一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置的制作方法

本发明涉及封孔器，具体为一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置。

背景技术：

1、随着瓦斯发电技术的成熟，对瓦斯这种洁净能源的需求也将越来越大。提高瓦斯抽采效率，最大限度地降低抽采过程中的漏气现象，提高瓦斯抽采浓度，是瓦斯利用的基础。简便、可靠的封孔设备和封孔工艺是水力压裂法提高瓦斯抽采效率的支撑。

2、人们常常利用封孔器破煤，能有效防止煤、瓦斯发生爆炸，利用高压注水破碎煤体，能够减少火工产品，降低成本，增加工人的安全感。

3、现有技术中，水力压裂技术中的钻孔封孔技术主要有水泥浆一次注浆封孔和水力压裂专用封孔胶囊封孔，封孔器主要有瓦斯抽放封孔器、煤层注水封孔器；

4、现有专利（公告号：cn212428775u）一种新型水力压裂封孔器，包括一号封孔器，所述一号封孔器一端固定设置有注水接头，所述注水接头远离注水口的一端设置有膨胀胶管，所述注水接头与膨胀胶管之间通过锁管铁皮固定连接，所述膨胀胶管远离注水接头的一端设置有中间芯子，所述中间芯子与膨胀胶管之间通过锁管铁皮固定连接。

5、上述水力压裂封孔器虽然达到了结构简单，操作方便，节约时间与成本的效果，但是封孔器与各接头之间的对接安装过程十分复杂，现有技术中通常利用管道连接机构对两者进行连接，但是现有的管道连接机构虽然能够保证连接的密封性，但是安装过程中较为繁琐，且无法对连接器的两端进行同时安装，不能反复多次使用，十分不便。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决现有封孔器在使用过程中，封孔器与各接头之间的对接安装过程十分复杂，现有技术中通常利用管道连接机构对两者进行连接，但是现有的管道连接机构虽然能够保证连接的密封性，但是安装过程中较为繁琐，且无法对连接器的两端进行同时安装，十分不便的问题，而提出一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，包括一号封孔器、二号封孔器、连接管以及连接器，所述一号封孔器与二号封孔器的一端均设置有连接管，两组所述连接管之间设置有连接器，所述连接器包括套管、连接环以及活动管；所述套管内表面的中部固定连接有连接环，且连接环的内部设置有活动管，所述活动管的两端分别贯穿至连接环的外部，且活动管外表面靠近两端的位置均开设有螺纹一，所述连接管的外表面与活动管对应的位置设置有螺纹二，所述连接管与对应的活动管螺纹连接；

3、所述连接环内部与活动管对应的位置设置有安装组件，所述套管内表面位于连接环两侧的位置设置有限位组件，且限位组件与安装组件相连接。

4、进一步的，所述安装组件包括环形槽一、环形块、齿牙一、槽口、转动杆以及齿轮；所述连接环的内表面开设有环形槽一，且环形槽一内部转动连接有环形块，所述环形块与活动管固定连接，且环形块外表面等距离固定连接有若干组齿牙一，所述环形槽一内表面的上下两侧对称式开设有两组槽口，且槽口的内部转动连接有转动杆，所述转动杆的两端分别贯穿至套管的内部并与其转动连接，所述转动杆外表面位于槽口内部的位置固定连接有齿轮，且齿轮与齿牙一相啮合。

5、进一步的，所述套管外表面与槽口对应的位置开设有环形槽二，且环形槽二的内部转动连接有转动环，所述环形槽二的内表面与槽口内表面相通，所述齿轮贯穿至槽口的外部，然后延伸至环形槽二的内部。

6、进一步的，所述环形槽二的内表面的两侧均开设有限位槽，且限位槽呈环形，两组所述限位槽的内表面均转动连接有限位环，所述限位环与转动环固定连接，且转动环外表面贯穿至环形槽二的外部，所述套管外表面位于环形槽二两侧的位置固定连接有环形挡块，且环形挡块横截面的外径大于转动环横截面的外径，所述转动环的内表面等距离设置有若干组齿牙二，且齿牙二与齿轮相啮合。

