专利名称：封孔装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿施工技术领域，尤其涉及一种封孔装置。
背景技术：
为了对煤矿井下的安全性能进行检测，通常在煤矿井下钻孔施工过程中，当钻孔施工到预定深度后，在距离钻孔的孔口一定深度内对钻孔进行封闭，然后合茬进行抽采瓦斯。
现有的封孔装置主要采用一根中空的套管。在封孔过程中，采用聚氨脂封孔液或水泥浆将套管与钻孔孔壁之间进行封堵。聚氨脂封孔液是一种质量轻、硬化快、膨胀性强的一种化学浆液，它由两部分组成，一般称A液和B液，当两种液体混合时，能在短时间内快速膨胀并凝固。采用聚氨脂封孔液进行封孔时，将聚氨脂封孔液与套管一起下到钻孔内一定深度，然后通过聚氨脂封孔液的膨胀，达到密闭套管与钻孔孔壁之间环状间隙，实现封孔。 采用水泥浆液封孔时，预先用聚氨脂封孔液封堵套管两端与钻孔孔壁之间的间隙，在套管外壁的中间部分和钻孔孔壁之间形成一密封段，然后通过注浆管向密封段注入一定量的水泥浆液，以达到密闭套管与孔壁间环状间隙，实现封孔。但是，采用聚氨脂封孔液进行封孔时，聚氨脂封孔液中的A液和B液的配比不好控制；聚氨脂封孔液往钻孔内均勻送入比较困难，造成套管与钻孔孔壁之间的聚氨脂封孔液的填充不均勻。而且聚氨脂封孔液容易进入套管最里端，造成套管里口的钻孔被聚氨脂封孔液封堵而无法抽出瓦斯气体；导致封孔质量较差。进一步地，聚氨脂封孔液的单价较高、 封孔过程中用量较大，所以采用此技术封孔的成本比较高。而且聚氨脂封孔液封孔时间较长，而封孔时，附近的钻孔无法施工，从而延长总体施工时间。采用水泥浆液封孔时，由于要采用聚氨脂封孔液封堵套管两端与钻孔孔壁之间的间隙，同样具有采用聚氨脂封孔液进行封孔的缺点。因此，采用现有的封孔装置进行封孔，造成封孔的成本较高、质量较差、而且封孔的时间较长。
发明内容
本发明提供一种封孔装置，用以解决采用现有技术的封孔装置封孔时成本较高、 质量较差、而且封孔的时间较长的缺陷，能够提供一种封孔质量较高、成本较低、封孔效率较高的封孔装置。本发明提供一种封孔装置，包括第一封孔部件、中空的套管和第二封孔部件；所述第一封孔部件，包括第一轴管，在所述第一轴管的上端固设有第一挡板，在所述第一轴管的下端套设有第二挡板，在所述第一轴管的外壁、所述第一挡板和所述第二挡板之间还套设有由橡胶制作的第一胶圈；所述第二封孔部件，包括第二轴管，在所述第二轴管的下端固设有第三挡板，在所述第二轴管的上端套设有第四挡板，在所述第二轴管的外壁、所述第三挡板和所述第四挡板之间还套设有由橡胶制作的第二胶圈；所述第二轴管上还设有一调节组件，与所述第四挡板相抵接；所述第一轴管、所述套管和所述第二轴管依次相连。本发明提供的封孔装置，通过设置第一封孔部件和第二封孔部件来实现封孔。封孔时，在远离钻孔口的一端，钻孔内空气压力推动第二档板，使得第二挡板与第一档板之间 的第一胶圈径向膨胀，从而挤压钻孔孔壁。在靠近钻孔口的一端，通过调节调节组件，减小第三档板与第四挡板之间的距离，使得第三挡板与第四档板之间的第二胶圈径向膨胀，从而挤压钻孔孔壁，实现封孔。改变了现有技术中采用聚氨脂封孔液进行封孔时，成本较高、 质量较差、而且封孔的时间较长的缺陷；采用本方案的封孔装置，能够有效地减少封孔成本、提高封孔质量，缩短封孔时间，提高封孔效率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一的封孔装置的结构示意图；图2为图1所示封孔装置的第一封孔部件100的放大结构图；图3为图1所示封孔装置的第二封孔部件300的放大结构图；图4为本发明实施例二的封孔装置的结构示意图；图5为本发明实施例三提供的一种封孔装置使用状态图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明实施例一的封孔装置的结构示意图。具体地，图1为封孔装置的剖面示意图。如图1所示，本实施例的封孔装置包括第一封孔部件100，中空的套管200和第二封孔部件300。