一种探放水钻孔密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及探放水钻孔技术领域，具体涉及一种探放水钻孔密封装置。
【背景技术】
[0002]水害是煤矿五大自然灾害之一，为预防煤矿水害发生，煤矿企业严格执行水害防治十六字方针预测预报、有疑必探、先探后掘，先治后采”。由于煤矿井下水文地质条件复杂，水害威胁较为严重，故此矿井下探放水的工作量较大。在正常探放水钻进时，打钻产生的浆渣和伴随着的涌水一般通过渣水排放口外排到钻场的水仓内，渣浆沉淀于水仓底部并进行定时清理，仓内的水则由水栗抽排到上一级排水系统中，当停止钻进，通常暂时封闭钻孔，封闭的方法是先将钻杆和钻头从钻孔中退出，然后关闭钻孔口安装的截止阀即可，但是如果在打钻过程中，钻场突然因故障停电，使设备停止运转，这时，钻杆滞留在钻孔中，由于截止阀无法关闭，岩层中的水依旧不断从钻孔中流出，且水栗因断电无法将水仓中的水外排，当钻孔出水量超出栗坑的容量时，水就会溢出水仓淹没钻场和巷道，需要人工和机器清除钻场的积水，耗费了大量的人力和物力，增加成本损耗，甚至，如果打钻打中高压储水区，将会使压力水在短时间内顺着孔口大量涌出，会造成淹头淹面甚至淹井灾害的发生，给工作人员的生命和财产带来安全隐患。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种能够在钻场忽然断电时密封钻井防止井水溢出的探放水钻孔密封装置。
[0004]本实用新型所采取的技术方案是:包括设置在钻杆套筒上的两对应的端盖，所述的两端盖之间固定设置有环形的密封壳体，所述的密封壳体内侧的两端盖之间卡设有密封胶圈，所述密封胶圈的外表面与壳体之间为密封的液压腔室，所述壳体上设置有与液压栗连接的液压油进出口，所述的密封胶圈与钻杆之间设置有渣水流通通道。
[0005]所述密封胶圈的外表面贴合设置有呈凹槽型的密封胶筒，所述密封胶筒的凹槽内轴向设有支撑环，所述支撑环上设置有供液压油进出的油口。
[0006]所述密封胶筒的轴向外侧设置有端部压环。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]本实用新型探放水钻孔密封装置，在钻杆上设置的密封的液压腔室，液压腔室与液压栗相连，通入高压油液可以使密封胶圈变形并密封油液的通道，防止井水溢出，避免了因溢出井水过多淹没钻场，节约了因清理钻场带来的人力和物力资源的浪费。
[0009]本实用新型探放水钻孔密封装置，在液压腔室内可拆设置密封胶筒和密封胶圈，由于密封胶圈与钻杆之间设置为滑动摩擦和少量渣浆的出口，并且密封胶圈必须受压力变形才能密封通道，故易损坏，而分层设置可以减少更换密封件带来的加工材料的消耗，节约成本。
[0010]本实用新型探放水钻孔密封装置，可在不起拔钻杆的情况下快速封堵钻孔水，解决了因故障停电或突然打中高压水区时，无法通过起拔钻杆，关闭钻孔截止阀封堵钻孔水的难题，保证探放水作业安全，预防水害事故发生。
【附图说明】
[0011 ]图1是本实用新型探放水钻孔密封装置剖面结构示意图。
[0012]图中:1-支撑环，2-密封胶筒，3-端部压环，4-密封胶圈，5-钻杆，6_液压腔室，7_端盖，8-密封壳体，9-液压油进出口，10-排渣疏水口，11-链接法兰，12-钻杆套筒。
【具体实施方式】
[0013]本实用新型探放水钻孔密封装置的实施例一，如图1所示，包括液压密封室和手动液压栗，液压密封室的两端设置有相对应的端盖7，端盖7固定装配于钻杆套筒12上，液压密封室由内至外依次是套装在钻杆5上的环状的密封胶圈4和与密封胶圈4的外表面贴合固定的密封胶筒2，密封胶圈4的内径尺寸大于钻杆5的直径，在正常工作情况下，钻杆5可以自由出入密封胶圈4，密封胶圈4与钻杆5之间有供渣水进出的通道，密封胶筒2的外表面设置为凹槽型结构，密封胶筒2的两端设置有限制其轴向位移的端部压环3，在密封胶筒2的凹槽内卡装有支撑环1，支撑环1主要用来防止密封胶筒2在液压力的作用下的轴向变形，支撑环1上设置有用来供液压油流通的开口，密封胶筒2设置于密封壳体8内，密封壳体8上设置有与手动液压栗相连的液压油进出口 9，手动液压栗的油液可以通过液压油进出口 9进入液压密封腔内，这样密封壳体8、端盖7和密封胶筒2组成一个封闭的液压腔室6，手栗液压栗与液压腔室6通过液压胶管相互连通。在液压密封室的下端设置有用来排除渣水的排渣出水口 10，排渣疏水口 10连接有排渣疏水阀，在渣水出口的下端连接有链接法兰11。
