一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置及方法，其包括以下内容：它包括水平放置的套管，在套管的两端分别螺合一端盖；在套管中插置一贯穿两端盖的钻孔模拟管，钻孔模拟管的管壁上设置有裂缝；在套管与钻孔模拟管之间的环空中设置有填充物；在钻孔模拟管的两端分别设置一密封塞，在钻孔模拟管其中一端中插置一贯穿密封塞的注浆管，注浆管的一端伸入到钻孔模拟管中，另一端与一泵体连接；在套管的下部紧固连接有可升降支座。本发明由于在套管中插置有钻孔模拟管，在钻孔模拟管的管壁上设置有裂缝，在钻孔模拟管中插置有注浆管，注浆管与一泵体连接，在套管的下部设置有可升降支座，因此本发明装置可模拟煤岩裂隙大小、钻孔倾角、注浆压力、注浆方式和浆液性质等不同因素对封孔煤岩裂隙封堵效果的影响。
【专利说明】
一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置及方法，属于煤矿领域。
【背景技术】
[0002]煤矿井下煤层瓦斯压力测定、瓦斯抽采、煤层注水和煤岩注浆加固等工作中，常需要在钻孔中进行带压注浆封堵钻孔周围煤岩裂隙的工作。煤岩裂隙大小、钻孔倾角、注浆压力、注浆方式和浆液性质等不同因素均会影响所注浆液在钻孔周围煤岩中的扩散范围和裂隙封堵效果。而现场考察上述不同因素对封孔钻孔裂隙的影响，不仅费时费力，而且不易直观地观测到理想的注浆扩散半径和封堵裂隙情况。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单且实验结果直观的模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置及方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置，其特征在于:它包括一水平放置且两端敞口的套管，在所述套管的两端分别螺合一端盖;在所述套管中插置一两端敞口且贯穿两所述端盖的钻孔模拟管，所述钻孔模拟管的管壁上设置有若干裂缝;在所述套管的内管壁与所述钻孔模拟管的外管壁之间的环空中设置有填充物;在所述钻孔模拟管的两端分别设置一密封塞，在所述钻孔模拟管其中一端中插置一贯穿所述密封塞的注浆管，所述注浆管的一端伸入到所述钻孔模拟管中，所述注浆管的另一端与一栗体连接;在所述套管的下部紧固连接有可升降支座。
[0005]所述填充物由煤渣和窗纱碎片混合制成。
[0006]所述套管采用PVC材料制成。
[0007]在所述钻孔模拟管的两端靠近所述端盖处紧固连接有密封圈。
[0008]在所述注浆管靠近所述栗体的一端设置有阀门。
[0009]在所述可升降支座上设置有调节升降高度的调节把手。
[0010]所述密封塞的表面涂抹有聚氨酯A、B料。
[0011]—种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的方法，其包括以下步骤:
[0012]I)根据实验需要通过可升降支座调节套管的倾斜角度；
[0013]2)通过注浆管向钻孔模拟管中注入带压注浆；
[0014]3)注浆液在压力作用下通过钻孔模拟管的管壁裂缝渗入到填充物中；
[0015]4)观察注浆压力，当注浆压力达到设定值后稳定注浆一段时间，当注浆压力稳定后突然持续上升时，停止注浆；
[0016]5)待注浆液封堵管壁裂缝并冷却凝固后，垂直于套管的轴线方向将套管截为多段，并观察钻孔模拟管断面周围注浆液撒范围和封堵裂隙情况。
[0017]本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明由于在套管中插置有钻孔模拟管，在钻孔模拟管的管壁上设置有裂缝，在钻孔模拟管中插置有注浆管，注浆管与一栗体连接，在套管的下部设置有可升降支座，因此本发明装置可模拟煤岩裂隙大小、钻孔倾角、注浆压力、注浆方式和浆液性质等不同因素对封孔煤岩裂隙封堵效果的影响。2、本发明装置功能齐全、操作方便、结构简单且实验结果直观。
【附图说明】
[0018]图1是本发明装置的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0020]如图1所示，本发明包括一水平放置且两端敞口的套管I，在套管I的两端分别螺合一端盖2。在套管I中插置一两端敞口且贯穿两端盖2的钻孔模拟管3，钻孔模拟管3的管壁上设置有若干裂缝，用于模拟钻孔周围的煤岩裂隙。在套管I的内管壁与钻孔模拟管3的外管壁之间的环空中设置有填充物4。在钻孔模拟管3的两端分别设置一密封塞5。在钻孔模拟管3其中一端中插置一贯穿密封塞5的注浆管6，注浆管6的一端伸入到钻孔模拟管3中，另一端与一用于栗入浆体的栗体7连接。在套管I的下部紧固连接有可升降支座10。
