CN109184616B - 双孔管注浆封堵器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双孔管注浆封堵器，包括注浆囊袋、双孔管、单向阀、安全阀、进浆接头、可回收注浆管、密封堵头及堵漏管，注浆囊袋均沿着双孔管轴线方向均布，注浆囊袋两端与双孔管外表面连接，单向阀安装在双孔管上，安全阀安装在注浆囊袋前端外部的双孔管上，双孔管包括管体及隔板，双孔管末端与密封堵头相互连接，前端与进浆接头连接，进浆接头包括护套管、挡块及弹性密封条，其使用方法包括封堵器装配、封孔注浆、密封堵漏及回收注浆管等四步。本发明一方结构构成简单，使用灵活方便，另一方面在进行瓦斯抽采孔封堵作业时，操作流程简单，封堵作业效率高，达到提高封堵作业质量及效率的目的。

Description

双孔管注浆封堵器及其使用方法

技术领域

本发明涉双孔管注浆封堵器及其使用方法，属瓦斯抽采技术领域。

背景技术

目前市场上存在的封孔器种类较多。其中常用的为穿套式封孔器，该类封孔器的不足是只能进行煤层钻孔一次性封孔处理，后期瓦斯衰减无法再次进行封堵，且注浆管无法进行回收，如现有专利方案中的“瓦斯抽采固定式封堵器及其使用方法”(专利号：201310402234.4)与“瓦斯抽采穿套式封堵器及其使用方法”等现有技术，在具体的过程中，封堵材料灌满封孔空间后，若煤层裂隙较发育，那么在注浆压力作用下，封孔浆液会挤压并通过囊袋周围的较发育裂隙越过囊袋，将设计预留的漏气处置空间也灌注上封孔浆液，使后期无法进行漏气处理，因此封堵性能较差，且使用灵活性和可靠性严重不足，针对这一问题，当前也有用到双孔管做的封孔器，不过，那种专利虽采用双孔管，但是双孔管的两个通道，一个用来注浆，一个用来抽采瓦斯，而且管外径较大，因此极易受到瓦斯抽采孔结构限制，严重影响了瓦斯抽采孔密封作业的工作效率，和封堵器对使用环境的适应性，因此，针对这一问题，迫切需要开发一种全新的瓦斯抽采孔封堵器及与其相应的抽采方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供双孔管注浆封堵器及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

双孔管注浆封堵器，包括注浆囊袋、双孔管、单向阀、安全阀、进浆接头、可回收注浆管、密封堵头及堵漏管，注浆囊袋至少两个，且各注浆囊袋均沿着双孔管轴线方向均布，注浆囊袋两端与双孔管外表面连接，并与双孔管构成与瓦斯抽采管同轴分布的闭合环状结构，且注浆囊袋环绕瓦斯抽采管轴线包覆在瓦斯抽采管外表面，并嵌于瓦斯抽采孔内，单向阀若干，安装在双孔管上，并分别位于各注浆囊袋内的双孔管位置和相邻注浆囊袋之间的注浆囊袋外部的双孔管上，其中位于注浆囊袋内部单向阀均通过出浆口与双孔管连通，并与注浆囊袋相互连通，位于注浆囊袋外部的单向阀与双孔管相互连通并与瓦斯抽采孔相互连通，安全阀设一个，安装在靠近进浆接口一端双孔管位置上并与双孔管和瓦斯抽采孔相互连通，双孔管包括管体及隔板，管体为横截面呈圆形的闭合环状结构，隔板嵌于管体内，并与管体同轴分布，隔板将管体内部均分与管体轴线相互并行并相互独立的注浆管腔和封堵管腔，其中注浆管腔通过出浆口与位于注浆囊袋内部的单向阀和安全阀相互连通，封堵管腔通过出浆口与位于注浆囊袋外部的单向阀和安全阀相互连通，且注浆管腔和封堵管腔与每个单向阀和安全阀间均通过至少两个出浆口相互连通，双孔管末端与密封堵头相互连接，前端与进浆接头连接，并通过进浆接头分别与可回收注浆管和堵漏管相互连通，进浆接头包括护套管、挡块及弹性密封条，挡块为“T”字型结构，嵌于护套管内并将护套管分割为注浆道和封堵道，注浆道直径为封堵道的2—3倍，护套管前段包覆在双孔管外，且双孔管前端面与挡块相抵，挡块上设过流孔，注浆道通过过流孔与双孔管的注浆管腔相互连通，封堵道通过过流孔与双孔管的封堵管腔相互连通，弹性密封条安装在挡块上并与双孔管的封堵管腔端面相抵，护套管后端分别与可回收注浆管和堵漏管连通，其中可回收注浆管与注浆道相互连通，堵漏管与封堵道相互连通，注浆道上设至少一个剪切销，并通过剪切销与可回收注浆管相互连接。

