專利名稱：快速膨脹堵水封孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦山煤層注水、巖土工程中的巖體注漿以及鉆探孔-水文孔-放水孔的封孔與堵水裝置，尤指一種快速膨脹堵水封孔器。
背景技術(shù)：
為解決堅(jiān)硬煤層難以冒落而影響采用放頂煤工藝時(shí)，以及為降低煤塵時(shí)，煤層注水都是一種常用和有效的方法；巖層注漿加固和堵水，所有這些施工都存在鉆孔密封問題。鉆孔密封的方法主要有兩大類，一是采用密封材料，一是采用封孔器。密封材料方法主要有黃泥封孔、水泥砂漿封孔和化學(xué)材料封孔(如聚氨酯等)，每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用的條件，共同缺點(diǎn)是操作復(fù)雜，工序較多，封孔質(zhì)量難以保證，且缺乏靈活性。目前所用的封孔器也有多種，如膨脹膠囊和機(jī)械擠壓變形橡膠等，封孔器封孔具有封孔工藝簡(jiǎn)單、便捷、封孔器可以重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，但是它存在著封孔器本身價(jià)格較高、對(duì)封孔段的鉆孔質(zhì)量要求高，要求鉆孔孔壁光滑、規(guī)則，鉆孔無變形、無塌孔現(xiàn)象，且需要額外動(dòng)力源等缺點(diǎn)。在鉆孔堵水方面，目前多采用注水泥砂漿和化學(xué)堵水劑的方法。通過國內(nèi)專利檢索，與堵水和封孔相關(guān)的專利有柔性套筒堵水裝置；自封式堵水封隔器；一種堵水封隔器；聚丙烯腈復(fù)合交聯(lián)堵水劑及其配制方法；水玻璃單液地層堵水劑；雙作用活塞液壓堵水封隔器；加固堵水用聚氨脂材料；新型堵水封隔器；煤層注水封孔器；多功能錨固封孔器；煤壁注水封孔器；高水速凝材料注漿錨桿；膨脹塞封孔器；礦井下抽放瓦斯充氣式膠囊封孔器；煤層注水封孔器；氣密封孔器等約二十余項(xiàng)，應(yīng)用到本裝置技術(shù)領(lǐng)域的有十項(xiàng)。

發(fā)明內(nèi)容
為提高鉆孔封孔和堵水的效率和效果，本實(shí)用新型提供了一種快速膨脹堵水封孔器，即可用于堵水，又可用于封孔，結(jié)構(gòu)靈巧，操作簡(jiǎn)便。
為解決煤層注水、瓦斯抽放以及巖體注漿等施工中的鉆孔封孔問題，以及鉆探孔-水文孔和放水孔等鉆孔的堵水問題，提出了研制快速堵水封孔器的要求。從實(shí)際應(yīng)用考慮，需要解決堵水封孔器的封孔堵水速度要快(可以控制)，操作簡(jiǎn)便，對(duì)正常施工影響小，成本較低等。本實(shí)用新型快速膨脹堵水封孔器是利用我們發(fā)明的快速膨脹堵水劑，結(jié)合鉆孔堵水/封孔的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。主要包括壓力熔片，絲扣，錐形帽頭，水孔，膨脹藥卷，內(nèi)鋼管，水孔，膨脹橡膠，卡環(huán)，外鋼管。內(nèi)鋼管通過絲扣與錐形帽頭和卡環(huán)連接，錐形帽頭和卡環(huán)根據(jù)使用條件不同，可采用木質(zhì)、鐵質(zhì)或塑料材料制作。在錐形帽頭和卡環(huán)上，打有水孔，作為膨脹藥卷的水源通道。內(nèi)鋼管靠帽頭一端焊接一壓力熔片，當(dāng)管內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)熔片溶化。內(nèi)鋼管的管壁上也鉆有水孔。在錐形帽頭和卡環(huán)之間的鋼管上，纏繞有膨脹藥卷，該藥卷藥劑采用了我們發(fā)明的快速水膨脹堵水劑，具有遇水膨脹，膨脹速度可控，且有較高的凝固強(qiáng)度。膨脹藥卷兩端采用膨脹橡膠緊固。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，封孔器的錐形帽頭、內(nèi)鋼管、卡環(huán)、膨脹藥卷等可在室內(nèi)組裝好，在現(xiàn)場(chǎng)直接接好外鋼管，將堵水封孔器安設(shè)到設(shè)計(jì)深度，然后向管內(nèi)注水，外層膨脹藥卷遇水迅速膨脹，與鉆孔壁緊密接觸，實(shí)現(xiàn)封孔目的。