一种隔水上向钻孔测压装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种隔水上向钻孔测压装置，插设于上向钻孔中，包括测压仪器，测压仪器包括压力显示部及压力探测部；所述上向钻孔内同心设有用于将煤层含水围岩隔开的套管，上向钻孔底部同心开设有由煤层底板向煤层钻进形成的测气压室，压力探测部从套管中穿过，延伸至测气压室中。本实用新型通过套管将含水围岩与孔内测量空间隔开，从根源上将裂隙水与瓦斯测压空间阻断，减少水对测压钻孔的影响。
【专利说明】一种隔水上向钻孔测压装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种瓦斯测压装置，具体涉及一种用于底板含水的上行钻孔煤层瓦斯压力测定的隔水上向钻孔测压装置。
【背景技术】
[0002]煤层瓦斯压力是煤层的关键参数之一，准确掌握煤层的瓦斯压力对于煤矿瓦斯灾害预防及治理具有重要的意义。在煤层瓦斯压力测定过程中，底板水是影响瓦斯压力结果测定的主要因素。
[0003]在煤层瓦斯压力测定方法中，以注浆封孔为主要方式的被动式测压法较为常见。但在上行孔测定瓦斯压力过程中，由于底板中往往含有裂隙水，经常会遇到水压的问题。裂隙水将对测试结果产生很大的影响，使得煤层瓦斯压力提前达到最大值，或者会增大煤层瓦斯压力测定结果，导致煤层瓦斯压力测定不准确。
[0004]目前在煤层瓦斯压力测定中排除水压影响的方法有两种，一是从测试结果绘制的压力曲线中去除初始阶段快速增长的部分，得到煤层瓦斯压力测量结果；二是在测量时，使钻孔内水与瓦斯分离，这样直接得到煤层瓦斯压力测量结果。但由于两种方法的可操作性不强，均是在成孔后，对瓦斯与裂隙水的混合体进行处理，测得的煤层瓦斯压力只能是一种近似结果，不够准确。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种从根源上将裂隙水与瓦斯测压空间阻断，减少水对测压钻孔的影响，从而能够准确测定煤层瓦斯压力的隔水上向钻孔测压装置。
[0006]一种隔水上向钻孔测压装置，插设于上向钻孔中，包括测压仪器，测压仪器包括压力显示部及压力探测部；所述上向钻孔内同心设有用于将煤层含水围岩隔开的套管，上向钻孔底部同心开设有由煤层底板向煤层钻进形成的测气压室，压力探测部从套管中穿过，延伸至测气压室中。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进:
[0008]所述套管外壁与上向钻孔内壁之间空隙的首尾处密封填充有聚氨酯，套管管口外壁与上向钻孔内壁之间的聚氨酯中插设有外壁注浆管，外壁注浆管的进口端与高压泵相接，高压泵通过外壁注浆管注入水泥砂浆，在聚氨酯之间注入水泥砂浆形成第一水泥砂浆固封段。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进:
[0010]所述套管管口处插设有通向套管内腔的内部注浆管，内部注浆管的进口端与高压泵相接，高压泵通过内部注浆管注入水泥砂浆形成第二水泥砂浆固封段。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进:
[0012]所述压力探测部包括测压管，测压管从套管管口处插入，其底部与瓦斯进气筛管相接，测压管的管口处设有瓦斯测定压力表。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进:
[0014]所述套管为矿用封孔岩芯管。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进:
[0016]所述内部注浆管及外壁注浆管的进口端都设有闸阀以及注浆压力测定表。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进:
[0018]所述测压管从位于套管管口处的法兰盘中插入，法兰盘与套管管口之间设有密封垫片。
[0019]作为上述技术方案的进一步改进:
[0020]所述上向钻孔的孔口处设有孔口挡板。
[0021]作为上述技术方案的进一步改进:
[0022]所述上向钻孔的直径为Φ133.ι，套管的管径为108mm，测气压室的直径为Φ94πιιη0
