CN103835676A - 一种l型钻孔地面预注浆高压止浆装备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，包括中心管、胶筒总成和用于封堵所述中心管下端管口的盲堵机构，胶筒总成套装在中心管上，胶筒总成的内壁与中心管的管壁外表面之间形成密闭环腔；中心管的管壁上有与中心管的中空管孔流体导通的进液孔，密闭环腔与进液孔之间通过单向流体导通机构流体导通，单向流体导通机构在中空管孔内流体压力的作用下打开，中空管孔内的流体经进液孔和单向流体导通机构进入密闭环腔，胶筒总成在密闭环腔内流体压力的作用下膨胀；盲堵机构在中空管孔内流体压力的作用下打开中心管下端管口；中心管下端的外表面上设置有泄压槽。本发明克服现有止浆装备不能满足大顶角钻孔和水平钻孔(L型钻孔)顺利止浆的缺点。

Description

一种L型钻孔地面预注浆高压止浆装备

技术领域

本发明涉及一种止浆装备，特别涉及一种能在大顶角钻孔和水平孔(L孔)中实现高压止浆的L型钻孔地面预注浆高压止浆装备。

背景技术

随着井筒地面预注浆技术的广泛应用，出现了L型钻孔地面预注浆技术，即将地面预注浆技术与定向钻进技术相结合，对井下水平巷道进行注浆堵水或加固；而目前地面预注浆工程中应用的止浆装备主要是卡瓦式止浆塞，其结构简单，操作容易，但由于其需要依靠重力下砸解塞，受其构造原理限制，在造斜段和水平段下砸力难以有效传递至止浆装备处，会导致无法解塞，引发孔内事故，所以需要研究新的止浆装备来解决L型钻孔造斜段和水平段高压止浆问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种能在大顶角钻孔和水平钻孔中实现顺利坐封、注浆和解封，并且在坐封和解封的过程中不需要上提和下砸钻具的止浆装备。

本发明的技术方案是这样实现的：一种L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，包括中心管、胶筒总成和用于封堵所述中心管下端管口的盲堵机构，所述胶筒总成套装在所述中心管上，并且所述胶筒总成的内壁与所述中心管的管壁外表面之间形成密闭环腔；所述中心管的管壁上设置有与所述中心管的中空管孔流体导通的进液孔，所述密闭环腔与所述进液孔之间通过单向流体导通机构流体导通，所述单向流体导通机构在所述中空管孔内流体压力的作用下打开，使得所述中空管孔内的流体依次经所述进液孔和所述单向流体导通机构进入所述密闭环腔，所述胶筒总成在所述密闭环腔内流体压力的作用下膨胀；所述盲堵机构在所述中空管孔内流体压力的作用下打开所述中心管下端管口；所述中心管下端的外表面上设置有泄压槽，所述密闭环腔内流体通过所述泄压槽泄压。

上述L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，所述单向流体导通机构包括凡尔座密封圈、凡尔座、凡尔密封圈和凡尔，所述凡尔座套装在所述中心管上，所述凡尔安装在所述凡尔座内，所述凡尔座密封圈安装在所述凡尔座与所述中心管之间，所述凡尔密封圈安装在所述凡尔与所述中心管之间，所述进液孔位于所述凡尔座密封圈与所述凡尔之间的所述中心管管壁上；在所述胶筒总成上端安装有胶筒上接头，在所述胶筒总成下端安装有胶筒下接头；所述胶筒上接头通过过度接头与凡尔座连接，所述过度接头内台阶孔的台阶与所述凡尔之间安装有复位弹簧。

上述L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，所述中心管上端丝扣连接有上接头，所述凡尔座通过连接头与所述上接头连接，所述连接头与所述上接头之间由解封剪钉连接。

上述L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，所述胶筒下接头与浮动接头连接，在所述浮动接头与所述中心管之间安装有浮动接头密封圈。

