一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器的制作方法

专利2025-12-30  14


本发明涉及水力压裂,尤其涉及一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器。


背景技术:

1、煤层底板巷水力压裂,是一种专门针对煤层开采中底板巷道的水力压裂技术,主要用于控制煤层底板的水害问题,提高矿井的安全性和开采效率,该技术通过在煤层底板的巷道中进行水力压裂,人为创建或扩展底板岩层中的裂缝,以达到促进瓦斯的排放,降低瓦斯爆炸的风险的目的。

2、现有的水力压裂,通常时通过先使用封隔器进行封堵,然后再使用额外的工具对岩层进行切割压裂,目前的设备无法实现封堵和压裂切割一体化,需要使用不同功能的设备进行封堵和压裂,操作较为麻烦,从而导致岩层处理成本较高,影响岩层处理的效率。

3、因此需要设计一种能够对钻孔内部进行封堵的同时对岩层进行切割压裂,实现封堵和压裂切割一体化,降低岩层处理成本,提高岩层处理的效率,提高使用的便捷性的水力压裂自切割及压裂一体化封隔器。


技术实现思路

1、为了克服目前的设备无法实现封堵和压裂切割一体化,需要使用不同功能的设备进行封堵和压裂,操作较为麻烦,从而导致岩层处理成本较高,影响岩层处理的效率的缺点,本发明提供一种能够对钻孔内部进行封堵的同时对岩层进行切割压裂,实现封堵和压裂切割一体化,降低岩层处理成本,提高岩层处理的效率,提高使用的便捷性的水力压裂自切割及压裂一体化封隔器。

2、技术方案是:一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,包括有连接管、接头管、封堵切割机构和防护机构,连接管上部连接有接头管,连接管中部设有用于封堵和压裂切割煤层的封堵切割机构,封堵切割机构上设有用于喷水切割的防护机构。

3、进一步,封堵切割机构包括有中心管、固定管、膨胀管、注水管和喷头,连接管下部连接有中心管,中心管下部连接有固定管,固定管下部连接有膨胀管,膨胀管下部也连接有固定管,下部的固定管下侧连接有注水管,注水管下侧连接有喷头。

4、进一步,喷头上开有多个出水口。

5、进一步,防护机构包括有套筒、顶杆、第一压力弹簧、接水管和防护板,下部的固定管下侧连接有多个套筒,套筒上均滑动式连接有顶杆,顶杆均与同侧的套筒之间连接有第一压力弹簧,套筒均与注水管之间连接有接水管,顶杆下部之间连接有防护板,防护板与注水管滑动式相连接,防护板与喷头接触。

6、进一步,顶杆均为i形。

7、进一步,还包括有稳定机构,稳定机构包括有支撑架、转动板、扭力弹簧,固定管外侧均连接有多个支撑架,支撑架上均转动式连接有转动板,转动板均与其相连接的支撑架之间连接有两个扭力弹簧。

8、进一步,支撑架均为u形。

9、进一步,还包括有卡位机构,卡位机构包括有固定座、顶架、摆杆、连接块、楔形块、伸缩杆、第二压力弹簧和卡位件,固定管相互靠近的一侧上均连接有四个固定座,固定座上均滑动式连接有顶架,顶架相互远离的一侧上均转动式连接有摆杆,下部的转动板上部内侧均连接有连接块,连接块均与下部同一竖向位置上的顶架转动式相连接,上部的转动板下部外侧均连接有楔形块,楔形块均与上部同一竖向位置上的顶架转动式相连接,固定座外侧均连接有伸缩杆,伸缩杆的伸缩端与固定端之间均连接有第二压力弹簧,伸缩杆的伸缩端上均连接有卡位件,卡位件均与相邻的顶架卡接。

10、进一步,顶架上开有多个卡槽。

11、进一步,卡位件内侧均为斜面。

12、本发明具有以下优点:1、本发明通过水进入固定管与膨胀管中,使得膨胀管膨胀与钻孔内壁接触进行封堵,随后水继续进入注水管中,水会从喷头喷出对岩层进行切割压裂,从而能够对钻孔内部进行封堵的同时对岩层进行切割压裂,实现封堵和压裂切割一体化,降低岩层处理成本,提高岩层处理的效率,提高使用的便捷性。

13、2、本发明通过转动板转动,扭力弹簧发生形变,使得转动板与钻孔壁接触,然后移动本装置到指定的位置,从而能够对本装置进行限位的同时保持本装置垂直进行移动,提高本装置移动的稳定性,且能够对膨胀管进行防护,防止膨胀管受损。