图2为图1所示封孔装置的第一封孔部件100的放大结构图。具体地，图2为第一封孔部件100的剖面示意图。如图1和图2所示，第一封孔部件100包括第一轴管1，在第一轴管1的上端Ia固设有第一挡板2，在第一轴管1的下端Ib套设有第二挡板3，在第一轴管1的外壁、第一挡板2和第二挡板3之间还套设有由橡胶制作的第一胶圈4。第一封孔部件100中的第一轴管1可以为中空的通管。第二挡板3相对于第一轴管1可以有滑动。在封孔时，该第一封孔部件100是位于远离钻孔孔口的一端，也就是朝向钻孔内部，由于钻孔孔内压力较大，可以推动第二挡板3向第一挡板2的方向移动。这样，便可以减少第二档板3与第一挡板2之间的距离，并对位于第二档板3与第一挡板2之间第一胶圈4施加压力。由于第一胶圈4是由橡胶制作而成，橡胶材料具有一定的弹性，可以被压缩。当第一胶圈4受到压力产生形变，并沿着第一胶圈的径向方向(即垂直于第一轴管1的方向)膨胀，从而挤压钻孔孔壁，能够封堵第一轴管1的外壁与钻孔孔壁之间的间隙。其 中，第一挡板2和第二挡板3均为环状，第一挡板2的中空圆形部分的直径可以略大于第一轴管1的直径，以便固设在第一轴管1的上端la。第二挡板3的中空圆形部分的直径也略大于第一轴管1的直径，以便于套设在第一轴管1的下端Ib的外壁。第一胶圈 4为中空的圆柱状体，其横截面也为环形。其横截面的中空圆形的直径可以略大于第一轴管 1的直径，以便于套设在第一轴管1的外壁。图3为图1所示封孔装置的第二封孔部件300的放大结构图。具体地，图3为第二封孔部件300的剖面示意图。如图1和图3所示，第二封孔部件300包括第二轴管5，在第二轴管5的下端51固设有第三挡板6，在第二轴管5的上端52套设有第四挡板7，在第二轴管5的外壁、第三挡板6和第四挡板7之间还套设有由橡胶制作的第二胶圈8 ；第二轴管5上还设有一调节组件9，与第四挡板7相抵接。第二封孔部件300中的第二轴管5可以为中空的通管。第四挡板7相对于第二轴管5可以有滑动。在封孔时，该第二封孔部件300是位于靠近钻孔孔口的一端，也就是朝向钻孔口部，通过调节调节组件9，可以推动第四挡板7向第三挡板6的方向移动。这样，便可以减少第三档板6与第四挡板7之间的距离，并对位于第三档板6与第四挡板7之间第二胶圈8施加压力。由于第二胶圈8是由橡胶制作而成，橡胶材料具有一定的弹性，可以被压缩。当第二胶圈8受到压力产生形变，并沿着第二胶圈的径向方向(即垂直于第二轴管 5的方向)膨胀，从而挤压钻孔孔壁，能够封堵第二轴管5的外壁与钻孔孔壁之间的间隙。其中，第三档板6和第四挡板7的形状也为环状。第三挡板6的中空圆形部分的直径可以略大于第二轴管5的直径，以便固设在第二轴管5的下端51。第四挡板7的中空圆形部分的直径也略大于第二轴管5的的直径，以便于套设在第二轴管5的外壁。第二胶圈8为中空的圆柱体，其横截面也为环形。其横截面的中空圆形的直径可以略大于第二轴管5的直径，以便于套设在第二轴管5的外壁。如图1所示，本实施例的第一轴管1、套管200和第二轴管5依次相连。如第一轴管1与套管200在位置A处连接，套管200与第二轴管5在位置B处连接。采用本实施例的封孔装置进行封孔时，与现有技术采用聚氨酯封孔液进行封孔相比，不用采用包裹或吹入的方法将聚氨酯封孔液伸入钻孔内，直接下入钻孔内即可，操作简单。而且套管的端部也不会被聚氨酯封孔液封堵，封孔时间较短。同时采用本实施例的封孔装置，采用橡胶材料制成的第一胶圈和第二胶圈实现封堵，能够有效地节约了封孔成本。 总之，采用本实施例的封孔装置，能够有效地提高封孔效率。图4为本发明实施例二的封孔装置的结构示意图。具体地，图4所示为封孔装置的剖面示意图。如图4所示，在上述实图1所示实施例一的基础上，可以在第一轴管1的下端还固设至少一个开口销10。如图4所示，以设置两个开口销为例。开口销10可以在钻孔内压力较小时，阻挡第二档板3，防止第二挡板3沿着第一轴管1向下滑落。例如，当将第一封孔部件100刚深入钻孔时，可能钻孔内压力还较小，开口销10可以进一步保护第二档板 3，防止其滑落。