一种井下直接揭露水文钻孔的封孔装置的制作方法

本实用新型涉及煤矿水害防治技术领域，具体涉及一种井下直接揭露具有完整套管高承压大流量水文钻孔的封孔装置。

背景技术：

煤矿在勘探和生产期间施工了大量的水文钻孔，一些水文钻孔由于历史原因或生产原因，未得到及时封堵，生产前必须对其进行封堵或留设防水煤柱，以免直接揭露造成水害事故。由于目前多数矿井开采多年，开采深度大，尤其是一些水文地质条件复杂的矿井，含水层富水性强，钻孔不仅水压高而且水量大，地面已不具备封堵条件，只能在井下封堵，如何在井下直接揭露和封堵具有完整套管高承压大流量钻孔是一件难度很大的事。处理不好，对煤矿生产安全影响很大，甚至造成淹工作面、淹水平、淹矿井的严重水害事故，是煤矿多发的一类水害事故。目前，还未见国内井下直接揭露具有完整套管高承压大流量地面水文钻孔封堵装置的相关报道。因此，研究一种简便易行的适用井下直接揭露具完整套管高承压、大流量井下封堵装置，是目前煤矿生产中需要解决的一项水害防治技术难题。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种可供操作的井下直接揭露具有完整套管的高承压、大流量水文钻孔直接封堵装置，

本实用新型的目的在于提供一种井下直接揭露水文钻孔的封孔装置，包括：多块钢夹板、一条套管、两个高压直通截门和压力表，所述套管焊接在多块钢夹板上，所述套管上附加所述高压直通截门，所述高压直通截门所在管路上附加所述压力表。

优选的，所述套管与所述钢夹板之间通过螺母固定。

优选的，所述钢夹板为三块。

优选的，所述钢夹板的厚度为25mm、宽度为300mm。

优选的，所述套管长度为0.5m，直径为50mm。

优选的，所述高压直通截门包括泄压阀和注浆阀，所述泄压阀用于泄压，所述注浆阀用于注浆和加固料。

优选的，井下直接揭露水文钻孔的封孔装置在井下封堵时直接固定在水文钻孔上，所述钢夹板与所述套管之间设置胶皮，井下直接揭露水文钻孔的封孔装置安装在钻机并固定在钻机上，直接钻透所述套管进行封堵。

该封孔装置的工作方式：在井下直接揭露具有完整套管的高承压、大流量水文钻孔后，直接在钻孔套管外安装上该封堵装置,然后利用钻机通过该装置将钻孔套管钻透，此后联接注浆泵利用填料筒和注浆泵注入软硬骨料和水泥浆，软硬骨料和水泥在合理泵压的作用下充填钻孔内，达到将高承压大流量水文钻孔处理的目的。其处理程序如下：

①首先了解水文钻孔结构、施工年代、钻孔涌水量、层位、水压、现场调查钻孔套管固结及完整情况以及钻孔周边岩层情况等；

②在套管2完整情况下，确定揭露钻孔位置和层位；

③根据现场调查以及揭露钻孔情况，制定封堵方案包括：加固钻孔底板破裂地段、根据钻孔套管直径确定制作封孔装置；

④根据钻孔出水量、水压、底板破碎情况设计封堵骨料的类型、大小、数量以及水泥和添加剂；

⑤根据钻孔水压和计算注骨料时的压力、封堵时的注浆压力以及水泥用量；

⑥将各种材料和钻机设备运到现场；

⑦将封孔装置固定在原套管上，并上好闸阀连接固定好，钻孔处打上戗点柱；

⑧通过封孔装置，用钻机将原套管打透，接上注浆泵，通过封孔装置将骨料以及水泥注入钻孔套管内，从而将其封堵，直至达到设计结束压力和注入量。

本实用新型专利的有益效果是，提供一种快速有效地封堵煤矿井下勘探时期以及生产期间施工的地面水文钻孔或封闭不良钻孔，地面封堵已不具备封堵条件，在井下生产中将要遇到或已经遇到，而又必须要封堵的高承压大流量且具有完整套管的水文钻孔而设计的一种钻孔封堵装置，该装置便捷安全实用高效，通过采用提供的该装置，可在短时间内快速高效地处理井下直接揭露具完整套管高承压大流量水文钻孔而造成的水害事故，解除高承压大流量水文钻孔对煤矿安全生产的威胁，减少矿井涌水量，降低矿井无效排水费用，提高矿井抗灾水平，增加矿井经济效益并保护水资源有十分显著的环境效益。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本实用新型的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：

