[发明专利]钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备及使用方法

权利要求书

1.钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备，其特征在于：包括，前置封孔器（1），与前置封孔器（1）通过连接头（8）连接的若干个过渡封孔器（2），以及通过连接头（8）与最后一节过渡封孔器（2）连接的后置封孔器（3）；

所述前置封孔器（1）包括：前置泵送管（41）；在前置泵送管（41）的一端密封有水堵（4.1）；前置泵送管（41）的外部设有前置膨胀胶囊（71），该前置膨胀胶囊（71）的两端通过第一出液密封环（5.1）和第一进液密封环（5.2）与前置泵送管（41）密封连接；所述前置泵送管（41）的另一端至出第一进液密封环（5.2）之间的前置泵送管（41）上设有若干个贯穿的交换孔（4.2）；所述第一进液密封环（5.2）上设有插入前置膨胀胶囊（71）内的第一进液管（6.1）；

所述过渡封孔器（2）包括过渡泵送管（42），所述过渡泵送管（42）的两端贯通，在过渡泵送管（42）的中部设有两端通过第二出液密封环（5.3）和第二进液密封环（5.4）密封的过渡膨胀胶囊（72）；所述第二出液密封环（5.3）和第二进液密封环（5.4）上分别设有插入过渡膨胀胶囊（72）内的第二排液管（6.2）和第二进液管（6.3）；在过渡膨胀胶囊（72）两侧的过渡泵送管（42）上均设有若干个贯穿的交换孔（4.2）；

所述后置封孔器（3）包括两端贯穿的后置泵送管（43），在后置泵送管（43）上设有后置膨胀胶囊（73），所述后置膨胀胶囊（73）的两侧分别通过第三出液密封环（5.5）和第三进液密封环（5.6）与后置泵送管（43）密封；所述第三出液密封环（5.5）和第三进液密封环（5.6）上分别设有插在后置膨胀胶囊（73）内的第三排液管（6.4）和第三进液管（6.5）；所述第三出液密封环（5.5）至出液端之间的后置泵送管（43）上设有若干个交换孔（4.2）；所述第三进液密封环（5.6）端的第三进液管（6.5）和后置泵送管（43）的进液口（4.3）与外部高压设备连接；

所述第一进液管（6.1）和第二排液管（6.2）之间、相邻两个过渡封孔器（2）之间的第二排液管（6.2）和第二进液管（6.3）之间，以及第三排液管（6.4）和最后一级过渡封孔器（2）的第二进液管（6.3）之间均通过连接管（6.6）连通；

所述前置泵送管（41）、过渡泵送管（42）和后置泵送管（43）的内部均包括两根对称设置的注水管（4.4），以及与两根注水管（4.4）垂直设置的致裂注浆管（4.5）；所述注水管（4.4）和致裂注浆管（4.5）上分别设有若干个交换孔（4.2）；

所述注水管（4.4）通过注水工作管（92）与外部的注水泵连接；

所述致裂注浆管（4.5）通过致裂注浆工作管（93）与外部的致裂泵或注浆泵连接；

所述第三进液管（6.5）通过增压工作管（91）与外部的注水泵连接。

2.根据权利要求1所述的钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备，其特征在于：安装在两根注水管（4.4）或两根致裂注浆管（4.5）上的交换孔（4.2）的开孔方向朝向沿着中心朝外设置。

3.根据权利要求1所述的钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备，其特征在于：所述前置膨胀胶囊（71）、过渡膨胀胶囊（72）和后置膨胀胶囊（73）的材料是弹性橡胶材质。

4.根据权利要求3所述的钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备，其特征在于：与所述注水泵、致裂泵和注浆泵工作端连接的管道上设有压力表和控制水阀。

5.根据权利要求1所述的钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备，其特征在于：所述注水工作管（92）上设有注水阀（92.1）；所述致裂注浆工作管（93）上设有致裂注浆阀（93.1）。

6.一种使用权力要求1至5任一权利要求所述钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备的方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、对煤层或岩层完成钻孔施工；

b、根据孔径和深度选择前置封孔器（1）和后置封孔器（3）以及若干根过渡封孔器（2）；把选择好的多根封孔器通过连接头（8）固定连接成一体；

c、把步骤b中的封孔器送至步骤a中钻孔内的指定位置；

d、将注水管（4.4）与注水泵连接，通过注水把钻孔内的异物清理完毕；

e、若仅对钻孔进行封堵，则执行如下步骤：

e1）、将第二进液管（6.3）与外部增压泵连接；

e2）、启动增压泵，让串联的前置膨胀胶囊（71）、过渡膨胀胶囊（72）和后置膨胀胶囊（73）在钻孔内膨胀，实现封堵；

f、若对钻孔进行致裂，则在步骤e的基础上，执行如下步骤：

f1）、把致裂注浆管（4.5）与致裂泵连接，并密封住注水管（4.4）；

f2）、启动致裂泵，保持压力稳步上升，直至致裂泵的压力表突然降低，再停止致裂泵的工作；

g、若对钻孔进行注浆，则在步骤e的基础上，执行如下步骤：

g1）、把致裂注浆管（4.5）与注浆泵连接，并密封住注水管（4.4）；

g2）、启动注浆泵，直至注水管（4.4）处的压力表读数与注浆泵上压力表同步增加，则停止注浆；

h、若对钻孔注水，则在步骤e的基础上，执行如下步骤：

h1）、堵住致裂注浆管（4.5），并且把注水管（4.4）通过注水工作管（92）与注水泵连接；

h2）、直至注水工作管（92）上的注水压力表读数急剧增加时，让注水泵停止工作。