[发明专利]封孔、水力压裂及瓦斯抽采一体化施工装置及其施工方法

说明书

封孔、水力压裂及瓦斯抽采一体化施工装置，包括第一囊袋、第二囊袋、注浆管、水力压裂管、瓦斯抽采管和花管，第一囊袋设置在钻孔内并位于孔口附近，第二囊袋设置在钻孔内并位于孔底附近，注浆管、瓦斯抽采管均由左向右依次穿过第一囊袋和第二囊袋后伸入到孔底处，花管左端与瓦斯抽采管右端同轴向固定连接，水力压裂管的外径小于瓦斯抽采管的内径，水力压裂管同轴向设置在瓦斯抽采管和花管内部，水力压裂管右端向右伸出花管右端。本发明还公开了封孔、水力压裂及瓦斯抽采一体化施工方法，即在水力压裂工序后继续将此孔应用于瓦斯抽采；并提出新的穿层压裂‑瓦斯抽采一体化钻孔封孔工艺，保证钻孔良好的多用性，少钻孔从而降低施工成本。

技术领域

本发明属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种封孔、水力压裂及瓦斯抽采一体化施工装置及其施工方法。

背景技术

对于透气性差的高瓦斯煤层，水力压裂技术可增加煤层裂隙，一方面使得矿山压力降低，促进瓦斯增加解析；另一方面改善煤层透气性，增加瓦斯运移通道。目前水力压裂技术已经应用于我国诸多煤矿的防突工程中。水力压裂时要求封孔憋压，瓦斯抽采时要求封孔严密后才能联网抽采，而现有封孔技术显得过于复杂、笨重，封孔效果有限，不适应水力压冲能够快速封孔、提高封孔效果、并继续进行瓦斯抽采使用的要求。因此，寻找一种方便快捷、安全高效的封孔、水力压裂、瓦斯抽采一体化的施工技术成为当务之急。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种封孔快捷、封孔效果好、水力压裂和瓦斯抽采能先后使用的封孔、水力压裂及瓦斯抽采一体化施工装置及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：封孔、水力压裂及瓦斯抽采一体化施工装置，包括第一囊袋、第二囊袋、注浆管、水力压裂管、瓦斯抽采管和花管，假定钻孔由孔口到孔底的轴向方向为由左向右的方向，第一囊袋设置在钻孔内并位于孔口附近，第二囊袋设置在钻孔内并位于孔底附近，注浆管、瓦斯抽采管均由左向右依次穿过第一囊袋和第二囊袋后伸入到孔底处，花管左端与瓦斯抽采管右端同轴向固定连接，注浆管、瓦斯抽采管的外圆均与第一囊袋和第二囊袋之间设置有构造相同的密封组件，水力压裂管的外径小于瓦斯抽采管的内径，水力压裂管同轴向设置在瓦斯抽采管和花管内部，水力压裂管右端向右伸出花管右端，水力压裂管上均匀设置有若干个与瓦斯抽采管内壁接触的支撑件，注浆管上设置有第一管接头、第二管接头和第三管接头，第一管接头位于第一囊袋内，第一管接头上设置有第一单向阀，第二管接头位于第二囊袋内，第二管接头上设置有第二单向阀，第三管接头位于第一囊袋和第二囊袋之间，第三管接头上设置有爆破阀。

注浆管与第一囊袋之间的密封组件包括均套在注浆管上的第一紧固螺母、第二紧固螺母、第一橡胶密封圈和第二橡胶密封圈，第一橡胶密封圈位于第一囊袋的袋壁的左侧，第二橡胶密封圈位于第一囊袋的袋壁的右侧，第一橡胶密封圈和第二橡胶密封圈的内圈均与注浆管外圆周密封接触，第一紧固螺母和第二紧固螺母均螺纹连接在注浆管上，第一紧固螺母向右紧压第一橡胶密封圈使第一橡胶密封圈右侧面与第一囊袋的袋壁左侧密封配合，第二紧固螺母向左紧压第二橡胶密封圈使第二橡胶密封圈左侧面与第一囊袋的袋壁右侧密封配合。

支撑件包括为同心圆的内圆环和外圆环，内圆环固定套设在水力压裂管外部，内圆环和外圆环之间沿圆周方向均匀设置有至少三根支杆，每根支杆均沿外圆环的径向方向设置，外圆环的外圆周与瓦斯抽采管的内壁接触。

注浆管在钻孔内的部分由至少三根管体组成，相邻两根管体之间通过第四管接头同轴向密封并固定连接。

封孔、水力压裂及瓦斯抽采一体化施工装置的施工方法，包括以下步骤，

（1）、实施水力压裂及瓦斯抽采一体化的钻孔作业；

（2）、将安装连接好的封孔、水力压裂及瓦斯抽采一体化施工装置由钻孔的孔口放入到钻孔内；