附图1为根据本实用新型实施例的封孔装置侧视结构图。

附图2为根据本实用新型实施例的封孔装置剖视结构图。

附图3为根据本实用新型实施例的封孔装置夹板结构剖视图。

附图4为根据本实用新型实施例的封孔装置夹板结构侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，但并不用来限制本实用新型的保护范围。

参见图1-4实施例的一种井下直接揭露水文钻孔的封孔装置，包括：多块钢夹板1、一条套管2、两个高压直通截门3和压力表4，套管2焊接在多块钢夹板1上，套管2与钢夹板1之间通过螺母固定，套管2上附加高压直通截门3，高压直通截门3所在管路上附加压力表4。本实施例中钢夹板1为三块厚度为25mm、宽度为300mm的钢夹板，当然，钢夹板1的厚度根据封堵钻孔套管尺寸和水压来决定。本实施例中，套管2长度为0.5m，直径为50mm。高压直通截门3分别为泄压阀3-1和注浆阀3-2，泄压阀3-1用于泄压，注浆阀3-2用于注浆和加固料。高压直通截门3的耐压值根据水压来选择。

封孔装置在井下封堵时直接固定在水文钻孔上，所述钢夹板1与套管2之间设置胶皮，封孔装置安装在钻机并固定在钻机上，与井下施工水文钻孔一样直接钻透套管2进行封堵即可。

该封孔装置的工作方式：在井下直接揭露具有完整套管的高承压、大流量水文钻孔后，直接在钻孔套管外安装上该封堵装置,然后利用钻机通过该装置将钻孔套管钻透，此后联接注浆泵利用填料筒和注浆泵注入软硬骨料和水泥浆，软硬骨料和水泥在合理泵压的作用下充填钻孔内，达到将高承压大流量水文钻孔处理的目的。其处理程序如下：

①首先了解水文钻孔结构、施工年代、钻孔涌水量、层位、水压、现场调查钻孔套管固结及完整情况以及钻孔周边岩层情况等；

②在套管2完整情况下，确定揭露钻孔位置和层位；

③根据现场调查以及揭露钻孔情况，制定封堵方案包括：加固钻孔底板破裂地段、根据钻孔套管直径确定制作封孔装置；

④根据钻孔出水量、水压、底板破碎情况设计封堵骨料的类型、大小、数量以及水泥和添加剂；

⑤根据钻孔水压和计算注骨料时的压力、封堵时的注浆压力以及水泥用量；

⑥将各种材料和钻机设备运到现场；

⑦将封孔装置固定在原套管上，并上好闸阀连接固定好，钻孔处打上戗点柱；

⑧通过封孔装置，用钻机将原套管打透，接上注浆泵，通过封孔装置将骨料以及水泥注入钻孔套管内，从而将其封堵，直至达到设计结束压力和注入量。

本实施例的快速有效地封堵煤矿井下勘探时期以及生产期间施工的地面水文钻孔或封闭不良钻孔，地面封堵已不具备封堵条件，在井下生产中将要遇到或已经遇到，而又必须要封堵的高承压大流量且具有完整套管的水文钻孔而设计的一种钻孔封堵装置，该装置便捷安全实用高效，通过采用提供的该装置，可在短时间内快速高效地处理井下直接揭露具完整套管高承压大流量水文钻孔而造成的水害事故，解除高承压大流量水文钻孔对煤矿安全生产的威胁，减少矿井涌水量，降低矿井无效排水费用，提高矿井抗灾水平，增加矿井经济效益并保护水资源有十分显著的环境效益。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时本领域的一般技术人员，根据本实用新型的实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。