一种用于救援钻孔封孔的装置及其使用方法

摘要

本发明提供了一种用于救援钻孔封孔的装置及其使用方法，该装置包括封止塞、可断连接件和支撑杆，所述可断连接件的上端从封止塞的中部穿过并与钻杆连接，所述可断连接件的下端与支撑杆连接，可断连接件在外力作用下可从中部断开。本发明采用支撑杆的方式架桥并进行封孔，能够确保成功架桥，同时封止塞可以承受更大的上部压力，大大提高了封孔的成功率和质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山应急救援装置，尤其涉及一种用于救援钻孔封孔的装置。

背景技术

用于矿山灾害事故的应急救援钻孔一般都是透巷钻孔，并且在地层稳定出水量不大时，为了争取救援时间一般都是裸孔完井。救援工作结束后，救援钻孔必须采用严格的措施进行封孔，否则含水地层中的水将通过钻孔涌入生产矿井威胁矿井安全生产。

救援钻孔封堵难度很大，特别是钻孔与矿井巷道及生产工作面贯通后，需要在顶板上部的井段内架桥，使封孔材料不至于流入巷道和矿井内。为了有效地封隔含水层现有技术中通常采用水泥砂浆封孔法，如图1所示，首先用钻杆将封止塞13(具有遇水膨胀的特性)送到钻孔100内适当位置，等待一段时间让地层中的水浸透封止塞使其膨胀与井壁贴合，然后再用泵将水泥砂浆102打入钻孔100，待水泥凝固后，再用水泥浆灌满钻孔，起到封固钻孔的目的。

这种方法的缺点是：

1)封止塞不易固定于钻孔指定的位置，不能精准的控制架桥位置。

2)封止塞送达到指定的井段后，需要等待一定的时间，让地层中的水浸透封止塞使其膨胀，并与井壁密切贴合，耗费时间较长。

3)封止塞与井壁的摩擦力来平衡封孔水泥砂浆的重力，封止塞极易被压垮，造成封孔失败。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种用于救援钻孔封孔的装置及其使用方法，该装置采用支撑杆的方式架桥并进行封孔，能够确保成功架桥，同时封止塞可以承受更大的上部压力，大大提高了封孔的成功率和质量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种用于救援钻孔封孔的装置，包括封止塞、可断连接件和支撑杆，所述可断连接件的上端从封止塞的中部穿过并与钻杆连接，所述可断连接件的下端与支撑杆连接，可断连接件在外力作用下可从中部断开。

所述可断连接件的上端连接有联接头，所述可断连接件通过联接头与钻杆连接。

所述可断连接件的下端与支撑杆之间的连接为可拆卸连接。

所述可断连接件为下端带弯钩的金属丝。

所述弯钩上连接有铁链，所述铁链的下端与支撑杆相连。

本发明还提供了上述装置的使用方法，包括如下步骤：

1)将可断连接件的上端与钻杆连接，用钻杆将该装置送入钻孔内并确保支撑杆底部位于巷道底部；

2)钻杆继续向下，下压封止塞，使封止塞径向变形并与钻孔孔壁紧密贴合；

3)旋转钻杆，使可断连接件从中部断开；

4)将钻杆上提，然后通过钻杆向钻孔孔内灌入细砂,确保封止塞上部具有一定高度的细砂；

5)最后在细砂上注入水泥浆液，完成封孔作业。

其中，所述可断连接件为下端带弯钩的金属丝。

步骤4)中灌入细砂的高度为5m。

步骤5)中水泥浆液的水灰比为1:1.3。

本发明具有的技术效果：

(1)可以精确控制封堵位置。通过调整支撑杆的长度，可以将封止塞下入到井中指定的位置，从而达到精准控制封堵位置的目的。而以往的封孔施工中，封止塞由于没有支撑可能会在上部封孔材料(水泥浆)的重力作用下向下移动，不能精准控制封堵位置。

(2)封止塞送达到指定的井段后，钻杆继续往下，下压封止塞，使其在径向变形与孔壁紧紧贴合，就可以倒入细砂和水泥浆液进行封孔。而以往的封孔工艺则需要等待一定的时间，让地层中的水浸透封止塞使其膨胀，并与井壁密切贴合，耗费时间较长。

(3)细砂和水泥浆等封堵材料的重力主要由支撑杆平衡，封止塞被压垮的概率极低，能确保成功架桥。而以往的封孔工艺主要依靠封止塞与井壁的摩擦力来平衡封孔水泥砂浆的重力，封止塞极易被压垮，造成封孔失败。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明

图1为背景技术中描述的水泥砂浆封孔法示意图；

图2为本发明实施例1所述装置的结构示意图；

图3为本发明实施例1所述装置在使用过程中的状态一示意图；

图4为本发明实施例1所述装置在使用过程中的状态二示意图；

其中：

100-钻孔；102-水泥砂浆；103-钻杆；104-水泥浆；105-细砂；200-巷道；11-联接头；12-铁丝；13-封止塞；14-铁链；15-支撑杆

具体实施方式

实施例1

如图2所示，一种用于救援钻孔封孔的装置，包括封止塞13、可断连接件和支撑杆15，可断连接件的上端从封止塞13的中部穿过并与可与钻杆连接，可断连接件的下端与支撑杆15连接。

在本实施例中，可断连接件为下端带弯钩的铁丝12，铁丝12位于封止塞13上部的部分在外力作用下可断开。铁丝12的上端连接有联接头11，联接头11用于与钻杆103连接，通过将联接头11套在钻杆103外可实现整个装置与钻杆103的连接。

铁丝12下端的弯钩上连接有铁链14，铁链14的底部与支撑杆15连接，通过这样的连接实现支撑杆15与铁丝12底部的可拆卸连接，这样在使用过程中可根据需要更换不同长度的支撑杆15，从而能够实现精确控制封堵位置。

上述用于救援钻孔封孔的装置的使用方法包括如下步骤：

1)将联接头11与钻杆103连接，将整个装置安装在钻杆103的底部，用钻杆103将该装置送入钻孔100内并确保支撑杆15底部位于巷道200底部；

2)待整个装置就位后，钻杆103继续向下，下压封止塞13，使封止塞13径向变形并与钻孔100孔壁紧密贴合；

3)继续旋转钻杆103，使铁丝12从中部断开；

4)铁丝12断开后，将钻杆103上提5m，然后通过钻杆103向钻孔100孔内灌入细砂105,确保封止塞13上部具有5m高度的细砂103；

5)最后在细砂上注入水泥浆液104，完成封孔作业。

水泥浆液的水灰比为1:1.3。

本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的保护范围的前提下，可以对上述实施方式进行各种修改、变化和组合，并且认为这种修改、变化和组合是在独创性思想的范围之内的。