上述L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，所述盲堵机构包括盲堵座、盲堵和尾管；所述中心管下端丝扣连接有下接头，所述盲堵座安装在所述下接头下端，所述盲堵安装在所述盲堵座内，所述盲堵座下端安装有尾管，所述盲堵与所述盲堵座之间由坐封剪钉连接。

上述L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，所述泄压槽设置在所述浮动接头与所述下接头之间的所述中心管外表面上。

本发明的有益效果是：中心管内形成密闭腔体，当液体通过上接头进入中心管时，压力不断升高，直到通过进液孔进入到凡尔总成的液体推动凡尔下移，压缩弹簧，打开凡尔，使液体进入到胶筒总成与中心管间的密闭环腔，随着液体压力增大，迫使胶筒总成径向膨胀，轴向收缩，浮动接头上移；胶筒总成与钻孔孔壁接触后，液体压力继续升高，直到坐封剪钉被剪断，推动盲堵下移到尾管内，致使中心管上下贯通，形成注浆通路，实现顺利注浆；注浆结束后，上提上接头，解封剪钉被剪断，带动中心管上移，而其他部分不动，直到中心管下端的泄压槽越过浮动接头的密封圈，则胶筒内部的高压液体通过泄压槽排出，胶筒收缩，实现解封。

附图说明

图1是本发明L型钻孔地面预注浆高压止浆装备的结构组成图。

图2是本发明L型钻孔地面预注浆高压止浆装备的坐封状态结构图。

图3是本发明L型钻孔地面预注浆高压止浆装备的解封状态结构图。

1-上接头；2-解封剪钉；3-连接头；4-凡尔座密封圈；5-凡尔座；6-凡尔；7-凡尔密封圈；8-弹簧；9-过度接头；10-胶筒上接头；11-胶筒总成；12-胶筒下接头；13-浮动接头；14-浮动接头密封圈；15-中心管；16-下接头；17-盲堵座；18-盲堵；19-坐封剪钉；20-尾管；21-泄压槽。

具体实施方式

如图1所示，本实施例L型钻孔地面预注浆高压止浆装备包括中心管15、胶筒总成11和用于封堵所述中心管15下端管口的盲堵机构，所述胶筒总成11套装在所述中心管15上，并且所述胶筒总成11的内壁与所述中心管15的管壁外表面之间形成密闭环腔；所述中心管15的管壁上设置有与所述中心管15的中空管孔流体导通的进液孔，所述密闭环腔与所述进液孔之间通过单向流体导通机构流体导通，所述单向流体导通机构在所述中空管孔内流体压力的作用下打开，使得所述中空管孔内的流体依次经所述进液孔和所述单向流体导通机构进入所述密闭环腔，所述胶筒总成11在所述密闭环腔内流体压力的作用下膨胀；所述盲堵机构在所述中空管孔内流体压力的作用下打开所述中心管15下端管口；所述中心管15下端的外表面上设置有泄压槽21，所述密闭环腔内流体通过所述泄压槽21泄压。

所述单向流体导通机构包括凡尔座密封圈4、凡尔座5、凡尔密封圈7和凡尔6，所述凡尔座5套装在所述中心管15上，所述凡尔6安装在所述凡尔座5内，所述凡尔座密封圈4安装在所述凡尔座5与所述中心管15之间，所述凡尔密封圈7安装在所述凡尔6与所述中心管15之间，所述进液孔位于所述凡尔座密封圈4与所述凡尔6之间的所述中心管15管壁上；在所述胶筒总成11上端安装有胶筒上接头10，在所述胶筒总成11下端安装有胶筒下接头12；所述胶筒上接头10通过过度接头9与凡尔座5连接，所述中心管15上端丝扣连接有上接头1，所述凡尔座5通过连接头3与所述上接头1连接，所述连接头3与所述上接头1之间由解封剪钉2连接；所述过度接头9内台阶孔的台阶与所述凡尔6之间安装有复位弹簧8；所述胶筒下接头12与浮动接头13连接，在所述浮动接头13与所述中心管15之间安装有浮动接头密封圈14。

