孔口管孔口密封装置的结构原理

孔口管孔口密封装置的结构原理
一、孔口密封装置的结构和原理
孔口密封装置包括孔口管、防突管、四通、孔口密封管及气水分离器五部分。孔口管、防突管、四通及孔口密封管之间用螺栓连接中间加垫圈密封，四通与气水分离器通过胶管连接。
1.孔口管
孔口管的主要作用是密封钻孔孔口，使孔内瓦斯及返渣只能通过孔口管内部流出，并支撑稳固孔口装置后端的防突管、四通和孔口密封管.
2.防突管
防突管是防止钻孔内瓦斯大量涌出而推动钻具的一个重要附件，在钻进过程中，如果钻场出现一些问题需要临时停钻(如移动钻机、钻机故障等)，而又不需要提出孔内钻具，此时将防突管上的三个螺栓用扳手拧紧，防突管就在螺栓的作用下紧紧抱住孔内钻具，防止孔内钻具溜滑、改变工具面向角;同时也能防止瓦斯突出时将孔内钻具顶出，减少人身伤害事故发生。
3.四通
四通是把孔内返水、返渣和瓦斯进行初步分离的装置，四通的前端法兰连接防突管，上部法兰连接煤矿井下的瓦斯负压抽采管，井下瓦斯抽采管利用负压直接抽出孔内逸出的瓦斯，下部法兰通过橡胶软管与气水分离器相连，孔内的返渣、返水经这一通道到达气水分离器，进一步进行瓦斯和返渣、返水的分离，后端法兰与孔口密封管连接，通过孔口密封管将孔口装置与钻杆之间的缝隙密封，防止瓦斯抽采管在负压作用下吸入过多的空气，保持吸入瓦斯的纯度。
4.孔口密封管
孔口密封管是孔口装置中将外界介质与孔口管内部隔开的装置，在正常使用时，孔口密封管中间有钻杆通过，钻杆只有轴向移动，速度较慢。孔口管的设计中，不仅考虑到这种活塞式动密封的可靠性问题，而且考虑到了起下钻动作的便捷性，孔口密封管的内孔最小通径大于钻头直径，以便钻头能够直接通过孔口密封管，在密封圈的设计中，将密封圈的内部截面设计为弧形，每个密封圈相当于两道唇形密封，且每个密封圈都能拉开套在钻杆上，即使不拆卸钻杆也能将密封圈装到密封管内部，实现可靠密封，降低劳动强度。由于钻杆在孔口密封管处的往复运动极易啃噬密封圈，使用一段时间后，如发现密封效果变差，可拧紧密封内管与密封外管连接的4个螺栓，将密封内管继续压紧密封圈，使密封圈向径向变形，改善密封效果，延长密封圈的使用寿命。
5.气水分离器
气水分离器的作用是将通过四通下方流出的气、水、煤从三项混合物中进一步分离。三项混合物从气水分离器的左上部法兰进入冲刷分离器内部的挡板，这一过程将混合物中剩余的瓦斯释放出来，由顶部法兰进入抽放管，水、煤屑经过右下部的法兰进入煤水池沉淀分离，煤渣则通过下部蝶阀泻出。
二、孔口密封装置的安装使用
随钻测量定向钻进钻场准备工作完成后，开孔并将孔口扩孔至，深12～，扩孔完成后安装孔口管，孔口管与孔壁之间用水泥或聚氨酯封堵，保证孔口部分即孔口管及其后端防突管、四通和孔口密封管能够平稳固定在孔口。
孔口部分安装完成后将钻具下入孔内，正常钻进时，将孔口密封部分的密封圈装入密封外管与钻杆之间，如图4-18所示，并将后端的4个螺栓拧紧，使密封圈处于径向变形状态，实现可靠密封。然后将孔口装置连接。
使用过程中，为防止空气在负压作用下进入瓦斯抽放管道，管接头处应用管箍或者钢丝箍紧，防止漏水、漏气;气水分离器的出水管管口要浸入水槽或水池的液面以下，钻进一段时间后如需放出气水分离器中的煤渣，将气水分离器下方的蝶阀打开，放完后应迅速关闭。

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