一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，包括：工作套管，所述工作套管內(nèi)壁焊接有若干鋼筋圈，鋼筋圈上焊接有橫向鋼筋，橫向鋼筋通過焊接連接固定工作套管和鋼筋圈，所述工作套管上端內(nèi)設(shè)有錐形鋼圈，錐形鋼圈上端設(shè)有支撐鋼條，所述工作套管下端內(nèi)設(shè)有焊板，所述工作套管內(nèi)部的焊板與錐形鋼圈之間填充有水泥漿。本實用新型在浮力塞的內(nèi)壁上在加鋼筋圈的基礎(chǔ)上，再加上兩根垂直交叉的橫向鋼筋，增加浮力塞的抗滑力，防止浮力塞的突然破壞；同時，在浮力塞上部，加焊錐形鋼圈，增加浮力塞的抗滑力。
【專利說明】一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及浮力塞【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞。

【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦瓦斯抽排孔的施工建設(shè)過程中，需要在鉆孔完成后將工作套管下至孔底，依據(jù)鉆孔深度、套管材質(zhì)和設(shè)備提升能力等因素來確定下管方式。對于小口徑或較淺的鉆孔，鉆機提升能力大于工作套管的總重量時，一般采用提吊法下管。
[0003]對于孔徑較大、深度較深的鉆孔，如工作套管的總重量超過鉆機提升能力，通常采用浮力塞下管法將工作套管下至孔底。其工藝與提吊法下管的不同之處在于，在下管過程中浮力塞能阻止泥漿進入工作套管管內(nèi)，增大孔內(nèi)泥漿對工作套管的浮力，抵消了大部分的工作套管自重，減輕提吊設(shè)備的負(fù)荷。
[0004]浮力塞主要對較深鉆孔下鑄鐵管、鋼管等工作套管時應(yīng)用。材料可用鋼材、水泥或木材等。以水泥浮力塞的制作為例:選一根該鉆孔使用的工作套管(長度根據(jù)水泥浮力塞在孔內(nèi)最大深度的外力情況外加安全系數(shù)來確定)，用鋼絲刷把套管內(nèi)壁清理干凈后，沿套管內(nèi)壁焊鋼筋圈或鋼筋網(wǎng)，增加水泥塞與套管內(nèi)壁的摩擦力，防止浮力塞整體滑動。然后把水泥漿注入套管內(nèi)候凝。
[0005]隨著煤礦行業(yè)的發(fā)展，煤礦開采深度越來越深，由于煤層瓦斯含量具有隨煤層深度增加而增加的特點，因此，隨著礦井開采深度的增加，瓦斯抽排鉆孔的深度和口徑也在不斷增加。工作套管的總重量越來越大，使得浮力塞所要提供的浮力相應(yīng)地增加。
[0006]泥漿的液壓作用于浮力塞底部，除掉上部泥漿的壓力，壓力差讓浮力塞產(chǎn)生整體滑動的趨勢。如果浮力塞產(chǎn)生整體滑動，那會使泥漿迅速進入工作套管內(nèi)部，使浮力快速降低，從而造成上部提吊設(shè)備的負(fù)載瞬間增加，造成生產(chǎn)事故。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0008]本實用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，包括:工作套管，所述工作套管內(nèi)壁焊接有若干鋼筋圈，鋼筋圈上焊接有橫向鋼筋，橫向鋼筋通過焊接連接固定工作套管和鋼筋圈，所述工作套管上端內(nèi)設(shè)有錐形鋼圈，錐形鋼圈上端設(shè)有支撐鋼條，所述工作套管下端內(nèi)設(shè)有焊板，所述工作套管內(nèi)部的焊板與錐形鋼圈之間填充有水泥漿。
[0009]所述工作套管內(nèi)設(shè)有3-4個鋼筋圈，鋼筋圈的鋼筋直徑為10_15mm。
[0010]所述焊板與工作套管底端距離為150-200mm。
[0011]所述錐形鋼圈下部直徑與工作套管內(nèi)徑相同、錐度為8-15°，高度0.3-0.8米。
[0012]所述浮力塞制作方法為:
[0013](1)取一段工作套管，在其內(nèi)壁焊接3-4圈直徑10_15mm的鋼筋圈，單面滿焊，在鋼筋圈位置加焊垂直交叉的兩根12mm橫向鋼筋。
[0014](2)在浮力塞頂部位置，焊上錐形鋼圈，錐形鋼圈下部直徑與工作管內(nèi)徑相同，錐度10°左右，高度0.5米。焊接錐形鋼圈完之后，為了增加錐形鋼圈剛度，在錐形鋼圈后加焊支撐鋼條，在錐形鋼圈外也灌注水泥漿填充。
[0015](3)為確保浮力塞的氣密性，以及方便制作水泥塞，在工作套管底部150_200mm位置焊上焊板，四周和工作套管內(nèi)壁焊接。