[0021 ]上述实施例中，填充物4由煤渣41和窗纱碎片42混合制成。
[0022]上述实施例中，套管I采用PVC材料制成。
[0023]上述实施例中，在钻孔模拟管3的两端靠近端盖2处紧固连接有密封圈8。
[0024]上述实施例中，在注浆管6靠近栗体7的一端设置有阀门9。
[0025]上述实施例中，在可升降支座10上设置有调节升降高度的调节把手11。
[0026]上述实施例中，密封塞5的表面可涂抹聚氨酯A、B料，使密封更加牢固。
[0027]本发明还包括一种模拟方法，其包括以下步骤:
[0028]1、根据实验需要通过可升降支座10调节套管I的倾斜角度；
[0029 ] 2、通过注浆管6向钻孔模拟管3中注入带压注浆；
[0030]3、注浆液在压力作用下会通过钻孔模拟管3的管壁裂缝渗入到填充物4中；
[0031 ] 4、观察注浆压力，当注浆压力达到设定值后稳定注浆一段时间，当注浆压力稳定后突然持续上升时，停止注浆；
[0032]5、待注浆液封堵管壁裂缝并冷却凝固后，垂直于套管I的轴线方向将套管I截为多段，并观察钻孔模拟管3断面周围注浆液撒范围和封堵裂隙情况。
[0033]上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1.一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置，其特征在于:它包括一水平放置且两端敞口的套管，在所述套管的两端分别螺合一端盖;在所述套管中插置一两端敞口且贯穿两所述端盖的钻孔模拟管，所述钻孔模拟管的管壁上设置有若干裂缝;在所述套管的内管壁与所述钻孔模拟管的外管壁之间的环空中设置有填充物;在所述钻孔模拟管的两端分别设置一密封塞，在所述钻孔模拟管其中一端中插置一贯穿所述密封塞的注浆管，所述注浆管的一端伸入到所述钻孔模拟管中，所述注浆管的另一端与一栗体连接;在所述套管的下部紧固连接有可升降支座。2.如权利要求1所述的一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置，其特征在于:所述填充物由煤渣和窗纱碎片混合制成。3.如权利要求1所述的一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置，其特征在于:所述套管采用PVC材料制成。4.如权利要求1所述的一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置，其特征在于:在所述钻孔模拟管的两端靠近所述端盖处紧固连接有密封圈。5.如权利要求1所述的一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置，其特征在于:在所述注浆管靠近所述栗体的一端设置有阀门。6.如权利要求1所述的一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置，其特征在于:在所述可升降支座上设置有调节升降高度的调节把手。7.如权利要求1所述的一种模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的装置，其特征在于:所述密封塞的表面涂抹有聚氨酯A、B料。8.—种基于上述权利要求1?7任一项所述装置的模拟带压注浆封堵钻孔煤岩裂隙的方法，其包括以下步骤: 1)根据实验需要通过可升降支座调节套管的倾斜角度； 2)通过注浆管向钻孔模拟管中注入带压注浆； 3)注浆液在压力作用下通过钻孔模拟管的管壁裂缝渗入到填充物中； 4)观察注浆压力，当注浆压力达到设定值后稳定注浆一段时间，当注浆压力稳定后突然持续上升时，停止注浆； 5)待注浆液封堵管壁裂缝并冷却凝固后，垂直于套管的轴线方向将套管截为多段，并观察钻孔模拟管断面周围注浆液撒范围和封堵裂隙情况。
【文档编号】E21B33/13GK105888605SQ201610421583
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】陈学习
【申请人】华北科技学院