本實用新型涉及煤層鉆孔安全領(lǐng)域，具體涉及一種固定鉆孔內(nèi)護臂套管的裝置。

背景技術(shù)：

目前礦井區(qū)域瓦斯治理鉆孔中的穿層抽采鉆孔，皆采用全程下套管護孔。由于煤體的結(jié)構(gòu)力學性能較弱，容易受壓而產(chǎn)生流變，造成垮孔從而堵塞鉆孔，因此對于煤段鉆孔的套管起到了護孔的作用，保持煤段鉆孔的暢通。而巖石段的鉆孔所穿過的巖石大多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖或灰?guī)r，這幾種巖石的抗壓強度或抗拉強度都優(yōu)于煤體，結(jié)構(gòu)力學性能較強，其在巷道受輕微采動影響的前提下，僅產(chǎn)生輕微拉升或剪切破壞，不易產(chǎn)生流塑性變形，因此巖石段鉆孔僅易產(chǎn)生節(jié)理或裂隙，而不易垮孔造成鉆孔堵塞(在巷道受采動影響嚴重，巖石段鉆孔受剪切破壞嚴重時，護孔套管也承受不了剪切力的作用)，所以中間巖石段鉆孔無需護孔套管護孔(封孔段的套管是必不可少的，需正常封孔)，即可省去鉆孔中間部分巖石段的套管而不影響鉆孔的抽采效果。

但是目前煤礦中都是在鉆孔中全程下套管，浪費套孔和原材料；如果只在煤層下套管不在巖石層下套管，煤層套管兩端并無支撐結(jié)構(gòu)，則套管會向下滑動，造成煤層鉆孔失去保護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提出一種固定鉆孔內(nèi)護臂套管的裝置，使用該裝置可將鉆孔內(nèi)的套管固定在煤層結(jié)構(gòu)，防止套管下滑，從而實現(xiàn)只在煤層鉆孔內(nèi)設置套管，不需鉆孔全程下套管。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案解決上述問題的：

一種固定鉆孔內(nèi)護臂套管的裝置，包括護壁套管、套管撐，所述套管撐包括套管和支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)一端固定在套管外壁，所述支撐結(jié)構(gòu)另一端在套管外壁呈樹枝狀，所述套管一端套設在護壁套管外。

進一步，所述護壁套管為鉆孔護孔管，即為礦井中常用的鉆孔的套管，防止鉆孔垮孔或者堵塞。

進一步，所述護壁套管包括花眼管和堵頭，所述護壁套管一端為所述花眼管另一端為所述堵頭，所述花眼管依次連接；所述套管撐，所述花眼管，所述堵頭依次連接；花眼管為礦井中常見鉆孔套管，可以根據(jù)鉆孔的深度進行組合連接使用，花眼管一端設置堵頭防止套管在下入鉆孔的過程中花眼管被堵塞，堵頭一端為尖頭方便鉆機將套管下入鉆孔中。

進一步，所述支撐結(jié)構(gòu)為軟質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)，便于下入鉆孔中。

進一步，所述支撐結(jié)構(gòu)為鋼絲繩支撐結(jié)構(gòu)，鋼絲繩為常見材料，且礦井中廢棄較多，從而可以減少浪費且節(jié)省制作成本。

進一步，所述套管為鐵質(zhì)焊管，鐵質(zhì)焊管較為常見材料，不需特制材料。

進一步，所述支撐結(jié)構(gòu)至少設置兩根，更好的發(fā)揮固定套管作用。

進一步，所述支撐結(jié)構(gòu)在套管外以套管任一圓面為圓心在套管外壁均勻分布，支撐結(jié)構(gòu)均勻分布可以更好的發(fā)揮支撐結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用將套管固定在煤層中。

