[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

说明书

本发明公开了一种钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备，包括，前置封孔器，与前置封孔器通过连接头连接的若干个过渡封孔器，以及通过连接头与最后一节过渡封孔器连接的后置封孔器；有益效果：本发明通过多根搭配组合的前置封孔器、过渡封孔器和后置封孔器，在实际钻孔中，可以互相搭配组合，在多根封孔器的协同作用下，同时具有多段封堵、致裂、注浆、注水等效果，相对于现有技术而言具有更简单高效施工的优势。

技术领域

本发明涉及矿山设备领域，具体涉及一种钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备及使用方法。

背景技术

在煤矿井下工作中，由于煤层、岩层产状变化大，地质环境复杂，开采中会遇见不同的工程条件，包括：

（1）坚硬难以垮落的顶板。坚硬顶板可能会导致采空区的大范围悬顶，垮落后会出现高强度周期来压，严重的可导致冲击矿压、飓风、巷道瓦斯爆炸等灾害，需要对坚硬岩石进行致裂，破坏顶板的完整性；

（2）软弱破碎的围岩。巷道位于破碎围岩内容易发生顶板下沉、底鼓和帮部大变形等情况，严重影响到巷道的服务能力和服务年限，需要及时对需要对煤层顶底板进行注浆加固；

（3）冒放性差的坚硬煤层。在放顶煤开采时，坚硬煤体在放煤时会形成大块难以垮落或不垮落，对采煤效率和采出率影响很大，需要对煤层进行预裂或注水软化，提高放煤效率。

综上所述，在同一井下环境可能同时出现上述几种情况，现有的设备和方法难以同时实现致裂、注浆、注水等工艺，分别采用各个设备又会提高成本、浪费时间，增加了各个工艺的复杂程度，需要一种新设备、新方法来解决致裂、注浆、注水等多工序间的匹配问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决不同煤层下存在的封堵、致裂、注浆、注水等问题，本发明提供一种钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备，包括，前置封孔器，与前置封孔器通过连接头连接的若干个过渡封孔器，以及通过连接头与最后一节过渡封孔器连接的后置封孔器。

所述前置封孔器包括：前置泵送管；在前置泵送管的一端密封有水堵；前置泵送管的中部设有前置膨胀胶囊，该前置膨胀胶囊的两端通过第一出液密封环和第一进液密封环与前置泵送管密封连接；所述前置泵送管的另一端至出第一进液密封环之间的前置泵送管上设有若干个贯穿的交换孔；所述第一进液密封环上设有插入膨胀胶囊内的第一进液管。

所述过渡封孔器包括过渡泵送管，所述过渡泵送管的两端贯通，在过渡泵送管的中部设有两端通过第二出液密封环和第二进液密封环密封的过渡膨胀胶囊；所述第二出液密封环和第二进液密封环上分别设有插到过渡膨胀胶囊内的第二排液管和第二进液管；在过渡膨胀胶囊两侧的过渡泵送管上均设有若干个贯穿的交换孔。

所述后置封孔器包括两端贯穿的后置泵送管，在后置泵送管上设有后置膨胀胶囊，所述后置膨胀胶囊的两侧分别通过第三出液密封环和第三进液密封环与后置泵送管密封；所述第三出液密封环和第三进液密封环上分别设有插在后置膨胀胶囊内的第三排液管和第三进液管；所述第三出液密封环至出液端之间的后置泵送管上设有若干个交换孔；所述第三进液密封环端的第三进液管和后置泵送管的进液口与外部高压设备连接。

所述第一进液管和第二排液管之间、相邻两个过渡封孔器之间的第二排液管和第二进液管之间，以及第三排液管和最后一级过渡封孔器的第二进液管之间均通过连接管连通。

所述前置泵送管、过渡泵送管和后置泵送管的内部均包括两根对称设置的注水管，以及与两根注水管垂直设置的致裂注浆管；所述注水管和致裂注浆管上分别设有若干个交换孔；所述注水管通过注水工作管与外部的注水泵连接；所述致裂注浆管通过致裂注浆工作管与外部的致裂泵或注浆泵连接；所述第三进液管通过增压工作管与外部的注水泵连接。