ЗАТВОР ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ СКВАЖИН ПРИ ИЗМЕРЕНИИ СКОРОСТИ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ

Затвор для герметизации скважии при измерении скорости газовыделения
Полезная модель относится к устройствам для прогнозирования выбросоонасности в горных выработках, в частности для герметизации шпуров и скважин, проводимых в угольных пластах при измерении скорости газовыделения.
Известно устройство для герметизации шпура или скважины, содержашее секционированную обсадную трубу и уплотнительный эластичный элемент с гофрированной внешней поверхностью, размещенный на обсадной трубе, один конец которого свободно посажен на обсадной трубе, а второй жестко закреплен на ней (авторское свидетельство СССР № 708060, кл. E21F7/00, 1976 г.). Основными недостатками известного устройства является невозможность его извлечения из скважины и неравномерность герметизации по длине уплотнительного элемента.
Известен затвор для герметизации скважин при измерении начальнойскоростигазовыделения,включающий
секционированную трубу с наконечником и перфорированным участком, подвижную и неподвижную втулки, между которыми помещен эластичный уплотнитель, прижимную гайку и сетчатый цилиндр (авторское свидетельство СССР № 1257234, кл. E21F7/00, 1985). При вращении прижимной гайки происходит сжатие уплотнителя между подвижной и неподвижной втулками и герметизация скважины. Газ из загерметизированной части скважины через сетчатый цилиндр и перфорированную часть трубы отводят
E21F7/00
к измерительному прибору.
Недостатками известного газового затвора являются:
недостаточная надежность и во многих случаях невозможность герметизации скважин, пробуренных в потенциально выбросоопасных пачках тектонически нарушенного угля;
трудность установки затвора на требуемую глубину и извлечения его вследствие зажима;
малая глубина герметизации (не более 3 м).
Предложен затвор для герметизации скважин при измерении скорости газовыделения, содержащий секционированную трубу с размещенным на ней эластичным уплотнительным элементом, забойный участок которой заглушен и выполнен перфорировынным.
Сущность полезной модели заключается в том, что эластичный уплотнительный элемент жестко соединен торцами с трубой и установлен на ней с образованием герметичной кольцевой полости, при этом указанная полость соединена воздухоподводящей трубкой с системой подачи сжатого воздуха.
Существенным преимуществом предложенной конструкции затвора для герметизации скважин перед известными является воэможность герметизации скважин и шпуров с неустойчивыми стенками и имеющими длину до 5-6 м. Это достигается за счет увеличения диаметра уплотнительного элемента не механическим продольным сжатием его, а путем создания давления рабочей среды (воздуха) внутри без изменения его длины. Затвор имеет небольшие габариты и вес, что позволяет переносить и использовать его в стесненных условиях горных выработок.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. показан общий вид затвора для герметизации скважин.
Затвор предназначен для изолирования метрового интервала шпура или скважины, в котором производится замер скорости газовыделения и отвода газа из этого интервала к измерительному прибору.
Устройство содержит трубу 1, состоящую из отдельных секций, соединенных между собой с помощью переходных резьбовых муфт 2.
Первая секция трубы со стороны забоя скважины закрыта с помощью заглушки 3 и на расстоянии 1 м от заглушенного конца на трубе установлен эластичный уплотнительный элемент 4, выполненный в виде резиновой манжеты. Торцы эластичного уплотнительного элемента с помощью резиновых колец и проволочных жимков жестко соединены с трубой 1, а между уплотпительным элементом и трубой образована герметичная кольцевая полость 5. С помощью воздухоподводящей трубки 6 указанная полость 5 соединена с системой подачи сжатого воздуха 7, в качестве которой может быть использован пневмонасос или баллон с сжатым воздухом. Участок трубы между забойным концом и уплотнительным элементом 4 имеет перфорационные отверстия 8 диаметром 5 мм для отвода газа из скважины внутрь трубы. Наружный конец секционированной трубы 1 подключен к входу измерительного прибора.
первую секцию трубы 1 с эластичным уплотнительным элементом 4 вводят в устье скважины и, присоединяя с помош;ью переходных резьбовых муфт другие секции трубы, продвигают первую секцию до контакта с забоем скважины. От системы подачи сжатого воздуха 7 по воздухоподводящей трубке 6 подают сжатый воздух в герметичную полость 5 эластичного уплотнительного элемента. При достижении заданного давления воздуха в полости, например, 0,2 МПа, эластичный уплотнительный элемент 4 раздувается и плотно прижимается к стенкам скважины, изолируя ее призабойный участок.
После герметизации скважины наружный конец секционированной трубы 1 подключают к измерительному прибору. Из изолированного участка скважины газ через отверстия 8 поступает внутрь трубы 1 и по ней поступает к измерительному прибору. С помощью данного устройства можно измерять как начальную скорость газовыделения так и изменение скорости газовыделения во времени.
После окончания замеров по воздухоподводящей трубке 6 выпускают воздух из полости 5, тем самым снимают распор с уплотнительного элемента 4, и извлекают затвор из скважины.
Предложенный затвор имеет простую конструкцию и позволяет надежно герметизировать щпуры и скважины, пробуренные по пачкам тектонически нарущенного угля, и
производить замеры скорости газовьтделения на заданных участках.
Г