本發(fā)明涉及水力壓裂，尤其涉及一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置。

背景技術(shù)：

1、水力壓裂又稱水壓致裂，是將高壓流體（液體或氣體）注入目標巖層產(chǎn)生裂縫或使天然裂縫重啟的過程。通過改造巖層結(jié)構(gòu)，形成裂縫網(wǎng)絡系統(tǒng)，達到增加資源采出率等工業(yè)目的。水力壓裂作為常規(guī)低滲油氣增透技術(shù)，逐步在非常規(guī)油氣開采、頁巖油氣開發(fā)、地熱資源開發(fā)、核肥料處理、co2封存及煤礦井下巖層控制等領域推廣應用，顯示出廣泛的工業(yè)應用價值。近幾年，水力壓裂技術(shù)逐步用于煤礦地應力測試，煤層增透、頂板軟化、卸壓防重等巖層控制領域，并取得了較好的應用效果。

2、公告號為cn113738301b的專利公開了一種井下煤層注氣鉆孔封孔裝置及驅(qū)替鉆孔封孔方法，包括第一管、第二管、注漿泵、第一囊袋、第二囊袋和爆破閥，第一管包括第一段和第二段，第一段和第二段可拆連接，第一段的自由端形成第一管的進口端，第二管與第一管并行設置，第二管上設有第一注漿口和第二注漿口，注漿泵與第二管相連，第一囊袋套設在第一管的外周側(cè)，第一囊袋與第一注漿口連通，第二囊袋套設在第一管的外周側(cè)，第二囊袋與第二注漿口連通，爆破閥設在第二管上，且位于第一囊袋和第二囊袋之間。通過將第一管和第二管插入鉆孔，向第一囊袋和第二囊袋注漿，使第一囊袋和第二囊袋填充滿鉆孔后，爆破閥破裂并對第一囊袋和第二囊袋之間的間隙中填充漿料，凝固漿料后即可封堵鉆孔，并進行瓦斯或頁巖氣抽取作業(yè)。

3、但是，目前的封孔裝置通常是一次性使用，在使用后直接遺留在鉆孔內(nèi)，即使統(tǒng)一回收，也需要采用風鎬等設備對外層的砂漿進行破碎，封孔裝置表面凝固的漿料無法做到完全清除，且在破碎過程中對封孔裝置的結(jié)構(gòu)也容易造成破壞，影響封孔裝置二次使用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供了一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置。

2、為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、提供一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，包括內(nèi)抽取管、外套管和固定盤，內(nèi)抽取管的一端連接有帶孔花頭，內(nèi)抽取管帶有帶孔花頭的一端伸入鉆孔內(nèi)，內(nèi)抽取管的另一端位于鉆孔外并與鉆孔外的巷道支護構(gòu)件固定連接；

4、內(nèi)抽取管的外部活動套設有第一封堵件，外套管活動套設在內(nèi)抽取管上，外套管伸入鉆孔內(nèi)的一端與內(nèi)抽取管螺紋連接，外套管伸入鉆孔內(nèi)的一端設置有安裝臺階，第一封堵件的一端用于抵接鉆孔內(nèi)的連接臺階、另一端用于抵接外套管上的安裝臺階，外套管的外部設置有第二封堵件，第一封堵件和第二封堵件之間形成注漿間隙；

5、安裝臺階上開設有連通注漿間隙的至少一個注漿孔和至少一個出漿孔，外套管與內(nèi)抽取管之間形成有安裝間隙，安裝間隙供注漿管和出漿管穿過后分別與注漿孔和出漿孔連接；

6、外套管與內(nèi)抽取管螺紋連接時，第一封堵件和第二封堵件均與鉆孔內(nèi)壁緊密接觸以封閉注漿間隙兩端，固定盤固定連接在鉆孔的開口處，固定盤用于限制外套管相對內(nèi)抽取管移動。