进一步的，所述的隔板横截面为矩形结构或“S”型结构中的任意一种。

进一步的，所述的隔板与管体为一体式结构。

进一步的，所述的出浆口中，与同一单向阀和安全阀连接的各出浆口轴线呈0°—120°夹角。

进一步的，所述的护套管和挡块为一体式结构。

进一步的，所述的封堵道为“L”型结构。

进一步的，所述的出浆口和过流孔为横截面为矩形及等腰梯形结构中的任意一种。

双孔管注浆封堵器的使用方法，包括如下步骤：

第一步，封堵器装配，首先根据瓦斯抽采孔的深度及直径确定注浆囊袋的数量，且注浆囊袋至少两个，然后对封堵器的注浆囊袋、双孔管、单向阀、进浆接头、可回收注浆管、密封堵头及堵漏管进行组装，在完成组装后，将瓦斯抽采管穿入环形囊袋的环形圈内，将注浆囊袋缠绕抱紧抽瓦斯采管外缠绕扎紧，然后把与瓦斯抽采管连接好的封堵器一同安装到瓦斯抽采孔内，最后将可回收注浆管和注浆管与注浆泵连接即可；

第二步，注浆封孔，在完成第一步的操作后，启动注浆泵，并将封堵用的浆液通过可回收注浆管输送到双孔管的注浆管腔内，并通过位于注浆囊袋内的单向阀将浆液输送到注浆管腔内浆液输送至注浆囊袋内，并保持注浆泵持续工作，使得注浆囊袋内的浆液压力持续升高，并当压力大于安全阀的设定压力时，安全阀打开，对注浆管腔内浆液进行泄压，并完成对注浆囊袋内注浆作业；

第三步，密封堵漏，在完成第二步注浆操作后，关闭注浆泵与可回收注浆管间的连接，然后取出可回收注浆管并回收，同时打开注浆泵与堵漏管的连通，并将浆液通过双孔管的封堵管腔与位于注浆囊袋外部的单向阀注入到瓦斯抽采孔内，实现对瓦斯抽采孔封堵作业，并对瓦斯抽采孔侧壁上裂缝进行修复密封；

第四步，回收注浆管，在完成第三步作业后且在浆液未凝固前，沿可回收注浆管轴线方向施加外力，当外力大于剪切销承载力时，剪切销断裂并取下可回收注浆管，然后对注浆管进行清洁即可。

本发明一方结构构成简单，使用灵活方便，可根据使用需要，灵活满足多种瓦斯抽采孔的封堵作业需要，另一方面在进行瓦斯抽采孔封堵作业时，操作流程简单，封堵作业效率高，可有效的减少封堵材料的使用及损耗率，并可对瓦斯抽采孔孔壁上的裂缝等缺陷就行密封修复，有效的避免封孔段钻孔周围煤壁裂隙的产生和发展，且本封孔方法使封孔段钻孔周围产生高应力区，极大降低了钻孔周围煤体的透气性，从而达到提高封堵作业质量及效率的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明断面结构示意图；

图3为双孔管结构示意图；

图4为进浆接头结构示意图；

图5为本发明使用方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—4所述的双孔管注浆封堵器，包括注浆囊袋1、双孔管2、单向阀3、安全阀4、进浆接头7、可回收注浆管6、密封堵头5及堵漏管8，注浆囊袋1至少两个，且各注浆囊袋1均沿着双孔管2轴线方向均布，注浆囊袋1两端与双孔管2外表面连接，并与双孔管2构成与瓦斯抽采管9同轴分布的闭合环状结构，且注浆囊袋1环绕瓦斯抽采管9轴线包覆在瓦斯抽采管9外表面，并嵌于瓦斯抽采孔10内，单向阀3若干，安装在双孔管2上，并分别位于各注浆囊袋1内的双孔管2位置和相邻注浆囊袋1之间的注浆囊袋1外部的双孔管2上，其中位于注浆囊袋1内部单向阀3均通过出浆口11与双孔管2连通，并与注浆囊袋1相互连通，位于注浆囊袋1外部的单向阀3与双孔管2相互连通并与瓦斯抽采孔10相互连通，安全阀4设一个，安装在靠近进浆接口一端双孔管2位置上上并与双孔管2和瓦斯抽采孔10相互连通。

本实施例中，所述的双孔管2包括管体21及隔板22，管体21为横截面呈圆形的闭合环状结构，隔板22嵌于管体21内，并与管体21同轴分布，隔板22将管体内部均分与管体21轴线相互并行并相互独立的注浆管腔24和封堵管腔23，其中注浆管腔24通过出浆口11与位于注浆囊袋1内部的单向阀3和安全阀4相互连通，封堵管腔23通过出浆口11与位于注浆囊袋1外部的单向阀3和安全阀4相互连通，且注浆管腔24和封堵管腔23与每个单向阀3和安全阀4间均通过至少两个出浆口11相互连通，双孔管2末端与密封堵头5相互连接，前端与进浆接头7连接，并通过进浆接头7分别与可回收注浆管6和堵漏管8相互连通。