7、进一步的，所述限位组件包括安装环、导向柱、卡块、活动槽、限位块以及弹簧；两组所述转动杆外表面靠近两端的位置均设置有旋向相反的螺旋，与同一组转动杆对应的两组螺旋旋向相反，两组所述转动杆之间对称式设置有两组安装环，且安装环与两组转动杆螺旋连接。

8、进一步的，两组所述安装环内表面的上下两侧均固定连接有导向柱，且导向柱的一端与安装环固定连接，另一端活动连接有卡块，所述卡块的上端外表面开设有活动槽，且活动槽的内部活动连接有限位块，所述导向柱远离安装环的一端贯穿至活动槽的内部与限位块固定连接。

9、进一步的，所述导向柱的外表面设置有弹簧，且弹簧的一端与安装环固定连接，另一端与限位块固定连接，所述连接管的外表面靠近套管的一端开设有卡槽，且卡槽的横截面呈环形，所述卡槽内表面与卡块外表面相贴合。

10、进一步的，该水力压裂钻孔封孔装置的安装方法包括以下步骤：

11、步骤一、初始状态下，两组安装环分别位于套管内部远离连接环的两端，因此安装时，首先将一号封孔器与二号封孔器向连接器的方向推动，直至两组连接管均进入套管的内部，且卡块卡入卡槽；

12、步骤二、在卡块卡入卡槽内部后，使转动环顺时针转动，由于齿轮与齿牙二相啮合，因此齿轮在转动环的作用下带动转动杆转动，齿牙一在齿轮的驱动下带动活动管转动；

13、步骤三、转动杆转动的过程中，安装环向靠近活动管的方向移动，连接管在安装环的带动下也向活动管的内部移动，由于活动管的外表面与连接管的内表面均设置有螺纹，因此活动管与连接管螺纹连接，直至转动环无法转动，此时完成活动管与连接管的连接，实现同时将一号封孔器与二号封孔器快速连接

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明中，通过设置安装组件，转动转动环，使其顺时针转动，由于齿轮与齿牙二相啮合，因此齿轮在转动环的作用下带动转动杆转动，齿牙一在齿轮的驱动下带动活动管转动，从而便于套管与两端的连接管同时螺纹连接；齿轮、齿牙一以及齿牙二驱动活动管的传动方式，传动精确且传动效率高，使用寿命长，提高了压裂钻孔封孔装置的组装效率和使用寿命。

16、本发明中，通过设置限位组件与安装组件相互配合，转动杆转动的过程中，安装环向靠近活动管的方向移动，连接管在安装环的带动下也向活动管的内部移动，直至转动环无法转动，此时完成活动管与连接管的连接，从而在保证了一号封孔器与二号封孔器连接的密封性的同时，能够同时将一号封孔器与二号封孔器快速连接，并且便于拆卸，且连接器能够反复使用，该过程中，利用卡块带动连接管向活动管的方向移动，无需人工推动连接管，实现连接管与活动管的自动螺纹连接，十分便捷，且方便拆卸。

技术特征：

1.一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，包括一号封孔器（1）、二号封孔器（2）、连接管（3）以及连接器（4），所述一号封孔器（1）与二号封孔器（2）的一端均设置有连接管（3），两组所述连接管（3）之间设置有连接器（4），其特征在于，所述连接器（4）包括套管（401）、连接环（402）以及活动管（403）；所述套管（401）内表面的中部固定连接有连接环（402），且连接环（402）的内部设置有活动管（403），所述活动管（403）的两端分别贯穿至连接环（402）的外部，且活动管（403）外表面靠近两端的位置均开设有螺纹一，所述连接管（3）的外表面与活动管（403）对应的位置设置有螺纹二，所述连接管（3）与对应的活动管（403）螺纹连接；