進一步，所述套管和所述護壁套管間通過變頭連接，變頭為市場購置的普通變頭，方便套管間的拆卸。

進一步，所述支撐結(jié)構(gòu)與所述套管的固定方式為，將所述支撐結(jié)構(gòu)焊接在套管上，或者在套管上開設孔洞，所支撐結(jié)構(gòu)穿過所述孔洞，將所述支撐結(jié)構(gòu)通過孔洞粘附在套管上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、可以將鉆孔內(nèi)套管固定在指定位置不會下滑，從而可以只在煤層設置護臂套管，不需擔心護臂套管會下滑造成煤層鉆孔垮孔或者鉆孔堵塞。

2、不需鉆孔全程下護臂套管，只在煤層設置護臂套管即可，節(jié)省了護臂套管的制造成本。

3、護臂套管撐制作方法簡單，易操作，可以廣泛的應用于煤礦鉆孔的護孔結(jié)構(gòu)中。

附圖說明

圖1為固定鉆孔內(nèi)護臂套管的裝置示意圖。

圖2為套管撐主視圖。

圖3為套管撐仰視圖。

圖4為開始下鉆孔內(nèi)套管固定裝置示意圖。

圖5為鉆桿護送護壁套管及套管撐示意圖。

圖6為護壁套管及套管撐到達預定位置示意圖。

圖7為護壁套管及套管撐到達預定位置封孔示意圖。

具體實施方式

根據(jù)說明書附圖和具體實施例對本方案做進一步說明，以便本技術(shù)人員能夠順利實施。

如圖1、圖2和圖3所示，一種固定鉆孔內(nèi)護臂套管的裝置，包括護壁套管2、套管撐，所述套管撐包括套管4和支撐結(jié)構(gòu)1，所述支撐結(jié)構(gòu)1一端固定在套管4外壁，所述支撐結(jié)構(gòu)1另一端在套管外壁呈樹枝狀，所述套管4一端套設在護壁套管2外。

所述護壁套管2為鉆孔護孔管，即為礦井中常用的鉆孔的套管，防止鉆孔垮孔或者堵塞。

所述護壁套管2包括花眼管21和堵頭22，所述護壁套管2一端為所述花眼管21另一端為所述堵頭22，所述花眼管21依次連接；所述套管撐，所述花眼管21，所述堵頭22依次連接；花眼管21為礦井中常見鉆孔套管，可以根據(jù)鉆孔的深度進行組合連接使用，花眼管一端設置堵頭防止套管在下入鉆孔的過程中花眼管被堵塞，堵頭一端為尖頭方便鉆機將套管下入鉆孔中。

所述支撐結(jié)構(gòu)1為軟質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)，便于下入鉆孔中。

所述支撐結(jié)構(gòu)1為鋼絲繩支撐結(jié)構(gòu)，鋼絲繩為常見材料，且礦井中廢棄較多，從而可以減少浪費且節(jié)省制作成本。

所述套管4為鐵質(zhì)焊管，鐵質(zhì)焊管較為常見材料，不需特制材料。

所述支撐結(jié)構(gòu)1至少設置兩根，更好的發(fā)揮固定套管作用。

所述支撐結(jié)構(gòu)1在套管4外以套管4任一圓面為圓心在套管4外壁均勻分布，支撐結(jié)構(gòu)均勻分布可以更好的發(fā)揮支撐結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用將套管固定在煤層中。

所述套管4和所述護壁套管2間通過變頭3連接，變頭為市場購置的普通變頭，方便套管間的拆卸。

所述支撐結(jié)構(gòu)1與套管4的固定方式為，將所述支撐結(jié)構(gòu)1焊接在套管4上；

或者在套管上開設孔洞，所支撐結(jié)構(gòu)1穿過所述孔洞，將所述支撐結(jié)構(gòu)1通過孔洞粘附在套管4上，采用普通的AB膠即可將支撐結(jié)構(gòu)1固定在套管4上。

如圖4所示為開始下鉆孔內(nèi)套管固定裝置示意圖，鉆孔外為巖石層6，將煤段花眼管21人工下入孔內(nèi)，花眼管21后接套管撐，管節(jié) 5可方便鉆孔機7同套管4連接，將護臂套管2和套管撐送入預定煤層的鉆孔中。