[0023]作为上述技术方案的进一步改进:
[0024]所述内部注浆管及外壁注浆管的管径为Φ16_，套管管口外壁与上向钻孔内壁之间的聚氨酯长度不小于4m、另一端聚氨酯的长度不小于2m。
[0025]本实用新型通过套管将含水围岩与孔内测量空间隔开，从根源上将裂隙水与瓦斯测压空间阻断，减少水对测压钻孔的影响。
[0026]同时通过经过带压注浆，提高水泥砂浆向岩石裂隙中的渗透程度，提高测压孔的封闭程度。从而提高煤层瓦斯压力测定的准确性，为准确测定煤层瓦斯基本参数，预测煤层瓦斯突出危险性提供可靠地保证。
[0027]另外也具有使用方便、简单的有益效果，存在明显的技术优势和推广应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型的结构示意图；
[0029]图2为本实用新型中套管管口的结构示意图。
[0030]图例说明:
[0031]1、上向钻孔；2、测压仪器；21、压力显示部；22、压力探测部；221、测压管；222、瓦斯进气筛管；223、瓦斯测定压力表；3、套管；4、煤层底板；5、煤层；6、测气压室；7、聚氨酯；8、外壁注浆管；9、第一水泥砂浆固封段；10、内部注浆管；11、第二水泥砂浆固封段；12、闸阀；13、注浆压力测定压力表；14、法兰盘；15、孔口挡板。
【具体实施方式】
[0032]参见图1，本实用新型提供的一种隔水上向钻孔测压装置，插设于上向钻孔I中，包括测压仪器2，测压仪器包括压力显示部21及压力探测部22，上向钻孔I内同心设有用于将煤层含水围岩隔开的套管3,上向钻孔I底部同心开设有由煤层底板4向煤层5钻进形成的测气压室6，压力探测部22从套管3中穿过，延伸至测气压室6中。
[0033]由于套管3在钻孔形成初期将含水围岩与孔内测量空间隔开，排除含水围岩对测压的影响。从而能够在现场准确测定煤层瓦斯压力，确定煤层瓦斯基本参数，为煤层瓦斯治理提供理论依据。
[0034]本实用新型为了更进一步完善其结构，
[0035]结合图2，套管3外壁与上向钻孔I内壁之间空隙的首尾处密封填充有聚氨酯7，套管3管口外壁与上向钻孔I内壁之间的聚氨酯7中插设有外壁注浆管8，外壁注浆管8的进口端与高压泵(图未示)相接，高压泵通过外壁注浆管8注入水泥砂浆，在聚氨酯7之间注入水泥砂浆形成第一水泥砂浆固封段9，从而提高测压孔的封闭程度，从而提高煤层瓦斯压力测定的准确性。
[0036]套管3管口处插设有通向套管3内腔的内部注浆管10，与上段注浆结构一致，高压泵通过内部注浆管10注入水泥砂浆形成第二水泥砂浆固封段11。提高水泥砂浆向岩石裂隙中的渗透程度，从而提高煤层瓦斯压力测定的准确性。
[0037]在内部注浆管10及外壁注浆管8的进口端设有用于控制水泥砂浆注入的闸阀12，以及用于测定注浆压力的注浆压力测定表13。
[0038]本实用新型为了更进一步完善其结构，
[0039]压力探测部22包括测压管221，测压管221从位于套管3管口处的法兰盘14中插入，其底部与瓦斯进气筛管222相接，测压管221的管口处设有瓦斯测定压力表223。瓦斯测定压力表223可设置于套管3之外，便于查看所测试出的压力。
[0040]本实用新型的具体操作过程为:
[0041]具体实施中，先用煤岩钻机施工钻孔(钻头直径Φ 133mm)至待测压煤层底板4的0.5m处停钻，利用钻机全程下套管3，套管3采用矿用封孔岩芯管即可，之后利用聚氨酯7在套管3外周与孔壁间的首尾处形成封孔段，再通过外壁注浆管8注入水泥砂浆，形成第一水泥砂浆固封段9，使套管3内部空间与含水围岩隔开。
[0042]随后用高压泵通过内部注浆管10注入水泥砂浆，带压注浆，要求达到并保持8小时压力6MPa，使浆液渗入含水围岩内部，凝固时间不小于24小时，后形成第二水泥砂浆固封段11。
[0043]其中，套管3管径为Φ 108mm，内部注浆管10及外壁注浆管8的管径为Φ 16mm，套管3管口外壁与上向钻孔I内壁之间的聚氨酯7长度不小于4m、另一端聚氨酯7的长度不小于2m。