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于，所述安装组件（5）包括环形槽一（501）、环形块（502）、齿牙一（503）、槽口（504）、转动杆（505）以及齿轮（506）；所述连接环（402）的内表面开设有环形槽一（501），且环形槽一（501）内部转动连接有环形块（502），所述环形块（502）与活动管（403）固定连接，且环形块（502）外表面等距离固定连接有若干组齿牙一（503），所述环形槽一（501）内表面的上下两侧对称式开设有两组槽口（504），且槽口（504）的内部转动连接有转动杆（505），所述转动杆（505）的两端分别贯穿至套管（401）的内部并与其转动连接，所述转动杆（505）外表面位于槽口（504）内部的位置固定连接有齿轮（506），且齿轮（506）与齿牙一（503）相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于，所述套管（401）外表面与槽口（504）对应的位置开设有环形槽二（507），且环形槽二（507）的内部转动连接有转动环（508），所述环形槽二（507）的内表面与槽口（504）内表面相通，所述齿轮（506）贯穿至槽口（504）的外部，然后延伸至环形槽二（507）的内部。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于，所述环形槽二（507）的内表面的两侧均开设有限位槽（509），且限位槽（509）呈环形，两组所述限位槽（509）的内表面均转动连接有限位环（510），所述限位环（510）与转动环（508）固定连接，且转动环（508）外表面贯穿至环形槽二（507）的外部，所述套管（401）外表面位于环形槽二（507）两侧的位置固定连接有环形挡块（511），且环形挡块（511）横截面的外径大于转动环（508）横截面的外径，所述转动环（508）的内表面等距离设置有若干组齿牙二（512），且齿牙二（512）与齿轮（506）相啮合。

5.根据权利要求2所述的一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于，所述限位组件（6）包括安装环（601）、导向柱（602）、卡块（603）、活动槽（604）、限位块（605）以及弹簧（606）；两组所述转动杆（505）外表面靠近两端的位置均设置有旋向相反的螺旋，与同一组转动杆（505）对应的两组螺旋旋向相反，两组所述转动杆（505）之间对称式设置有两组安装环（601），且安装环（601）与两组转动杆（505）螺旋连接。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于，两组所述安装环（601）内表面的上下两侧均固定连接有导向柱（602），且导向柱（602）的一端与安装环（601）固定连接，另一端活动连接有卡块（603），所述卡块（603）的上端外表面开设有活动槽（604），且活动槽（604）的内部活动连接有限位块（605），所述导向柱（602）远离安装环（601）的一端贯穿至活动槽（604）的内部与限位块（605）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于，所述导向柱（602）的外表面设置有弹簧（606），且弹簧（606）的一端与安装环（601）固定连接，另一端与限位块（605）固定连接，所述连接管（3）的外表面靠近套管（401）的一端开设有卡槽（607），且卡槽（607）的横截面呈环形，所述卡槽（607）内表面与卡块（603）外表面相贴合。

8.根据权利要求1~7任一所述的一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，其特征在于，该水力压裂钻孔封孔装置的安装方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置，涉及封孔器技术领域。钻孔封孔装置包括一号封孔器、二号封孔器、连接管以及连接器，一号封孔器与二号封孔器的一端均设置有连接管，两组连接管之间设置有连接器，连接器包括套管、连接环以及活动管；套管内表面的中部固定连接有连接环，且连接环的内部设置有活动管；本发明通过设置安装组件，转动转动环，使其顺时针转动，由于齿轮与齿牙二相啮合，因此齿轮在转动环的作用下带动转动杆转动，齿牙一在齿轮的驱动下带动活动管转动，从而便于套管与两端的连接管同时螺纹连接。

技术研发人员：王建军,潘大伟,胡浩俊,王承志,邓金亮,郭志明,王勇利,叶东兴,郭基伟,张曦
受保护的技术使用者：山西省煤炭规划设计院（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12