CN102979478A - 涌水钻孔止水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涌水钻孔止水装置，包括止水套管、小注浆管路，所述止水套管靠近两端的壁上分别设有出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ，所述出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ的圆孔沿轴向在同一直线上，出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ与注浆小管连接，注浆小管设于止水套管内，注浆小管与小注浆管路连接，小注浆管路与注浆泵连接，止水套管外围设有圆筒型模袋，模袋内径大于止水套管直径，模袋两端分别伸出出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ后与止水套管密封连接，模袋与止水套管之间形成空腔。增强了浆液的抗分散性，提高了套管封固合格率，减小了浆液的流失，节省了施工材料，节约成本，可针对钻孔施工中高压涌水条件开展有效可靠的套管封闭施工，特别应用于对软弱地层和涌水钻孔止水套管的封固。
Description
技术领域
本发明涉及钻探注浆技术领域，尤其涉及一种涌水钻孔止水装置。
背景技术
目前在钻探工程中，存在钻孔揭露多层含水裂隙出现高压涌水的情况。现有的封固技术，下入套管后直接对其进行注浆，当浆液进入套管后，易被水稀释冲散，抗分性不足，在封闭套管过程中存在会把揭露的涌水封闭，需要养护时间长，套管封闭合格率低的缺点。难以满足下一步注浆工程中对注浆终压的要求。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题和不足；提供一种涌水钻孔止水装置；增强了浆液的抗分散性，提高了套管封固合格率，减小了浆液的流失，节省了施工材料，节约成本，可针对钻孔施工中高压涌水条件开展有效可靠的套管封闭施工，特别应用于对软弱地层和涌水钻孔止水套管的封固。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种涌水钻孔止水装置，包括止水套管、小注浆管路，所述止水套管靠近两端的壁上分别设有出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ，所述出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ的圆孔沿轴向在同一直线上，出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ与注浆小管连接，注浆小管设于止水套管内，注浆小管与小注浆管路连接，小注浆管路与注浆泵连接，止水套管外围设有圆筒型模袋，模袋内径大于止水套管直径，模袋两端分别伸出出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ后与止水套管密封连接，模袋与止水套管之间形成空腔。
注浆管上设有三通，其中三通一端的出口通过注浆小管Ⅰ与出浆口Ⅰ连接、另一端的进口通过注浆小管Ⅱ与小注浆管路连接，三通的另一个出口与出浆口Ⅱ连接。
模袋采用土工布材料，模袋通过防水胶带沿止水套管圆周交叉捆绑方式与止水套管连接，保证模袋与止水套管紧贴。
小注浆管路上设有直通、高压截止阀。
出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ圆孔中心与止水套管近端面距离分别为20cm。
模袋内径比止水套管外径大15～20cm。
止水套管上一端设有法兰盘，法兰盘与封闭闸阀连接、或者与大注浆管路上的法兰盘连接。即在套管封固合格后作为注浆连接闸阀，或者与外部大注浆管路直接对接，快速地向止水套管内注浆。
三通为T型三通。
本发明工作原理：使用时依据止水套管下入长度截取土工布的长度，把土工布加工成圆筒型的模袋，将加工好的模袋自套管底部套上，用反扎法将模袋用铁丝捆绑至套管底部，同时需将出浆口Ⅰ包裹在止水模袋内，然后把模袋向另一侧方向伸展平整，将出浆口Ⅱ包裹在模袋内，然后捆绑牢固，最后从套管一端有模袋的地方用防水胶带交叉旋转捆住模袋，保证模袋与套管紧贴。钻孔按照设计参数在岩壁向岩石内施工钻孔，期间揭露含水构造时，继续施工到达钻孔套管所下深度，停止钻进；将涌水钻孔止水装置底部与其他套管用管箍对接，下入钻孔内，对其进行注浆，注入材料为普通硅酸盐水泥-水玻璃双液浆或高分子速凝材料。通过注浆泵对其压浆，浆液分别通过注浆泵，小注浆管路、高压阀门、直通、注浆小管Ⅱ、T型三通7、注浆小管Ⅰ5，通过出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ到达待注体，浆液的持续注入，模袋会逐渐膨胀，当膨胀一定的程度，部分稀浆液从止水套管内流出，速凝材料在模袋内固结使注浆压力慢慢升高，到1Mpa停注。
本发明的有益效果：
（1）结构、及操作简单，安全可靠，主要应用于对软弱地层和涌水钻孔止水套管的封固。
（2）在套管外设计了模袋，浆液在模袋内固结，增强了浆液的抗分散性；
（3）在软弱地层封固套管时，减小了浆液的流失，节省了施工材料；
（4）模袋内注入速凝材料，浆液在模袋内凝固时间短，比普通方法节约10h以上；
