一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置及方法
【專利摘要】本發明提供了一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置及方法，其包括以下內容：它包括水平放置的套管，在套管的兩端分別螺合一端蓋；在套管中插置一貫穿兩端蓋的鉆孔模擬管，鉆孔模擬管的管壁上設置有裂縫；在套管與鉆孔模擬管之間的環空中設置有填充物；在鉆孔模擬管的兩端分別設置一密封塞，在鉆孔模擬管其中一端中插置一貫穿密封塞的注漿管，注漿管的一端伸入到鉆孔模擬管中，另一端與一泵體連接；在套管的下部緊固連接有可升降支座。本發明由于在套管中插置有鉆孔模擬管，在鉆孔模擬管的管壁上設置有裂縫，在鉆孔模擬管中插置有注漿管，注漿管與一泵體連接，在套管的下部設置有可升降支座，因此本發明裝置可模擬煤巖裂隙大小、鉆孔傾角、注漿壓力、注漿方式和漿液性質等不同因素對封孔煤巖裂隙封堵效果的影響。
【專利說明】
一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置及方法，屬于煤礦領域。
【背景技術】
[0002]煤礦井下煤層瓦斯壓力測定、瓦斯抽采、煤層注水和煤巖注漿加固等工作中，常需要在鉆孔中進行帶壓注漿封堵鉆孔周圍煤巖裂隙的工作。煤巖裂隙大小、鉆孔傾角、注漿壓力、注漿方式和漿液性質等不同因素均會影響所注漿液在鉆孔周圍煤巖中的擴散范圍和裂隙封堵效果。而現場考察上述不同因素對封孔鉆孔裂隙的影響，不僅費時費力，而且不易直觀地觀測到理想的注漿擴散半徑和封堵裂隙情況。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本發明的目的是提供一種結構簡單且實驗結果直觀的模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置及方法。
[0004]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置，其特征在于:它包括一水平放置且兩端敞口的套管，在所述套管的兩端分別螺合一端蓋;在所述套管中插置一兩端敞口且貫穿兩所述端蓋的鉆孔模擬管，所述鉆孔模擬管的管壁上設置有若干裂縫;在所述套管的內管壁與所述鉆孔模擬管的外管壁之間的環空中設置有填充物;在所述鉆孔模擬管的兩端分別設置一密封塞，在所述鉆孔模擬管其中一端中插置一貫穿所述密封塞的注漿管，所述注漿管的一端伸入到所述鉆孔模擬管中，所述注漿管的另一端與一栗體連接;在所述套管的下部緊固連接有可升降支座。
[0005]所述填充物由煤渣和窗紗碎片混合制成。
[0006]所述套管采用PVC材料制成。
[0007]在所述鉆孔模擬管的兩端靠近所述端蓋處緊固連接有密封圈。
[0008]在所述注漿管靠近所述栗體的一端設置有閥門。
[0009]在所述可升降支座上設置有調節升降高度的調節把手。
[0010]所述密封塞的表面涂抹有聚氨酯A、B料。
[0011]—種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的方法，其包括以下步驟:
[0012]I)根據實驗需要通過可升降支座調節套管的傾斜角度；
[0013]2)通過注漿管向鉆孔模擬管中注入帶壓注漿；
[0014]3)注漿液在壓力作用下通過鉆孔模擬管的管壁裂縫滲入到填充物中；
[0015]4)觀察注漿壓力，當注漿壓力達到設定值后穩定注漿一段時間，當注漿壓力穩定后突然持續上升時，停止注漿；
[0016]5)待注漿液封堵管壁裂縫并冷卻凝固后，垂直于套管的軸線方向將套管截為多段，并觀察鉆孔模擬管斷面周圍注漿液撒范圍和封堵裂隙情況。
[0017]本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點:1、本發明由于在套管中插置有鉆孔模擬管，在鉆孔模擬管的管壁上設置有裂縫，在鉆孔模擬管中插置有注漿管，注漿管與一栗體連接，在套管的下部設置有可升降支座，因此本發明裝置可模擬煤巖裂隙大小、鉆孔傾角、注漿壓力、注漿方式和漿液性質等不同因素對封孔煤巖裂隙封堵效果的影響。2、本發明裝置功能齊全、操作方便、結構簡單且實驗結果直觀。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明裝置的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0020]如圖1所示，本發明包括一水平放置且兩端敞口的套管I，在套管I的兩端分別螺合一端蓋2。在套管I中插置一兩端敞口且貫穿兩端蓋2的鉆孔模擬管3，鉆孔模擬管3的管壁上設置有若干裂縫，用于模擬鉆孔周圍的煤巖裂隙。在套管I的內管壁與鉆孔模擬管3的外管壁之間的環空中設置有填充物4。在鉆孔模擬管3的兩端分別設置一密封塞5。在鉆孔模擬管3其中一端中插置一貫穿密封塞5的注漿管6，注漿管6的一端伸入到鉆孔模擬管3中，另一端與一用于栗入漿體的栗體7連接。在套管I的下部緊固連接有可升降支座10。