圖5為鉆桿護送護壁套管及套管撐示意圖，套管撐和護臂套管2 固定在鉆孔口后，鉆孔機7將上述裝置送入預定的煤層中。

圖6為護壁套管及套管撐到達預定位置示意圖，鉆孔機7已將套管撐和護臂套管2送入指定的煤層中，由于支撐結(jié)構(gòu)1特殊的向外擴張的樹枝狀結(jié)構(gòu)，可以將支撐結(jié)構(gòu)1的一端插入煤層中或者緊緊貼在煤層表面，從而可以將護臂套管2固定在預定位置不下滑；將護臂套管固定在煤層預定位置后，對鉆孔口進行封孔，封孔段封孔管為花眼管21依次連接，封孔管一端連接堵頭22另一端伸出鉆孔外，封孔管中段外壁注入第一段聚氨酯7，設置返漿管8和注漿管9，返漿管8 長度大于注漿管9，返漿管8和注漿管9位于封孔管和鉆孔口之間，通過第二段聚氨脂10將上述鉆孔封孔并將返漿管8和注漿管9固定在鉆孔中，通過注漿管9向鉆孔中通入注漿液，鉆孔中的部分氣體可通過返漿管8排出，當返漿管中有漿液流出時，封孔完畢。

實施例2

以4根直徑為3mm，長度為100mm的鋼絲繩為支撐結(jié)構(gòu)1，直徑為50mm的鐵質(zhì)焊管為套管4，制備套管撐，鋼絲繩一端固定在套管4 上，另一端向外翹起遠離套管，4根鋼絲繩1以套管4中一個圓面為圓心均勻的分布在套管壁外；

套管4一端連接花眼管21，根據(jù)礦井中鉆孔的深度，花眼管21 依次連接，最后一根花眼管末端連接堵頭22，利用鉆機將上述裝置送入預定的煤層的鉆孔中，并封孔。

實施本技術(shù)的效果考察：

選取12223疏水巷掘進條帶預抽第201組抽采孔為實驗組，采用套管撐封孔工藝封孔。選取12223疏水巷掘進條帶預抽第207組抽采孔為對照組，采用常規(guī)全程下護臂套管封孔方式封孔。

(1)經(jīng)濟效益考察

如表1所示為201組套管節(jié)約統(tǒng)計表，表2所示為207組套管消耗統(tǒng)計表。

表1 201組套管節(jié)約統(tǒng)計表

表2 207組全程下套管消耗統(tǒng)計表

對比表1和表2，可以發(fā)現(xiàn)201組實驗組抽采孔共計節(jié)約封孔護臂花管(即護臂套管)230米，可以節(jié)約材料費2990元。

(2)抽采效果考察

抽采效果考察采取單孔瓦斯?jié)舛瓤疾炫c整組抽采流量考察，對于考察期間單孔濃度變化，套管撐封孔工藝封孔的12223輸水巷201組10#孔為實驗組，以記錄時間為橫坐標，以相對應的瓦斯?jié)舛?％)為縱坐標，繪制10#孔瓦斯?jié)舛惹€，記錄結(jié)果如圖7所示；從圖7中看出采用孔內(nèi)下套管撐的鉆孔，鉆孔單孔瓦斯?jié)舛仍?0％以上。

表3為12223疏水巷201組與207組抽采純量考察表：

表3 12223疏水巷201組與207組抽采純量考察表

從表3可以看出，在抽采純量方面，孔內(nèi)全程下套管的整組鉆孔與孔內(nèi)下套管撐的整組鉆孔基本相同，抽采效果相當，說明鉆孔中設置套管撐對抽采純量并無影響。

(3)套管撐穩(wěn)定性考察

在201組選擇了6#鉆孔，使用一根細鋼絲繩與套管撐相連接并將鋼絲繩伸到孔外，在正常抽采期間，不定期拽動鋼絲繩，通過拽動鋼絲繩的長度來判斷孔內(nèi)套管撐是否下滑，實踐證明，在正常抽采一個月的考察期間，孔內(nèi)套管撐沒有任何移動，說明套管撐可以將護臂套管穩(wěn)定的固定在煤層預定位置。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。