14、3、本发明通过顶架向远离膨胀管的一侧移动,使得伸缩杆伸缩,进而带动卡位件移动后复位与顶架上的卡槽卡接,使得摆杆沿着顶架、楔形块和连接块转动,进而使得转动板收起,进而将本装置反向移动取出,从而能够对转动板转动收起,便于本装置的取出。



技术特征:

1.一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,包括有连接管(1)、接头管(2)、封堵切割机构(3)和防护机构(4),连接管(1)上部连接有接头管(2),连接管(1)中部设有用于封堵和压裂切割煤层的封堵切割机构(3),封堵切割机构(3)上设有用于喷水切割的防护机构(4)。

2.根据权利要求1所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,封堵切割机构(3)包括有中心管(31)、固定管(32)、膨胀管(33)、注水管(34)和喷头(35),连接管(1)下部连接有中心管(31),中心管(31)下部连接有固定管(32),固定管(32)下部连接有膨胀管(33),膨胀管(33)下部也连接有固定管(32),下部的固定管(32)下侧连接有注水管(34),注水管(34)下侧连接有喷头(35)。

3.根据权利要求2所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,喷头(35)上开有多个出水口。

4.根据权利要求3所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,防护机构(4)包括有套筒(41)、顶杆(42)、第一压力弹簧(43)、接水管(44)和防护板(45),下部的固定管(32)下侧连接有多个套筒(41),套筒(41)上均滑动式连接有顶杆(42),顶杆(42)均与同侧的套筒(41)之间连接有第一压力弹簧(43),套筒(41)均与注水管(34)之间连接有接水管(44),顶杆(42)下部之间连接有防护板(45),防护板(45)与注水管(34)滑动式相连接,防护板(45)与喷头(35)接触。

5.根据权利要求4所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,顶杆(42)均为i形。

6.根据权利要求5所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,还包括有稳定机构(5),稳定机构(5)包括有支撑架(51)、转动板(52)、扭力弹簧(53),固定管(32)外侧均连接有多个支撑架(51),支撑架(51)上均转动式连接有转动板(52),转动板(52)均与其相连接的支撑架(51)之间连接有两个扭力弹簧(53)。

7.根据权利要求6所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,支撑架(51)均为u形。

8.根据权利要求7所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,还包括有卡位机构(6),卡位机构(6)包括有固定座(61)、顶架(62)、摆杆(63)、连接块(64)、楔形块(65)、伸缩杆(66)、第二压力弹簧(67)和卡位件(68),固定管(32)相互靠近的一侧上均连接有多个固定座(61),固定座(61)上均滑动式连接有顶架(62),顶架(62)相互远离的一侧上均转动式连接有摆杆(63),下部的转动板(52)上部内侧均连接有连接块(64),连接块(64)均与下部同一竖向位置上的顶架(62)转动式相连接,上部的转动板(52)下部外侧均连接有楔形块(65),楔形块(65)均与上部同一竖向位置上的顶架(62)转动式相连接,固定座(61)外侧均连接有伸缩杆(66),伸缩杆(66)的伸缩端与固定端之间均连接有第二压力弹簧(67),伸缩杆(66)的伸缩端上均连接有卡位件(68),卡位件(68)均与相邻的顶架(62)卡接。

9.根据权利要求8所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,顶架(62)上开有多个卡槽。

10.根据权利要求9所述的一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,其特征在于,卡位件(68)内侧均为斜面。


技术总结
本发明涉及水力压裂技术领域,尤其涉及一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器。本发明提供一种能够对钻孔内部进行封堵的同时对岩层进行切割压裂,实现封堵和压裂切割一体化,降低岩层处理成本,提高岩层处理的效率,提高使用的便捷性的水力压裂自切割及压裂一体化封隔器。一种水力压裂自切割及压裂一体化封隔器,包括有连接管和接头管等,连接管上部连接有接头管。本发明通过水进入固定管与膨胀管中,使得膨胀管膨胀进行封堵,随后水继续进入注水管中,水会从喷头喷出对岩层进行切割压裂,从而能够对钻孔内部进行封堵的同时对岩层进行切割压裂,实现封堵和压裂切割一体化,降低岩层处理成本,提高岩层处理的效率,提高使用的便捷性。

技术研发人员:张海龙,朱乐章,周学斌,王晓飞,丁新平,芦浩,申正住,魏其鹏,杨凯,李阳,方建雨,董盼盼
受保护的技术使用者:淮北矿业股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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