[0044]之后，沿原钻孔中心线向煤层5施工直径为Φ94πιπι的钻孔后，送入内部注浆管10和测压管221。内部注浆管10 —端固定在法兰盘14上，位于套管3以外，另一端位于第一水泥砂浆固封段9所在位置。测压管221 —端固定在法兰盘14上，位于套管3以外，另一端与测气压室6内的瓦斯进气筛管222连接。随后用高压泵通过外壁注浆管8注入水泥砂浆形成第一水泥砂浆固封段9。于上向钻孔I的孔口处设置孔口挡板15，法兰盘14与套管3管口之间设置密封垫片。
[0045]其中，法兰盘14直径为Φ 150mm，孔口挡板15的直径为Φ 135mm，内部注浆管10的直径为Φ 16mm。
[0046]之后，注浆封孔结束，凝固24h后将压力表223安装于测压管221上，测压装置现场安装前可用肥皂水来检查气密性，管路连接处用生料带缠绕密闭。
[0047]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种隔水上向钻孔测压装置，插设于上向钻孔⑴中，包括测压仪器(2)，测压仪器(2)包括压力显示部(21)及压力探测部(22)，其特征在于:所述上向钻孔(I)内同心设有用于将煤层含水围岩隔开的套管(3)，上向钻孔⑴底部同心开设有由煤层底板⑷向煤层(5)钻进形成的测气压室￠)，压力探测部(22)从套管(3)中穿过，延伸至测气压室(6)中。
2.根据权利要求1所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述套管(3)外壁与上向钻孔(I)内壁之间空隙的首尾处密封填充有聚氨酯(7)，套管(3)管口外壁与上向钻孔⑴内壁之间的聚氨酯(7)中插设有外壁注浆管(8)，外壁注浆管⑶的进口端与高压泵相接，高压泵通过外壁注浆管(8)注入水泥砂浆，在聚氨酯(7)之间注入水泥砂浆形成第一水泥砂衆固封段(9)。
3.根据权利要求2所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述套管(3)管口处插设有通向套管⑶内腔的内部注浆管(10)，内部注浆管(10)的进口端与高压泵相接，高压泵通过内部注浆管(10)注入水泥砂浆，形成第二水泥砂浆固封段(11)。
4.根据权利要求1所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述压力探测部(22)包括测压管(221)，测压管(221)从套管(3)管口处插入，其底部与瓦斯进气筛管(222)相接，测压管(221)的管口处设有瓦斯测定压力表(223)。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述套管(3)为矿用封孔岩芯管。
6.根据权利要求3所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述内部注浆管(10)及外壁注浆管⑶的进口端都设有闸阀(12)以及注浆压力测定表(13)。
7.根据权利要求4所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述测压管(221)从位于套管(3)管口处的法兰盘(14)中插入，法兰盘(14)与套管(3)管口之间设有密封垫片。
8.根据权利要求1所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述上向钻孔(I)的孔口处设有孔口挡板(15)。
9.根据权利要求1所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述上向钻孔(I)的直径为Φ 133mm，套管(3)的管径为108mm，测气压室￠)的直径为Φ94πιπι。
10.根据权利要求3所述的一种隔水上向钻孔测压装置，其特征在于:所述内部注浆管(10)及外壁注浆管⑶的管径为Φ16πιπι，套管(3)管口外壁与上向钻孔(I)内壁之间的聚氨酯(7)长度不小于4m、另一端聚氨酯(7)的长度不小于2m。
【文档编号】E21B47/06GK204126636SQ201420330130
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】孙国清, 孟贤正, 丁文通, 袁本庆, 杜库实, 曹建军, 张永将, 张迎贵 申请人:国投新集能源股份有限公司, 中煤科工集团重庆研究院有限公司