[发明专利]一种钻孔自适应保压式密封装置及方法

说明书

本发明提出一种钻孔自适应保压式密封装置，包括：抽采管；注浆管，与抽采管平行设置；弹性囊袋，包裹在抽采管和注浆管的外侧，并与抽采管和注浆管密封相连；逆止阀，安装在位于弹性囊袋内的注浆管上,用于向弹性囊袋内和注浆管的下游方向注入流体。本发明装置具有钻孔自适应能力好、承压能力强、使用灵活和施工便捷的优点，确保注浆过程浆液不流失并具有充足的反应时间。本发明还提供一种钻孔自适应保压式密封方法。

技术领域

本发明涉及钻孔密封技术领域，尤其涉及一种钻孔自适应保压式密封囊袋及方法。

背景技术

钻孔密封是钻孔瓦斯抽采的关键环节之一，目前主动式带压注浆封孔技术是最为理想的封孔方式之一，简称“两堵一注”。目前广泛使用的主动式带压注浆封孔工艺是水泥基材料+封孔囊袋/封孔器或者聚氨酯+水泥基材料两种。其中水泥基材料+封孔囊袋/封器是采用滤积式囊袋或者充胀式封孔器+水泥基材料作为堵头(即为“两堵”)，即在堵头形成后继续注入水泥基材料浆液，实现高压注浆充填密封结构。其中，在堵头形成过程中，滤积式囊袋是通过将水泥基材料浆液中的水滤失，使得高浓度、高稠度的水泥浆得以保留，并通过其后期的微膨胀实现充胀，这是目前使用最为普遍的一种方式；相应的聚氨酯+水泥基材料是将聚氨酯以反应袋或携裹的方式放置于设计位置，通过聚氨酯反应充胀来实现“两堵”的功能。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：目前“两堵一注”密封工艺均属于固结充填型钻孔密封技术，这主要受钻孔密封材料自身反应性质限制。随着煤矿开采深度的增加，高地应力和软弱结构煤层逐渐增多，这导致固结式钻孔密封结构无法适应钻孔的变形而发生密封结构损伤漏气；同时水泥基材料及聚氨酯类密封浆液粘度上升速度快，渗透性差，从而影响钻孔抽采瓦斯高浓度、长时间抽采。而具有良好渗透性的密封材料浆液通常初始粘度较低、且需具有一定的时间才发生反应方可形成密封结构。因此，普通滤积式囊袋难以满足其性能要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种使用灵活和施工便捷的钻孔自适应保压式密封装置及方法。

为达到上述目的，本发明第一方面提出的一种钻孔自适应保压式密封装置，包括：

抽采管；

注浆管，与抽采管平行设置；

弹性囊袋，包裹在抽采管和注浆管的外侧，并与抽采管和注浆管密封相连；

逆止阀，安装在位于弹性囊袋内的注浆管上,用于向弹性囊袋内和注浆管的下游方向注入流体。

相对现有技术而言，本发明装置具有钻孔自适应能力好、承压能力强、使用灵活和施工便捷的优点，解决了滤积式囊袋无法对含水率高、渗透性好、有一定反应时间的柔性密封材料浆液提供保压和反应所需空间的缺陷，特别是为相变柔性密封技术的“一注式”施工，提供了可靠保障。

在本发明的一个实施例中，还包括：

爆破阀，安装在所述注浆管上，用于在满足预定压力下打开，向所述注浆管的下游方向注入流体；

或者堵头，安装在所述注浆管的末端。

在本发明的一个实施例中，所述弹性囊袋用于在钻孔中注入流体后，径向弹涨，封堵钻孔；所述弹性囊袋由内向外依序包括防水层、承压层和增阻层。

在本发明的一个实施例中，还包括穿管管套和扣压管件，穿管管套安装在所述弹性囊袋的两端，穿管管套内具有供所述注浆管通过的注浆管口和供所述抽采管通过的抽采管口，扣压管件具有扣压槽，通过扣压槽将穿管管套扣压在所述弹性囊袋的两侧。

在本发明的一个实施例中，所述注浆管口的外侧设有第一密封套，所述抽采管口的外侧设有第二密封套。