（5）套管外设计有模袋，浆液直接充填模袋，不会对钻孔内已揭露的涌水产生影响，减小套管封固难度，有利于下一步钻孔分析和注浆；
（6）浆液不在套管内固结，减小了重新复钻的工作量，节约成本；
（7）采用该涌水钻孔止水装置，提高了套管封固合格率，比普通方法提高80%的合格率；
（8）注浆小管在止水套管内部，在套管下入的过程中更易下入钻孔内；
附图说明
图1为本发明加工安装示意图；
图2是图1的局部剖视图；
其中，1.模袋、2.套管、3.出浆口Ⅰ、4.出浆口Ⅱ、5.注浆小管Ⅰ、6注浆小管Ⅱ、7.三通、8.直通、9.高压截止阀、10.小注浆管路、11.法兰盘、12.岩壁、13.防水胶带。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
一种涌水钻孔止水装置，包括止水套管2、小注浆管路10，所述止水套管2靠近两端的壁上分别设有出浆口Ⅰ3、出浆口Ⅱ4，所述出浆口Ⅰ3、出浆口Ⅱ4的圆孔沿轴向在同一直线上，出浆口Ⅰ3、出浆口Ⅱ4与注浆小管连接，注浆小管设于止水套管内，注浆小管与小注浆管路10连接，小注浆管路10与注浆泵连接，止水套管2外围设有加工完成后为圆筒型的模袋1，模袋1内径大于止水套管2直径，模袋1两端分别伸出出浆口Ⅰ3、出浆口Ⅱ4后与止水套管2密封连接，模袋1与止水套管2之间形成空腔。
注浆管上设有三通7，其中三通7一端的出口通过注浆小管Ⅰ5与出浆口Ⅰ3连接、另一端的进口通过注浆小管Ⅱ6与小注浆管路10连接，三通7的另一个出口与出浆口Ⅱ4连接。
模袋1采用土工布材料，模袋1通过防水胶带13沿止水套管圆周交叉捆绑方式与止水套管2连接，保证模袋1与止水套管2紧贴。
小注浆管路10上设有直通8、高压截止阀9。
出浆口Ⅰ3、出浆口Ⅱ4圆孔中心与止水套管2近端面距离分别为20cm。
模袋1内径比止水套管2外径大15～20cm。
止水套管上设有法兰盘11，法兰盘11与封闭闸阀连接、或者与大注浆管路上的法兰盘连接。即在套管封固合格后作为注浆连接闸阀，或者与外部大注浆管路直接对接，快速地向止水套管内注浆。
三通为T型三通。
使用时依据止水套管下入长度截取土工布的长度，把土工布用封包机缝制成圆筒型模袋，将加工好的模袋自套管底部套上，用反扎法将模袋用铁丝捆绑至套管底部，同时需将出浆口Ⅰ3包裹在止水模袋内，然后把模袋向另一侧方向伸展平整，将出浆口Ⅱ4包裹在模袋内，然后捆绑牢固，最后从止水套管一端有模袋的地方用防水胶带13交叉旋转捆住模袋，保证模袋与套管紧贴，利于止水套管的下入钻孔内。钻孔按照设计参数在岩壁向岩石内施工钻孔，期间揭露含水构造时，继续施工到达钻孔套管所下深度，停止钻进；将涌水钻孔止水装置底部与其他套管用管箍对接，下入钻孔内，对其进行注浆，注入材料为普通硅酸盐水泥-水玻璃双液浆或高分子速凝材料。通过注浆泵对其压浆，浆液分别通过注浆泵，小注浆管路10、高压阀门9、直通8、注浆小管Ⅱ6、T型三通7、注浆小管Ⅰ5、通过出浆口Ⅰ3、出浆口Ⅱ4到达待注体，浆液的持续注入，模袋1会逐渐膨胀，当膨胀到一定的程度，止水套管紧贴岩壁12、稀浆液充满了止水套管与岩壁12之间的间隙后，部分稀浆液从套管2内流出，速凝材料在模袋内固结使注浆压力慢慢升高，到1Mpa停注。
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种涌水钻孔止水装置，包括止水套管、小注浆管路，其特征是，所述止水套管靠近两端的壁上分别设有出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ，所述出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ的圆孔沿轴向在同一直线上，出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ与注浆小管连接，注浆小管设于止水套管内，注浆小管与小注浆管路连接，小注浆管路与注浆泵连接，止水套管外围设有圆筒型模袋，模袋内径大于止水套管直径，模袋两端分别伸出出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ后与止水套管密封连接，模袋与止水套管之间形成空腔。
2.如权利要求1所述的涌水钻孔止水装置，其特征是，所述注浆管上设有三通，其中三通一端的出口通过注浆小管Ⅰ与出浆口Ⅰ连接、另一端的进口通过注浆小管Ⅱ与小注浆管路连接，三通的另一个出口与出浆口Ⅱ连接。
3.如权利要求1所述的涌水钻孔止水装置，其特征是，所述模袋采用土工布材料，模袋通过防水胶带沿止水套管圆周交叉捆绑方式与止水套管连接。
4.如权利要求1所述的涌水钻孔止水装置，其特征是，所述小注浆管路上设有直通、高压截止阀。
5.如权利要求1所述的涌水钻孔止水装置，其特征是，所述出浆口Ⅰ、出浆口Ⅱ圆孔中心与止水套管近端面距离分别为20cm。
6.如权利要求1所述的涌水钻孔止水装置，其特征是，所述模袋内径比止水套管外径大15～20cm。
7.如权利要求1所述的涌水钻孔止水装置，其特征是，所述止水套管上设有法兰盘，法兰盘与封闭闸阀连接、或者与大注浆管路上的法兰盘连接。
8.如权利要求1所述的涌水钻孔止水装置，其特征是，所述三通为T型三通。
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