如图4所示，在本实施例中，调节组件具体可以为一个螺母11和一管套12。对应地，在第二轴管5的上端的外壁上设置有第一螺纹。第一螺纹正好与螺母11内嵌螺纹相配合，以保证螺母11可以沿着第一螺纹在第二轴管5的上端的外壁上旋转。管套12套设在第二轴管5的外壁上，管套12分别与螺母11和第四挡板7相抵接。这样，当旋动螺母11， 使螺母11朝第四挡板7方向移动时，通过管套12，可以推动第四挡板7，使其朝靠近第三挡板6到的方向移动。这里，螺母11可以与管套12分开设计，也可以设置为一个整体。如图4所示，在上述实施例的基础上，为了进一步增强对钻孔的密封效果。本实施例的第二封孔部件300上还可以设置有注浆管13和排气管14 ；注浆管13和排气管14穿设于第四挡板7、第二胶圈8和第三挡板6上。这样通过注浆管13可以向套管200的外侧、钻孔孔壁、第一封孔部件100与第二封孔部件300所围成的区域内注入水泥砂浆，增强封孔的密封性。优选地，排气管14的长度以刚刚伸出第三挡板6为宜。注浆管13则以伸向靠近第一档板2为宜。在注入水泥砂浆过程中，可以直接将水泥砂浆压入区域的最底层，同时通过排气管14将空气排出。这样，可以避免注入水泥砂浆过程中混入空气，提高了封孔的效果。注浆管13和排气管14可以是对称地穿设在第四挡板7、第二胶圈8和第三挡板6上， 也就是说非对称地穿设在第四挡板7、第二胶圈8和第三挡板6上。图4所示的封孔装置的剖面图是以注浆管13和排气管14对称地穿设在第四挡板7、第二胶圈8和第三挡板6上为例。需要说明的是，本实施例中第一轴管1和套管200之间、以及套管200与第二轴管 5之间通过丝扣连接。也就是在第一轴管1与套管200相连的一端设置有第二螺纹，在套管 200的与第一轴管1相连的一端设置有与第二螺纹相匹配的第三螺纹，这样，第一轴管1与套管200可以通过螺纹丝扣连接。同理套管200与第二轴管5之间也可以通过设置螺纹丝扣连接。如图4所示，第一轴管1和套管200之间、以及套管200与第二轴管5之间还可以通过节箍15连接。当钻孔比较深的时候，要求钻孔封孔的长度较长时，套管200可以采用多节子套管组成，各子套管之间采用丝扣或者节箍15连接。如图4所示，以各子套管之间采用节箍15连接为例。采用本实施例的封孔管封孔，同样具有操作简单，封孔时间较短，能够有效地节约封孔成本，提高封孔效率。图5为本发明实施例三提供的一种封孔装置使用状态图。如图5所示，将图4所示的封孔装置置于一钻孔40中实施封孔。如图5所示，为了更好的实施封孔，对钻孔40进行施工时，可以将钻孔40挖成钻孔的上端401的口径大于下端402的口径。其中第一封孔部件100中的第一档板2、第二挡板3和第一胶圈4以及第二封孔部件300中的第三档板 6、第四挡板7和第二胶圈8的直径都应该小于钻孔的上端401 口径，而大于下端402的口径。第一封孔部件100中第一轴管1的口径小于下端402的口径。这样，向钻孔40中下封孔装置时，正好将第一封孔部件100下放至上端401与下端402的交界处，由于下端402的口径大于第 二挡板3的直径，钻孔40的结构可以更加有效地阻止第一封孔部件100中的第二挡板3的滑落，而且可以增强钻孔的密封效果。当仅需要临时封孔时，不用向第一封孔部件100、第二封孔部件300，套管200的侧壁与钻孔40的孔壁所围成的区域注入水泥砂浆。即相当于图1所示实施例的封孔装置。此时，可以将注浆管13和排气管14封住。在钻孔40的上端401与下端402的交界处，钻孔 40内的压力推动第二挡板3向第一挡板2的方向移动，从而挤压位于第一挡板2与第二挡板3之间的第一胶圈4，第一胶圈4产生变形，沿垂直于第一轴管1的方向膨胀，从而密封第一轴管1与钻孔40的孔壁之间的间隙。同理，在钻孔40的上端401处，通过旋进螺母11， 使得管套12向下移动(即向第四挡板7的位置移动)，从而推动第四挡板7向靠近第三档板6的位置移动，从而挤压位于第三挡板6与第四挡板7之间的第二胶圈8，第二胶圈8产生变形，沿垂直于第二轴管5的方向膨胀，从而密封第二轴管5与钻孔40的孔壁之间的间隙；最终实现密封钻孔40。