7、進一步的，外套管的外壁呈圓錐形，外套管靠近鉆孔開口的一端為直徑較大端。

8、進一步的，第一封堵件和第二封堵件的外壁上均套設有密封層。

9、進一步的，第一封堵件包括第一彈性套筒，第一彈性套筒的外壁上形成有同軸環(huán)凸并用于與鉆孔內(nèi)壁接觸的第一凸出部，第一彈性套筒遠離鉆孔開口的一端開設有第一讓位槽口，通過外套管向鉆孔內(nèi)移動以使第一彈性套筒與連接臺階擠壓，并使第一彈性套筒上的第一突出部向外擴張；

10、第一彈性套筒用于與連接臺階接觸的一面上同軸設置有若干圈第一密封圈。

11、進一步的，第二封堵件包括第二彈性套筒，第二彈性套筒的外壁上形成有同軸環(huán)凸并用于與鉆孔內(nèi)壁接觸的第二凸出部，第二彈性套筒遠離鉆孔開口的一端與外套管固定連接、另一端沿自身周向一體連接有若干連接條，連接條之間形成第二讓位槽口，外套管上開設有若干供連接條穿過并活動的讓位口，內(nèi)抽取管的外壁上設置有抵接部，通過外套管向鉆孔內(nèi)移動，以使連接條與抵接部抵觸，并拉動第二彈性套筒上的第二凸出部向外擴張。

12、進一步的，外套管遠離鉆孔開口的一端外壁上設有導向錐面，導向錐面用于引導外套管插入第一彈性套筒。

13、進一步的，內(nèi)抽取管的外壁上設置有外螺紋，內(nèi)抽取管上至少螺紋連接有兩個第一限位螺母，內(nèi)抽取管穿過巷道支護構(gòu)件，兩個第一限位螺母分別抵接在巷道支護構(gòu)件的兩側(cè)。

14、進一步的，固定盤上同軸開設有供內(nèi)抽取管穿過的第一穿孔，固定盤靠近鉆孔的一面開設有第一定位槽，第一定位槽與外套管的較大端尺寸適配，固定盤上沿第一穿孔周向鏤空開設有多個與安裝間隙連通，并供注漿管和出漿管穿過的第二穿孔。

15、進一步的，外套管靠近固定盤的一端固接有向外凸出的截面為多邊形的定位臺階，第一定位槽與定位臺階的形狀適配，固定盤遠離鉆孔的一面偏心固定設置有把手。

16、進一步的，固定盤靠近鉆孔的一面上沿自身周向設有第二密封圈，第二密封圈用于與鉆口開口周圍的巖壁緊密接觸，巷道支護構(gòu)件上沿鉆孔軸向螺紋連接有緊固螺桿，緊固螺桿沿鉆孔周向均勻間隔設置有多個，緊固螺桿穿過巷道支護構(gòu)件后抵接在固定盤遠離鉆孔的一面。

17、本發(fā)明的有益效果為：通過將外套管螺紋連接在鉆孔內(nèi)的內(nèi)抽取管上，擠壓第一彈性套管，通過第一彈性套管和第二彈性套管形成注漿間隙，向注漿間隙內(nèi)注入砂漿，砂漿凝固后可進行瓦斯抽取操作，抽取完成后，轉(zhuǎn)動外套管，可以使外套管與注漿間隙內(nèi)凝固的砂漿脫離，從而可以將外套管、內(nèi)抽取管以及固定盤從鉆孔中取出，僅留第一彈性套管在鉆孔內(nèi)，提高了封堵裝置的重復利用率。

