[发明专利]一种井下可循环动态注液封孔装置及施工方法

权利要求书

1.一种井下可循环动态注液封孔装置的施工方法，其特征在于：该方法使用一种井下可循环动态注液封孔装置，该装置包括抽采管、注液管、注气管/排气管、高弹性橡胶管、一体式高压弹性气囊、#1弹性囊袋、#2弹性囊袋、第一排液管和溶液过滤装置，其中套有一体式高压弹性气囊的抽采管穿过高弹性橡胶管的中心位置，高弹性橡胶管的两端通过卡圈固定有#1弹性囊袋和#2弹性囊袋，在#1弹性囊袋、#2弹性囊袋、煤壁和高弹性橡胶管之间形成密闭的注液空间，注液管和第一排液管的一端平行穿过#1弹性囊袋、注液空间和#2弹性囊袋，注液管的另一端连接有注液泵，第一排液管的另一端则通过旋转开关与溶液过滤装置的负压回收泵组连接，注液空间中的堵漏液通过第一管路和第二管路输送到溶液过滤装置，其中溶液过滤装置包括滤液腔室、储渣腔室和储液箱，滤液腔室的正上方设置有左高右低的一级滤网板和二级滤网板；

所述的注气管一端与一体式高压弹性气囊连通，另一端连接有气压表和气体流量计，气压表用于实时监测一体式高压弹性气囊中的气体压力；气体流量计用于实时监测一体式高压弹性气囊排气量动态变化情况；

所述的一种井下可循环动态注液封孔装置的施工方法，包括以下步骤：

S001利用注气管向一体式高压弹性气囊中注气，使一体式高压弹性气囊充分膨胀，高弹性橡胶管在膨胀的一体式高压弹性气囊挤压作用下充分扩张，直至高弹性橡胶管外壁压紧在钻孔的孔壁上，将#1弹性囊袋、#2弹性囊袋和注液空间中的空气完全挤出，停止注气；

S002然后打开注液控制阀通过注液管向#1弹性囊袋和#2弹性囊袋内注液，使#1弹性囊袋和#2弹性囊袋膨胀；高弹性橡胶管被膨胀的#1弹性囊袋和#2弹性囊袋挤压，使一体式高压弹性气囊中气压升高，部分气体从排气管中排出，此时通过气体流量计实时监测排气量；

S003注液管首先向#1弹性囊袋和#2弹性囊袋内注液，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋不断膨胀，一体式高压弹性气囊受到挤压而不断有气体排出；随着注液管中的注液压力不断增大，当注液压力超过爆破阀开启压力时，爆破阀破裂，堵漏液进入注液空间；当#1弹性囊袋和#2弹性囊袋达到充分膨胀时，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋之间形成注液空间，进行注液空间的注液过程中，一段时间内不再对高弹性橡胶管产生挤压作用，使得排气管不再有气体排出，出现短暂的“停滞期t”，直至气体流量计中再次检测到有气体流出时，停止注液，并记录整个“停滞期t”时间段内的注液量V₁，即为注液空间的注液量V，其中V＝V₁；

S004在瓦斯抽采过程中，随着采动不断影响钻孔围岩裂隙不断发育，注液空间中堵漏液含量减少，注液空间压力降低，高弹性橡胶管向注液空间扩张，一体式高压弹性气囊中的气压相应降低，为提高注液空间压力，扩大堵漏液渗透范围，稳定瓦斯抽采效果，在一体式高压弹性气囊气压降低时，通过注气管再次向一体式高压弹性气囊中注气，直至达到设定气压停止注气，注液空间再次受到高弹性橡胶管挤压，注液空间压力提升，堵漏液渗流范围扩大，钻孔密封效果提升；

S005第1阶段钻孔瓦斯抽采完成后，关闭旋转开关使第一排液管和第一管路连通，通过负压回收泵组对#1弹性囊袋、#2弹性囊袋和注液空间中剩余堵漏液进行回收；

S006回收堵漏液通过第一管路和第二管路流入滤液腔室，经过一级滤网板和二级滤网板的过滤及进一步沉淀处理后，堵漏液通过第二排液管反流入储液箱，为下一阶段钻孔瓦斯抽采的注液作业做准备；

S007随着#1弹性囊袋和#2弹性囊袋中堵漏液的排出，#1弹性囊袋和#2弹性囊袋收缩与钻孔孔壁分离，放出一体式高压弹性气囊中气体，进而取出高弹性橡胶管和抽采管，用于下一阶段钻孔瓦斯抽采。

2.根据权利要求1所述的一种井下可循环动态注液封孔装置的施工方法，其特征在于：所述一体式高压弹性气囊由多边形面、铰链、连接杆、弹性内密封层、弹性外密封层和防滑凸起组成，弹性外密封层通过铰链和连接杆与多边形面的外端口连接，内端口与弹性内密封层连接，使得一体式高压弹性气囊成为相互连通的多边形柱体结构；弹性外密封层的外侧设置有防滑凸起，进而增加一体式高压弹性气囊与高弹性橡胶管之间的摩擦力，防止充气过程中，一体式高压弹性气囊在高弹性橡胶管内部滑移。