通过钻孔40的上部端口可以对钻孔40内的瓦斯气体进行检测。当检测完毕，可以旋出螺母11，即将螺母11向远离第四档板7的方向移动。从而使膨胀的第二胶圈8恢复。将封孔装置从钻孔40内取出。当仅需要临时封孔检测时，采用本实施例的封孔装置可以重复使用，提高了封孔装置的使用率。当需要永久封孔时，与临时封孔不同，永久封孔需要向第一封孔部件100、第二封孔部件300，套管200的侧壁与钻孔40的孔壁所围成的区域注入水泥砂浆，增加密封效果。 采用与上述临时封孔的方式先进行封孔，然后通过注浆管13向区域内注入水泥砂浆，同时通过排气管14将区域内的气体排出。直到排气管14排出水泥砂浆，注浆完毕，停止注浆。 为了增强密封效果，水泥砂浆通常为带压注浆。采用本实施例的装置封孔时，封孔装置的第一封孔部件100还可以防止水泥砂浆向下流失，增强了密封效果。待水泥沙将凝固，可以旋出螺母11，即将螺母11向远离第四档板7的方向移动。 从而使膨胀的第二胶圈8恢复。可以将螺母11、管套12、第四档板7以及第二胶圈8取出， 减少了产品的浪费，进一步提高了产品的利用率。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种封孔装置，其特征在于，包括第一封孔部件、中空的套管和第二封孔部件；所述第一封孔部件，包括第一轴管，在所述第一轴管的上端固设有第一挡板，在所述第一轴管的下端套设有第二挡板，在所述第一轴管的外壁、所述第一挡板和所述第二挡板之间还套设有由橡胶制作的第一胶圈；所述第二封孔部件，包括第二轴管，在所述第二轴管的下端固设有第三挡板，在所述第二轴管的上端套设有第四挡板，在所述第二轴管的外壁、所述第三挡板和所述第四挡板之间还套设有由橡胶制作的第二胶圈；所述第二轴管上还设有一调节组件，与所述第四挡板相抵接；所述第一轴管、所述套管和所述第二轴管依次相连。
2.根据权利要求1所述的封孔装置，其特征在于，在所述第一轴管的下端还固设有至少一个开口销，以阻止所述第二挡板滑落。
3.根据权利要求1或2所述的封孔装置，其特征在于，在所述第二轴管的上端的外壁上设置有第一螺纹；所述调节组件，具体包括设置在所述第二轴管的上端、与所述第一螺纹相配合的螺母和套设在所述第二轴管的上端的管套；所述管套分别与所述螺母和所述第四挡板相抵接。
4.根据权利要求1或2所述的封孔装置，其特征在于，所述第二封孔部件，还包括注浆管和排气管；所述注浆管和所述排气管分别穿设于所述第四挡板、第二胶圈和所述第三挡板上。
5.根据权利要求1所述的封孔装置，其特征在于，所述第一轴管和所述套管之间、以及所述套管与所述第二轴管之间通过丝扣连接。
6.根据权利要求1所述的封孔装置，其特征在于，所述第一轴管和所述套管之间、以及所述套管与所述第二轴管之间通过节箍连接。
7.根据权利要求5或6所述的封孔装置，其特征在于，所述套管包括多节子套管组成， 各所述子套管之间通过丝扣或者节箍连接。
全文摘要
本发明提供一种封孔装置。包括第一封孔部件、中空的套管和第二封孔部件；第一封孔部件，包括第一轴管，在第一轴管的上端固设有第一挡板，在第一轴管的下端套设有第二挡板，在第一轴管的外壁、第一挡板和第二挡板之间还套设有由橡胶制作的第一胶圈；第二封孔部件，包括第二轴管，在第二轴管的下端固设有第三挡板，在第二轴管的上端套设有第四挡板，在第二轴管的外壁、第三挡板和第四挡板之间还套设有由橡胶制作的第二胶圈；第二轴管上还设有一调节组件，与第四挡板相抵接；第一轴管、套管和第二轴管依次相连。采用本发明的封孔装置，能够有效地减少封孔成本、提高封孔质量，缩短封孔时间，提高封孔效率。
文档编号E21B33/14GK102268973SQ20101019893
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者方良才, 石德州, 程合玉, 赵俊峰 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司