[0014]正常进行钻进操作时，钻杆和钻头一起穿过密封胶圈4的内圈，然后经排渣疏水口、钻孔截止阀、钻孔套管进入钻孔内打钻，在钻孔内产生的浆渣和伴随的岩层用水沿钻孔、排渣出水口外排至钻场水仓，仓内的水由水栗抽排到上一级排水系统中，沉淀在水仓底部的水则在排出水之后定时进行清理。在需要起拔钻杆以封闭钻孔时，在拔出钻杆和钻头之后，关闭钻孔截止阀就可以密封钻井。当打钻打中高压水区时，为防止高压水喷出钻井，作业人员应快速切断钻机的电源使钻机停止钻进，并操作手动液压栗向液压腔室6内快速充液打压，这样使密封胶圈4与钻杆5贴合紧密无渗漏时，然后再根据高压水区涌水量和涌水压力大小，调整排渣疏水阀门的开度有计划的放水。当高压水区水害解除后，需继续钻进时，手动操作液压栗使液压腔室6卸载，密封胶筒2和密封胶圈4逐渐恢复到原状，再次启动钻机进行钻井，如须停止钻进，操作钻机，起拔钻杆，取出钻头，对钻孔进行注浆封孔，待钻孔内的浆液凝固后，再依次拆除钻孔密封装置、排渣疏水阀、钻孔截止阀。
[0015]当钻场出现故障停电，钻机停电并停止运转，同时引起水栗排水停止，由于钻杆5仍然滞留在钻孔中，使截止阀无法关闭，这时岩层中的水依旧不断从钻孔中流出，流出的渣水通过排渣疏水口 10排到水仓中，这时工作人员应尽快操作手动液压栗向液压腔室6内充液打压，在液压力达到5MP左右时，使密封胶圈4和密封胶筒2受压力变形并贴紧钻杆5，使钻杆5与密封胶圈4的间隙密封，然后关闭排渣疏水阀使排渣疏水口 10关闭，这时钻孔内的水便被可靠地封堵，防止渣水流出。当钻场故障排除供电恢复后，首先应启动水栗恢复正常排水，其次再打开排渣疏水阀使排渣疏水口 10排水，最后转动手动液压栗卸载阀，解除液压密封室内的压力，使密封胶筒2和密封胶圈4逐渐恢复到原状后，这样就可以再次启动钻机进行钻井。
[0016]探放水钻孔密封装置在正常钻进、接装与起拔钻杆时，钻杆5和钻头一起穿过密封胶圈4的内圈孔道，正常钻井的操作步骤与未加装探放水钻孔密封装置时的操作步骤相同，操作人员不用增加操作步骤，并且探放水钻孔密封装置的的大部分配件均为液压钻机更换下的旧件，为保证密封效果，仅有密封胶筒2和密封胶圈4采用新材料，加工材料易于获取，在保证使用效果前提下，制作成本低，由于密封胶圈4与钻杆5之间设置为供渣水进出的通道，并且密封胶圈4必须受压力变形才能密封通道，故易损坏，而密封胶圈4与密封胶筒2分层设置可以减少更换密封件带来的加工材料的消耗，节约成本。
【主权项】
1.一种探放水钻孔密封装置，其特征在于:包括设置在钻杆套筒上的两对应的端盖，所述的两端盖之间固定设置有环形的密封壳体，所述的密封壳体内侧的两端盖之间卡设有密封胶圈，所述密封胶圈的外表面与壳体之间为密封的液压腔室，所述壳体上设置有与液压栗连接的液压油进出口，所述的密封胶圈与钻杆之间设置有渣水流通的通道。2.根据权利要求1所述的探放水钻孔密封装置，其特征在于:密封胶圈的外表面贴合设置有呈凹槽型的密封胶筒，所述密封胶筒的凹槽内轴向设有支撑环，所述支撑环上设置有供液压油进出的油口。3.根据权利要求2所述的探放水钻孔密封装置，其特征在于:所述密封胶筒的轴向外侧设置有端部压环。
【专利摘要】本实用新型涉及一种探放水钻孔密封装置，属于探放水钻孔技术领域，包括设置在钻杆套筒上的两对应的端盖，所述的两端盖之间固定设置有环形的密封壳体，所述的密封壳体内侧的两端盖之间卡设有密封胶筒，所述密封胶筒的外表面与壳体之间为密封的液压腔室，所述壳体上设置有与液压泵连接的液压油进出口，所述的密封胶圈与钻杆之间设置有渣水流通通道。本实用新型能够在钻场忽然断电时有效密封钻井，防止井水溢出，密封效果好，且加工成本低。
【IPC分类】E21B33/03
【公开号】CN205100928
【申请号】CN201520831866
【发明人】纪亚柯, 张昭年, 刘建伟, 毛宝霞, 洪伟
【申请人】永城煤电控股集团有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月26日