[0021 ]上述實施例中，填充物4由煤渣41和窗紗碎片42混合制成。
[0022]上述實施例中，套管I采用PVC材料制成。
[0023]上述實施例中，在鉆孔模擬管3的兩端靠近端蓋2處緊固連接有密封圈8。
[0024]上述實施例中，在注漿管6靠近栗體7的一端設置有閥門9。
[0025]上述實施例中，在可升降支座10上設置有調節升降高度的調節把手11。
[0026]上述實施例中，密封塞5的表面可涂抹聚氨酯A、B料，使密封更加牢固。
[0027]本發明還包括一種模擬方法，其包括以下步驟:
[0028]1、根據實驗需要通過可升降支座10調節套管I的傾斜角度；
[0029 ] 2、通過注漿管6向鉆孔模擬管3中注入帶壓注漿；
[0030]3、注漿液在壓力作用下會通過鉆孔模擬管3的管壁裂縫滲入到填充物4中；
[0031 ] 4、觀察注漿壓力，當注漿壓力達到設定值后穩定注漿一段時間，當注漿壓力穩定后突然持續上升時，停止注漿；
[0032]5、待注漿液封堵管壁裂縫并冷卻凝固后，垂直于套管I的軸線方向將套管I截為多段，并觀察鉆孔模擬管3斷面周圍注漿液撒范圍和封堵裂隙情況。
[0033]上述各實施例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護范圍之外。
【主權項】
1.一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置，其特征在于:它包括一水平放置且兩端敞口的套管，在所述套管的兩端分別螺合一端蓋;在所述套管中插置一兩端敞口且貫穿兩所述端蓋的鉆孔模擬管，所述鉆孔模擬管的管壁上設置有若干裂縫;在所述套管的內管壁與所述鉆孔模擬管的外管壁之間的環空中設置有填充物;在所述鉆孔模擬管的兩端分別設置一密封塞，在所述鉆孔模擬管其中一端中插置一貫穿所述密封塞的注漿管，所述注漿管的一端伸入到所述鉆孔模擬管中，所述注漿管的另一端與一栗體連接;在所述套管的下部緊固連接有可升降支座。2.如權利要求1所述的一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置，其特征在于:所述填充物由煤渣和窗紗碎片混合制成。3.如權利要求1所述的一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置，其特征在于:所述套管采用PVC材料制成。4.如權利要求1所述的一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置，其特征在于:在所述鉆孔模擬管的兩端靠近所述端蓋處緊固連接有密封圈。5.如權利要求1所述的一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置，其特征在于:在所述注漿管靠近所述栗體的一端設置有閥門。6.如權利要求1所述的一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置，其特征在于:在所述可升降支座上設置有調節升降高度的調節把手。7.如權利要求1所述的一種模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的裝置，其特征在于:所述密封塞的表面涂抹有聚氨酯A、B料。8.—種基于上述權利要求1?7任一項所述裝置的模擬帶壓注漿封堵鉆孔煤巖裂隙的方法，其包括以下步驟: 1)根據實驗需要通過可升降支座調節套管的傾斜角度； 2)通過注漿管向鉆孔模擬管中注入帶壓注漿； 3)注漿液在壓力作用下通過鉆孔模擬管的管壁裂縫滲入到填充物中； 4)觀察注漿壓力，當注漿壓力達到設定值后穩定注漿一段時間，當注漿壓力穩定后突然持續上升時，停止注漿； 5)待注漿液封堵管壁裂縫并冷卻凝固后，垂直于套管的軸線方向將套管截為多段，并觀察鉆孔模擬管斷面周圍注漿液撒范圍和封堵裂隙情況。
【文檔編號】E21B33/13GK105888605SQ201610421583
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】陳學習
【申請人】華北科技學院