外鋼管主要用于控制封孔器的位置，注漿完成后，外鋼管可拆卸回收。當(dāng)該裝置用于鉆孔堵水時(shí)，內(nèi)鋼管采用實(shí)心塑料棒或鐵棒代替即可。通過試驗(yàn)，該裝置在水壓6MPa時(shí)，2分鐘孔口無滴滲水。該裝置可根據(jù)需要在室內(nèi)進(jìn)行批量生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用操作非常方便，是一種低成本、高效率、可廣泛應(yīng)用的新型堵水和封孔裝置。經(jīng)過在礦上注漿封孔和鉆孔堵水試驗(yàn)，證明該裝置較現(xiàn)有的方法和器具具有更廣的適用性、更簡(jiǎn)便的操縱性和更質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的品質(zhì)性。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是具有遇水膨脹，膨脹速度可控，且有較高的凝固強(qiáng)度、操作方便、成本低、效率高，可廣泛應(yīng)用于新型堵水和封孔裝置。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1A-A剖視圖。
附圖中標(biāo)號(hào)說明1—壓力熔片；2—絲扣；3—錐形帽頭；4—水孔；5—膨脹藥卷；6—內(nèi)鋼管；7—水孔；8—膨脹橡膠；9—卡環(huán)；10—外鋼管；具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是在內(nèi)鋼管6一端焊接壓力熔片1，將管口密封，內(nèi)鋼管6帶壓力熔片1的一端通過絲扣2與錐形帽頭3連接，另一端通過絲扣2與卡環(huán)9連接，膨脹藥卷5均勻纏繞在內(nèi)鋼管6外，外徑不超過錐形帽頭3和卡環(huán)9，外鋼管10通過絲扣2與卡環(huán)9連接。
權(quán)利要求1.一種快速膨脹堵水封孔器，包括壓力熔片(1)，絲扣(2)，錐形帽頭(3)，水孔(4)，膨脹藥卷(5)，內(nèi)鋼管(6)，水孔(7)，膨脹橡膠(8)，卡環(huán)(9)，外鋼管(10)，其特征在于錐形帽頭(3)與內(nèi)鋼管(6)連接，卡環(huán)(9)與內(nèi)鋼管(6)連接，膨脹藥卷(5)纏繞在內(nèi)鋼管(6)外和錐形帽頭(3)與卡環(huán)(9)之間，形成特有的可串接的堵水封孔器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速膨脹堵水封孔器，其特征在于所述的的膨脹藥卷(5)，其兩端用膨脹橡膠(8)緊固。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種快速膨脹堵水封孔器，主要包括壓力熔片，絲扣，錐形帽頭，水孔，膨脹藥卷，內(nèi)鋼管，水孔，膨脹橡膠，卡環(huán)，外鋼管等部分，其中，錐形帽頭、內(nèi)鋼管和卡環(huán)通過絲扣進(jìn)行連接，膨脹藥卷纏繞在錐形帽頭和卡環(huán)之間。外鋼管通過絲扣與卡環(huán)連接，用于控制封孔器的位置。通過改變內(nèi)鋼管，可實(shí)現(xiàn)堵水和封孔兩方面的作用。該裝置通過藥卷的水作用而膨脹與鉆孔壁緊密接觸，實(shí)現(xiàn)堵水和封孔的目的，本實(shí)用新型具有效果好、結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、操作簡(jiǎn)便和使用靈活廣泛等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B33/10GK2742121SQ20042009047
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者薛亞東, 黃宏偉 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)