接至磨料罐11下端，磨料罐11下端通过第七管道13连接至输水器14，输水器14与钻机16相连。
[0023]如图2所示，本实用新型提供了一种在该井下煤层高强度快速钻孔封孔装置中使用的封孔装置，其包括球形截止阀21、22，封孔木楔23，注水管24，注浆管25，棉纱28，筛管29，活动堵头30。其中，球形截止阀21、22分别与注水管24和注浆管25相连，连接注水管24和筛管29，连接处用棉纱28包裹，筛管29另一端连接堵头30，将注水管及筛管放入钻孔31中，筛管29末端位于岩孔与煤孔交界处，孔口采用封孔木楔23进行密封。
[0024]在使用该装置时，对井下煤层高压注水、水力压裂钻孔高强度快速封孔时，具体步骤为:
[0025](I)钻孔前的准备工作:将磨料罐中11注入陶粒，检查高压磨料水射流割缝装置中各连接管路的牢固和密封，并合理安排液压泵与煤层施工地点的距离，启动高压泵2，调节液压泵的工作流量和压力分别为其额定工作流量和额定工作压力，关闭第三管道5上的溢流阀6，打开第四管道8、第五管道9上的球形截止阀10，将自动切换式多功能钻头19定位在距钻孔孔底Im处；
[0026](2)钻孔割缝:启动高压泵2，泵压控制30MPa以上，在高压水的作用下，自动切换式钻头19轴向喷嘴20关闭，径向喷嘴18打开，高压水通过第四管道8将陶粒压入第七管道13，与第六管道12中的高压水在第七管道13中混合，经输水器14、钻杆17在径向喷嘴18中喷出径向切割钻孔，直至在钻孔切割出半径大于20cm的圆盘状缝隙，关闭第三管道5的溢流阀6，关闭第五管道9的球形截止阀10，打开第三管道5的溢流阀6，将钻杆17后退3m，打开第四管道8的球形截止阀7，打开第五管道9的球形截止阀10，关闭第三管道5的溢流阀6，重复以上步骤直至孔口处5m ;
[0027](3)封孔前的准备工作:根据钻孔长度及孔径准备适量的白色硅酸盐水泥(325)和灰色硅酸盐水泥(425)，并以1:3.5的比例调配成水泥浆液27 ;调配适量聚氨酯26 ;连接注水管24和筛管29，连接处用棉纱28包裹，筛管29另一端连接堵头30，将注水管及筛管放入钻孔31中，筛管29末端位于岩孔段与煤孔段交界处，注水管24延伸至孔口处连接于封孔器的注水管；
[0028](4)封孔:将调配的聚氨酯26填充在孔口处1~1.5m范围内，将封孔器的注水管与钻孔内注水管24连接，并将封孔器固定在孔内，打开注水管24外的球形截止阀21，将封孔器的注浆管与注浆泵24连接，打开注浆管24外球形截止阀21，启动注浆泵，将调配的水泥浆液27注入到钻孔内，当水泥浆液27从注水管24中返出时，判定钻孔已充满水泥浆，关闭注浆管25外球形截止阀22，关闭注浆泵，封孔完成，待水泥浆液凝固12小时后可进行高压注水或水力压裂。
[0029]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种井下煤层高强度快速钻孔封孔装置，其包括高压磨料水射流割缝装置和封孔装置，其特征在于，所述高压磨料水射流割缝装置包括水箱(I )、高压泵(2)、球形截止阀(7)、球形截止阀(1 )、溢流阀(6 )、磨料罐(11)、输水器(14 )、钻机(16 );所述封孔装置包括封孔器，封孔器上设有注水管(24)和注浆管(25)，注浆管(25)前端连接有球形截止阀(22)并至注浆泵，注水管前端连接有球形截止阀(21)，后端通过快速接头连接筛管(29)，筛管(29)前端设置有棉纱(28 )，后端设置有活动堵头(30 )。2.根据权利要求1所述的一种井下煤层高强度快速钻孔封孔装置，其特征在于，所述水箱(I)通过第一管道(3 )连接所述高压泵(2 )，所述高压泵(2 )后端的第二管道(4 )上设有所述球形截止阀(7 )，所述高压泵(2 )和所述球形截止阀(7 )之间的管道上分接有第三管道(5)，第三管道(5)上设有所述溢流阀(6)，所述球形截止阀(7)通过第四管道(8)连接至所述磨料罐(11)上端，第四管道(8 )上分接有第五管道(9 )，第五管道设有所述球形截止阀(10)，所述球形截止阀(10)通过第六管道(12)连接至所述磨料罐(11)下端，所述磨料罐(11)下端通过第七管道(13)连接至所述输水器(14)，所述输水器(14)与所述钻机(16)相连。3.根据权利要求1所述的一种井下煤层高强度快速钻孔封孔装置，其特征在于，所述钻机(16)包括钻杆(17)、自动切换式多功能钻头(19)，自动切换式多功能钻头(19)上设有径向喷嘴(18)和轴向喷嘴(20)。4.根据权利要求1所述的一种井下煤层高强度快速钻孔封孔装置，其特征在于，所述注浆管(25)后端在孔内长度大于2m。5.根据权利要求3所述的一种井下煤层高强度快速钻孔封孔装置，其特征在于，所述轴向喷嘴(20)的个数为多个，其中之一在钻头中心，其余呈圆周分布在钻头周边。
【专利摘要】本实用新型涉及一种井下煤层高强度快速钻孔封孔装置，其包括高压磨料水射流割缝装置和封孔装置，其特征在于，所述高压磨料水射流割缝装置包括水箱（1）、高压泵（2）、球形截止阀（7）、球形截止阀（10）、溢流阀（6）、磨料罐（11）、输水器（14）、钻机（16），所述封孔装置包括封孔器，封孔器上设有注水管（24）和注浆管（25），注浆管（25）前端连接有球形截止阀（22）并至注浆泵，注水管前端连接有球形截止阀（21），后端通过快速接头连接筛管（29），筛管（29）前端设置有棉纱（28），后端设置有活动堵头（30）。
【IPC分类】E21B7/18, E21B33/13
【公开号】CN204677155
【申请号】CN201520019702
【发明人】刘勇, 刘建磊, 刘笑天, 张宏图, 何岸, 戴彪
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年1月13日