[实用新型]矿井水力压裂钻孔封孔装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤层瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种矿井水力压裂钻孔封孔装置。

背景技术

随着矿井开采深度的增加，地应力不断增大，煤层瓦斯压力和瓦斯含量逐年加大，一些矿井由低瓦斯矿井变为高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井。煤矿安全生产条件进一步恶化，瓦斯灾害严重威胁我国大部分矿区，是需要解决的重大问题。煤层瓦斯含量增大和煤层透气性变差，致使瓦斯抽采难度加大，瓦斯抽采半径减小，严重影响抽采效果。水力压裂是煤层增透的有效途径，是提高预抽瓦斯浓度抽采的有力保证。水力压裂增透技术就是通过钻孔向煤层压入高压水，当水压入的速度远超过煤层的自然吸水能力时，由于流动阻力增加，进入煤层的液体压力逐渐上升，当超过煤层上方的岩压时，煤层内原来的闭合裂隙就会被压开形成新的流通网络，煤层渗透性就会增加，从而提高瓦斯抽采效果，保障煤矿的安全生产。

对于煤矿井下水力压裂技术而言，一个重要的技术难题就是钻孔的高压密封问题，封孔的好坏直接关系到水力压裂的成功与否。目前，煤矿井下水力压裂钻孔主要采取的密封方法有水泥砂浆、封孔器等无机材料封孔，水泥砂浆封孔由于水泥砂浆不能完全侵入微小裂隙，靠自然下沉凝固，容易导致煤层气抽采后期封孔材料与煤层分离，造成注水时发生漏水现象致使封孔失败；封孔器等无机材料封孔容易受高压破裂，封孔成功率低，材料价格高，造成密封成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井水力压裂钻孔封孔装置，其结构简单，使用操作方便，实现成本低，封孔速度快，封孔效果好，能够实现任意倾角的钻孔封堵，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：包括护筒和穿入护筒内的注水钢管，所述注水钢管的一端伸出护筒外且插入钻孔内，所述注水钢管的另一端由对称设置且均为半圆形的上护筒盖和下护筒盖卡住并穿出上护筒盖和下护筒盖外，所述上护筒盖和下护筒盖均与护筒固定连接，所述上护筒盖上设置有排气口，所述排气口上设置排气闸阀，所述下护筒盖上设置有注浆口，所述注浆口上设置注浆闸阀，位于护筒内且靠近钻孔的一段注水钢管上套装有鼓胀后外径大于护筒内径的筒状布袋，所述筒状布袋的两端均与注水钢管固定连接，所述筒状布袋内装有聚氨酯材料，所述筒状布袋上设置有供聚氨酯材料装入的拉链开口。

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：所述排气口内插装有水平伸入护筒内的排气管，所述护筒的内壁上间隔设置有两个用于吊装排气管的吊环。

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：排气管伸入护筒内的长度为在护筒内的注水钢管的长度的

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：所述筒状布袋的两端均通过钢丝与注水钢管固定连接。

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：所述护筒为壁厚为10mm～15mm的钢护筒，所述护筒的长度为36m～38m，所述护筒的内径比钻孔的内径大0.2m～0.4m。

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：所述注水钢管的长度为42m～44m，所述注水钢管的外径为4cm～6cm，穿出上护筒盖和下护筒盖外的一段注水钢管的长度为2m～4m。

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：所述筒状布袋的长度为2m～4m。

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：所述上护筒盖通过第一螺栓与护筒固定连接，所述下护筒盖通过第二螺栓与护筒固定连接。

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：所述排气口的形状为圆管形，所述排气口的长度为0.5m～1.5m，所述排气口的内径为1.5cm～2.5cm。

上述的矿井水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于：所述注浆口的形状为圆管形，所述注浆口的长度为1m～2m，所述注浆口的内径为2cm～4cm。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，加工制作方便，使用操作方便。

2、采用本实用新型进行封孔，钻孔前端采用筒状布袋及其内部的聚氨酯材料封堵，其余部分为护筒结构，能够大幅度减少聚氨酯材料的使用；护筒能够保护钻孔孔口，防止塌孔，防止钻孔过程中的沉渣回流，同时护筒能够降低封孔段周围煤体的透气性，减少钻孔的漏气，从而实现矿井水力压裂钻孔的密封。