gòu)一致，高壓泵通過內(nèi)部注漿管10注入水泥砂漿形成第二水泥砂漿固封段11。提高水泥砂漿向巖石裂隙中的滲透程度，從而提高煤層瓦斯壓力測定的準(zhǔn)確性。
[0037]在內(nèi)部注漿管10及外壁注漿管8的進(jìn)口端設(shè)有用于控制水泥砂漿注入的閘閥12，以及用于測定注漿壓力的注漿壓力測定表13。
[0038]本實(shí)用新型為了更進(jìn)一步完善其結(jié)構(gòu)，
[0039]壓力探測部22包括測壓管221，測壓管221從位于套管3管口處的法蘭盤14中插入，其底部與瓦斯進(jìn)氣篩管222相接，測壓管221的管口處設(shè)有瓦斯測定壓力表223。瓦斯測定壓力表223可設(shè)置于套管3之外，便于查看所測試出的壓力。
[0040]本實(shí)用新型的具體操作過程為:
[0041]具體實(shí)施中，先用煤巖鉆機(jī)施工鉆孔(鉆頭直徑Φ 133mm)至待測壓煤層底板4的0.5m處停鉆，利用鉆機(jī)全程下套管3，套管3采用礦用封孔巖芯管即可，之后利用聚氨酯7在套管3外周與孔壁間的首尾處形成封孔段，再通過外壁注漿管8注入水泥砂漿，形成第一水泥砂漿固封段9，使套管3內(nèi)部空間與含水圍巖隔開。
[0042]隨后用高壓泵通過內(nèi)部注漿管10注入水泥砂漿，帶壓注漿，要求達(dá)到并保持8小時(shí)壓力6MPa，使?jié){液滲入含水圍巖內(nèi)部，凝固時(shí)間不小于24小時(shí)，后形成第二水泥砂漿固封段11。
[0043]其中，套管3管徑為Φ 108mm，內(nèi)部注漿管10及外壁注漿管8的管徑為Φ 16mm，套管3管口外壁與上向鉆孔I內(nèi)壁之間的聚氨酯7長度不小于4m、另一端聚氨酯7的長度不小于2m。
[0044]之后，沿原鉆孔中心線向煤層5施工直徑為Φ94πιπι的鉆孔后，送入內(nèi)部注漿管10和測壓管221。內(nèi)部注漿管10 —端固定在法蘭盤14上，位于套管3以外，另一端位于第一水泥砂漿固封段9所在位置。測壓管221 —端固定在法蘭盤14上，位于套管3以外，另一端與測氣壓室6內(nèi)的瓦斯進(jìn)氣篩管222連接。隨后用高壓泵通過外壁注漿管8注入水泥砂漿形成第一水泥砂漿固封段9。于上向鉆孔I的孔口處設(shè)置孔口擋板15，法蘭盤14與套管3管口之間設(shè)置密封墊片。
[0045]其中，法蘭盤14直徑為Φ 150mm，孔口擋板15的直徑為Φ 135mm，內(nèi)部注漿管10的直徑為Φ 16mm。
[0046]之后，注漿封孔結(jié)束，凝固24h后將壓力表223安裝于測壓管221上，測壓裝置現(xiàn)場安裝前可用肥皂水來檢查氣密性，管路連接處用生料帶纏繞密閉。
[0047]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種隔水上向鉆孔測壓裝置，插設(shè)于上向鉆孔⑴中，包括測壓儀器(2)，測壓儀器(2)包括壓力顯示部(21)及壓力探測部(22)，其特征在于:所述上向鉆孔(I)內(nèi)同心設(shè)有用于將煤層含水圍巖隔開的套管(3)，上向鉆孔⑴底部同心開設(shè)有由煤層底板⑷向煤層(5)鉆進(jìn)形成的測氣壓室￠)，壓力探測部(22)從套管(3)中穿過，延伸至測氣壓室(6)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述套管(3)外壁與上向鉆孔(I)內(nèi)壁之間空隙的首尾處密封填充有聚氨酯(7)，套管(3)管口外壁與上向鉆孔⑴內(nèi)壁之間的聚氨酯(7)中插設(shè)有外壁注漿管(8)，外壁注漿管⑶的進(jìn)口端與高壓泵相接，高壓泵通過外壁注漿管(8)注入水泥砂漿，在聚氨酯(7)之間注入水泥砂漿形成第一水泥砂衆(zhòng)固封段(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述套管(3)管口處插設(shè)有通向套管⑶內(nèi)腔的內(nèi)部注漿管(10)，內(nèi)部注漿管(10)的進(jìn)口端與高壓泵相接，高壓泵通過內(nèi)部注漿管(10)注入水泥砂漿，形成第二水泥砂漿固封段(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述壓力探測部(22)包括測壓管(221)，測壓管(221)從套管(3)管口處插入，其底部與瓦斯進(jìn)氣篩管(222)相接，測壓管(221)的管口處設(shè)有瓦斯測定壓力表(223)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述套管(3)為礦用封孔巖芯管。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述內(nèi)部注漿管(10)及外壁注漿管⑶的進(jìn)口端都設(shè)有閘閥(12)以及注漿壓力測定表(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述測壓管(221)從位于套管(3)管口處的法蘭盤(14)中插入，法蘭盤(14)與套管(3)管口之間設(shè)有密封墊片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述上向鉆孔(I)的孔口處設(shè)有孔口擋板(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述上向鉆孔(I)的直徑為Φ 133mm，套管(3)的管徑為108mm，測氣壓室￠)的直徑為Φ94πιπι。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種隔水上向鉆孔測壓裝置，其特征在于:所述內(nèi)部注漿管(10)及外壁注漿管⑶的管徑為Φ16πιπι，套管(3)管口外壁與上向鉆孔(I)內(nèi)壁之間的聚氨酯(7)長度不小于4m、另一端聚氨酯(7)的長度不小于2m。
【文檔編號(hào)】E21B47/06GK204126636SQ201420330130
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】孫國清, 孟賢正, 丁文通, 袁本慶, 杜庫實(shí), 曹建軍, 張永將, 張迎貴 申請人:國投新集能源股份有限公司, 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司