本实施例中，所述的进浆接头7包括护套管71、挡块72及弹性密封条73，挡块72为“T”字型结构，嵌于护套管71内并将护套管71分割为注浆道74和封堵道75，注浆道74直径为封堵道75的2—3倍，护套管71前段包覆在双孔管2外，且双孔管2前端面与挡块73相抵，挡块72上设过流孔76，注浆道74通过过流孔76与双孔管2的注浆管腔24相互连通，封堵道75通过过流孔76与双孔管2的封堵管腔23相互连通，弹性密封条73安装在挡块72上并与双孔管2的封堵管腔23端面相抵，护套管71后端分别与可回收注浆管6和堵漏管8连通，其中可回收注浆管6与注浆道74相互连通，堵漏管8与封堵道相互连通，注浆道74上设至少一个剪切销77，并通过剪切销77与可回收注浆管6相互连接。

本实施例中，所述的隔板22横截面为矩形或“S”型结构中的任意一种。

本实施例中，所述的隔板22与管体21为一体式结构。

本实施例中，所述的出浆口11中，与同一单向阀3和安全阀4连接的各出浆口11轴线呈0°—120°夹角。

本实施例中，所述的护套管71和挡块72为一体式结构。

本实施例中，所述的封堵道75为“L”型结构。

本实施例中，所述的出浆口11和过流孔76为横截面为矩形及等腰梯形结构中的任意一种。

如图5所示，本实施例中的双孔管注浆封堵器的使用方法，包括如下步骤：

第一步，封堵器装配，首先根据瓦斯抽采孔的深度及直径确定注浆囊袋的数量，且注浆囊袋至少两个，然后对封堵器的注浆囊袋、双孔管、单向阀、进浆接头、可回收注浆管、密封堵头及堵漏管进行组装，在完成组装后，将瓦斯抽采管穿入环形囊袋的环形圈内，将注浆囊袋缠绕抱紧抽瓦斯采管外缠绕扎紧，然后把与瓦斯抽采管连接好的封堵器一同安装到瓦斯抽采孔内，最后将可回收注浆管和注浆管与注浆泵连接即可；

第二步，注浆封孔，在完成第一步的操作后，启动注浆泵，并将封堵用的浆液通过可回收注浆管输送到双孔管的注浆管腔内，并通过位于注浆囊袋内的单向阀将浆液输送到注浆管腔内浆液输送至注浆囊袋内，并保持注浆泵持续工作，使得注浆囊袋内的浆液压力持续升高，并当压力大于安全阀的设定压力时，安全阀打开，对注浆管腔内浆液进行泄压，并完成对注浆囊袋内注浆作业；

第三步，密封堵漏，在完成第二步注浆操作后，关闭注浆泵与可回收注浆管间的连接，然后取出可回收注浆管并回收，同时打开注浆泵与堵漏管的连通，并将浆液通过双孔管的封堵管腔与位于注浆囊袋外部的单向阀注入到瓦斯抽采孔内，实现对瓦斯抽采孔封堵作业，并对瓦斯抽采孔侧壁上裂缝进行修复密封；

第四步，回收注浆管，在完成第三步作业后且在浆液未凝固前，沿可回收注浆管轴线方向施加外力，当外力大于剪切销承载力时，剪切销断裂并取下可回收注浆管，然后对注浆管进行清洁即可。