技術(shù)特征：

1.一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，包括內(nèi)抽取管(1)、外套管(2)和固定盤(3)，所述內(nèi)抽取管(1)的一端連接有帶孔花頭(11)，所述內(nèi)抽取管(1)帶有帶孔花頭(11)的一端伸入鉆孔(10)內(nèi)，所述內(nèi)抽取管(1)的另一端位于鉆孔(10)外并與鉆孔(10)外的巷道支護構(gòu)件(9)固定連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述外套管(2)的外壁呈圓錐形，所述外套管(2)靠近鉆孔(10)開口的一端為直徑較大端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述第一封堵件和第二封堵件的外壁上均套設有密封層(6)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述第一封堵件包括第一彈性套筒(7)，所述第一彈性套筒(7)的外壁上形成有同軸環(huán)凸并用于與鉆孔(10)內(nèi)壁接觸的第一凸出部(71)，所述第一彈性套筒(7)遠離鉆孔(10)開口的一端開設有第一讓位槽口(72)，通過所述外套管(2)向鉆孔(10)內(nèi)移動以使第一彈性套筒(7)與連接臺階(101)擠壓，并使第一彈性套筒(7)上的第一突出部向外擴張；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述第二封堵件包括第二彈性套筒(8)，所述第二彈性套筒(8)的外壁上形成有同軸環(huán)凸并用于與鉆孔(10)內(nèi)壁接觸的第二凸出部(81)，所述第二彈性套筒(8)遠離鉆孔(10)開口的一端與外套管(2)固定連接、另一端沿自身周向一體連接有若干連接條(82)，連接條(82)之間形成第二讓位槽口(83)，所述外套管(2)上開設有若干供連接條(82)穿過并活動的讓位口(22)，所述內(nèi)抽取管(1)的外壁上設置有抵接部(12)，通過所述外套管(2)向鉆孔(10)內(nèi)移動，以使連接條(82)與抵接部(12)抵觸，并拉動第二彈性套筒(8)上的第二凸出部(81)向外擴張。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述外套管(2)遠離鉆孔(10)開口的一端外壁上設有導向錐面(23)，所述導向錐面(23)用于引導外套管(2)插入第一彈性套筒(7)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述內(nèi)抽取管(1)的外壁上設置有外螺紋，所述內(nèi)抽取管(1)上至少螺紋連接有兩個第一限位螺母(13)，所述內(nèi)抽取管(1)穿過巷道支護構(gòu)件(9)，兩個所述第一限位螺母(13)分別抵接在巷道支護構(gòu)件(9)的兩側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述固定盤(3)上同軸開設有供內(nèi)抽取管(1)穿過的第一穿孔(31)，所述固定盤(3)靠近鉆孔(10)的一面開設有第一定位槽(34)，所述第一定位槽(34)與外套管(2)的較大端尺寸適配，所述固定盤(3)上沿第一穿孔(31)周向鏤空開設有多個與安裝間隙(5)連通，并供注漿管(51)和出漿管(52)穿過的第二穿孔(32)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述外套管(2)靠近固定盤(3)的一端固接有向外凸出的截面為多邊形的定位臺階(24)，所述第一定位槽(34)與定位臺階(24)的形狀適配，所述固定盤(3)遠離鉆孔(10)的一面偏心固定設置有把手(33)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，其特征在于，所述固定盤(3)靠近鉆孔(10)的一面上沿自身周向設有第二密封圈(35)，所述第二密封圈(35)用于與鉆口開口周圍的巖壁緊密接觸，所述巷道支護構(gòu)件(9)上沿鉆孔(10)軸向螺紋連接有緊固螺桿(36)，所述緊固螺桿(36)沿鉆孔(10)周向均勻間隔設置有多個，所述緊固螺桿(36)穿過巷道支護構(gòu)件(9)后抵接在固定盤(3)遠離鉆孔(10)的一面。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種水力壓裂施工用鉆孔封堵裝置，屬于水力壓裂技術(shù)領域，包括內(nèi)抽取管、外套管和固定盤，內(nèi)抽取管的一端連接有帶孔花頭，內(nèi)抽取管帶有帶孔花頭的一端伸入鉆孔內(nèi)，內(nèi)抽取管的另一端位于鉆孔外并與巷道支護構(gòu)件固定連接；內(nèi)抽取管上活動套設有第一封堵件，外套管活動套設在內(nèi)抽取管上并與內(nèi)抽取管螺紋連接，外套管的外部設置有第二封堵件，第一封堵件和第二封堵件之間形成注漿間隙，在外套管上開設有注漿孔和出漿孔，固定盤用于限制外套管相對內(nèi)抽取管移動。在瓦斯抽取操作完成后，轉(zhuǎn)動外套管，可以使外套管與注漿間隙內(nèi)凝固的砂漿脫離，從而可以將外套管、內(nèi)抽取管以及固定盤從鉆孔中取出，具有提封堵裝置的重復利用率的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：范勤英,袁成金,謝榮,楊亞軍,陳文兵
受保護的技術(shù)使用者：四川嘉陽集團有限責任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10