[0016](4)將工作套管豎立，加入水泥漿，直到水泥漿體達到錐形鋼圈上部的高度，候凝。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型在浮力塞水泥漿體中加入橫向鋼筋，增加浮力塞的抗滑力并防止浮力塞突然破壞。第二，在頂部增加錐形鋼圈，使浮力塞作用力分解成向上的與橫向的力，鋼圈反作用力的方向是向內(nèi)，使水泥漿處于受壓狀態(tài)，增加水泥漿的抗破壞能力，鋼圈的存在也起到抵抗浮力阻止浮力塞滑動的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、工作套管，2、鋼筋圈，3、橫向鋼筋，4、錐形鋼圈，5、支撐鋼條，6、水泥漿，7、焊板。

【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的實現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0021]如圖1所示，一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，包括:工作套管1，所述工作套管1內(nèi)壁焊接有若干鋼筋圈2，鋼筋圈2上焊接有橫向鋼筋3，橫向鋼筋3通過焊接連接固定工作套管1和鋼筋圈2，所述工作套管1上端內(nèi)設(shè)有錐形鋼圈4，錐形鋼圈4上端設(shè)有支撐鋼條5，所述工作套管1下端內(nèi)設(shè)有焊板7，所述工作套管1內(nèi)部的焊板與錐形鋼圈4之間填充有水泥漿。
[0022]所述工作套管1內(nèi)設(shè)有3-4個鋼筋圈2，鋼筋圈2的鋼筋直徑為10_15mm。
[0023]所述焊板7與工作套管1底端距離為150-200mm。
[0024]所述錐形鋼圈4下部直徑與工作套管內(nèi)徑相同、錐度為8-15°，高度0.3-0.8米。
[0025]實施例1
[0026]淮南市某礦的瓦斯抽排孔，工程概況:鉆孔孔深816m，成孔直徑790mm，設(shè)計采用外徑630mm厚15mm的工作套管，套管材質(zhì)為鋼材，總質(zhì)量185噸，由于設(shè)備的限制，鉆機設(shè)計負(fù)荷能力為100噸，為保證一定的安全系數(shù)，鉆機最大安全負(fù)載定為90t。采用浮力塞下管需要提供浮力185-90 = 95t，該浮力將直接作用于浮力塞上。為了保證浮力塞的強度，浮力塞水泥漿體長度選用6m。
[0027]浮力塞的制作方法為:
[0028](1)取一段工作套管，在內(nèi)壁焊接3圈直徑12mm鋼筋圈，單面滿焊，在鋼筋圈位置加焊垂直交叉的兩根直徑為12mm橫向鋼筋。
[0029](2)在浮力塞頂部位置，焊上錐形鋼圈，錐形鋼圈下部直徑與工作管內(nèi)徑相同，錐度10°，高度0.5米。在錐形鋼圈背部焊上8塊鋼墊板，增加錐形鋼圈剛度。
[0030](3)在工作套管底部以上0.15m位置焊上焊板，焊板四周和套管內(nèi)壁焊接。
[0031](4)將工作管豎立，加入水泥漿，其中添加膨脹劑，直到水泥漿體達到錐形鋼圈上部的高度，候凝。
[0032]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型的要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，包括:工作套管，其特征在于:所述工作套管內(nèi)壁焊接有若干鋼筋圈，鋼筋圈上焊接有橫向鋼筋，橫向鋼筋通過焊接連接固定工作套管和鋼筋圈，所述工作套管上端內(nèi)設(shè)有錐形鋼圈，錐形鋼圈上端設(shè)有支撐鋼條，所述工作套管下端內(nèi)設(shè)有焊板，所述工作套管內(nèi)部的焊板與錐形鋼圈之間填充有水泥漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，其特征在于:所述工作套管內(nèi)設(shè)有3-4個鋼筋圈，鋼筋圈的鋼筋直徑為10-15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，其特征在于:所述焊板與工作套管底端距離為150-200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于瓦斯抽排孔的錐形水泥浮力塞，其特征在于:所述錐形鋼圈下部直徑與工作套管內(nèi)徑相同、錐度為8-15°，高度0.3-0.8米。
【文檔編號】E21B7/20GK204060610SQ201420518838
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】黃輝, 鄭騰龍, 劉亮, 姚直書 申請人:淮南礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司