本发明一方结构构成简单，使用灵活方便，可根据使用需要，灵活满足多种瓦斯抽采孔的封堵作业需要，另一方面在进行瓦斯抽采孔封堵作业时，操作流程简单，封堵作业效率高，可有效的减少封堵材料的使用及损耗率，并可对瓦斯抽采孔孔壁上的裂缝等缺陷就行密封修复，有效的避免封孔段钻孔周围煤壁裂隙的产生和发展，且本封孔方法使封孔段钻孔周围产生高应力区，极大降低了钻孔周围煤体的透气性，从而达到提高封堵作业质量及效率的目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.双孔管注浆封堵器，其特征在于：所述的双孔管注浆封堵器包括注浆囊袋、双孔管、单向阀、安全阀、进浆接头、可回收注浆管、密封堵头及堵漏管，所述的注浆囊袋至少两个，且各注浆囊袋均沿着双孔管轴线方向均布，所述的注浆囊袋两端与双孔管外表面连接，并与双孔管构成与瓦斯抽采管同轴分布的闭合环状结构，且所述的注浆囊袋环绕瓦斯抽采管轴线包覆在瓦斯抽采管外表面，并嵌于瓦斯抽采孔内，所述的单向阀若干，安装在双孔管上，并分别位于各注浆囊袋内的双孔管位置和相邻注浆囊袋之间的注浆囊袋外部的双孔管上，其中位于注浆囊袋内部单向阀均通过出浆口与双孔管连通，并与注浆囊袋相互连通，位于注浆囊袋外部的单向阀与双孔管相互连通并与瓦斯抽采孔相互连通，所述的安全阀设一个，安装在靠近进浆接口一端双孔管位置上并与双孔管和瓦斯抽采孔相互连通，所述的双孔管包括管体及隔板，所述的管体为横截面呈圆形的闭合环状结构，所述的隔板嵌于管体内，并与管体同轴分布，所述的隔板将管体内部均分与管体轴线相互并行并相互独立的注浆管腔和封堵管腔，其中所述的注浆管腔通过出浆口与位于注浆囊袋内部的单向阀和安全阀相互连通，所述的封堵管腔通过出浆口与位于注浆囊袋外部的单向阀和安全阀相互连通，且注浆管腔和封堵管腔与每个单向阀和安全阀间均通过至少两个出浆口相互连通，所述的双孔管末端与密封堵头相互连接，前端与进浆接头连接，并通过进浆接头分别与可回收注浆管和堵漏管相互连通，所述的进浆接头包括护套管、挡块及弹性密封条，所述的挡块为“T”字型结构，嵌于护套管内并将护套管分割为注浆道和封堵道，所述的注浆道直径为封堵道的2—3倍，护套管前段包覆在双孔管外，且双孔管前端面与挡块相抵，所述的挡块上设过流孔，所述的注浆道通过过流孔与双孔管的注浆管腔相互连通，所述的封堵道通过过流孔与双孔管的封堵管腔相互连通，所述的弹性密封条安装在挡块上并与双孔管的封堵管腔端面相抵，所述的护套管后端分别与可回收注浆管和堵漏管连通，其中所述的可回收注浆管与注浆道相互连通，所述的堵漏管与封堵道相互连通，所述的注浆道上设至少一个剪切销，并通过剪切销与可回收注浆管相互连接。

2.根据权利要求1所述的双孔管注浆封堵器，其特征在于：所述的隔板横截面为矩形结构或“S”型结构中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的双孔管注浆封堵器，其特征在于：所述的隔板与管体为一体式结构。

4.根据权利要求1所述的双孔管注浆封堵器，其特征在于：所述的出浆口中，与同一单向阀和安全阀连接的各出浆口轴线呈0°—120°夹角。

5.根据权利要求1所述的双孔管注浆封堵器，其特征在于：所述的护套管和挡块为一体式结构。

6.根据权利要求1所述的双孔管注浆封堵器，其特征在于：所述的封堵道为“L”型结构。

7.根据权利要求1所述的双孔管注浆封堵器，其特征在于：所述的出浆口和过流孔为横截面为矩形及等腰梯形结构中的任意一种。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的双孔管注浆封堵器的使用方法，其特征在于：所述的双孔管注浆封堵器的使用方法包括如下步骤：

第一步，封堵器装配，首先根据瓦斯抽采孔的深度及直径确定注浆囊袋的数量，且注浆囊袋至少两个，然后对封堵器的注浆囊袋、双孔管、单向阀、进浆接头、可回收注浆管、密封堵头及堵漏管进行组装，在完成组装后，将瓦斯抽采管穿入环形囊袋的环形圈内，将注浆囊袋缠绕抱紧抽瓦斯采管，然后把与瓦斯抽采管连接好的封堵器一同安装到瓦斯抽采孔内，最后将可回收注浆管和注浆管与注浆泵连接即可；

第二步，注浆封孔，在完成第一步的操作后，启动注浆泵，并将封堵用的浆液通过可回收注浆管输送到双孔管的注浆管腔内，并通过位于注浆囊袋内的单向阀将浆液输送到注浆管腔内后再输送至注浆囊袋内，并保持注浆泵持续工作，使得注浆囊袋内的浆液压力持续升高，并当压力大于安全阀的设定压力时，安全阀打开，对注浆管腔内浆液进行泄压，并完成对注浆囊袋内注浆作业；

第三步，密封堵漏，在完成第二步注浆操作后，关闭注浆泵与可回收注浆管间的连接，然后取出可回收注浆管并回收，同时打开注浆泵与堵漏管的连通，并将浆液通过双孔管的封堵管腔与位于注浆囊袋外部的单向阀注入到瓦斯抽采孔内，实现对瓦斯抽采孔封堵作业，并对瓦斯抽采孔侧壁上裂缝进行修复密封；

第四步，回收注浆管，在完成第三步作业后且在浆液未凝固前，沿可回收注浆管轴线方向施加外力，当外力大于剪切销承载力时，剪切销断裂并取下可回收注浆管，然后对注浆管进行清洁即可。

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