所述盲堵机构包括盲堵座17、盲堵18和尾管20；所述中心管15下端丝扣连接有下接头16，所述盲堵座17安装在所述下接头16下端，所述盲堵18安装在所述盲堵座17内，所述盲堵座17下端安装有尾管20，所述盲堵18与所述盲堵座17之间由坐封剪钉19连接。在本实施例中，所述泄压槽21设置在所述浮动接头13与所述下接头16之间的所述中心管15外表面上。

图1为本实施例L型钻孔地面预注浆高压止浆装备安装完毕后的结构示意图。在工作的时候，将所述上接头1与注浆管路连接，由注浆管路将本实施例L型钻孔地面预注浆高压止浆装备下放至钻孔内指定位置，并向注浆管路内灌入清水；将注浆管路与高压泵连接，启动高压泵，并调至最小流量，当压力达到5±1MPa时，所述凡尔6被推开，液体经所述中心管15管壁上的所述进液孔进入所述胶筒总成11与所述中心管15之间所述密闭环腔内，使所述胶筒总成11膨胀坐封，所述浮动接头13上移。当所述中心管15内液体压力达到20±1MPa时，所述坐封剪钉19被剪断，所述盲堵18在高压液体的作用下被推到到所述尾管20内，管路内外连通，形成注浆通路，可以开始进行注浆及其他操作。注浆结束后，直接上提注浆管路，所述上接头1在注浆管路的带动下向上移动，当上提作用力达到解封力12±1t要求时，所述解封剪钉2被剪断，所述中心管15上移，所述胶筒总成11位置不变，所述密闭环腔内高压液体通过所述泄压槽21泄压。如图2和图3所示，所述胶筒总成11开始收缩，15-30分钟后，所述胶筒总成11恢复原状，可将止浆装备提出注浆孔。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，其特征在于，包括中心管(15)、胶筒总成(11)和用于封堵所述中心管(15)下端管口的盲堵机构，所述胶筒总成(11)套装在所述中心管(15)上，并且所述胶筒总成(11)的内壁与所述中心管(15)的管壁外表面之间形成密闭环腔；所述中心管(15)的管壁上设置有与所述中心管(15)的中空管孔流体导通的进液孔，所述密闭环腔与所述进液孔之间通过单向流体导通机构流体导通，所述单向流体导通机构在所述中空管孔内流体压力的作用下打开，使得所述中空管孔内的流体依次经所述进液孔和所述单向流体导通机构进入所述密闭环腔，所述胶筒总成(11)在所述密闭环腔内流体压力的作用下膨胀；所述盲堵机构在所述中空管孔内流体压力的作用下打开所述中心管(15)下端管口；所述中心管(15)下端的外表面上设置有泄压槽(21)，所述密闭环腔内流体通过所述泄压槽(21)泄压。

2.根据权利要求1所述的L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，其特征在于，所述单向流体导通机构包括凡尔座密封圈(4)、凡尔座(5)、凡尔密封圈(7)和凡尔(6)，所述凡尔座(5)套装在所述中心管(15)上，所述凡尔(6)安装在所述凡尔座(5)内，所述凡尔座密封圈(4)安装在所述凡尔座(5)与所述中心管(15)之间，所述凡尔密封圈(7)安装在所述凡尔(6)与所述中心管(15)之间，所述进液孔位于所述凡尔座密封圈(4)与所述凡尔(6)之间的所述中心管(15)管壁上；在所述胶筒总成(11)上端安装有胶筒上接头(10)，在所述胶筒总成(11)下端安装有胶筒下接头(12)；所述胶筒上接头(10)通过过度接头(9)与凡尔座(5)连接，所述过度接头(9)内台阶孔的台阶与所述凡尔(6)之间安装有复位弹簧(8)。

3.根据权利要求2所述的L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，其特征在于，所述中心管(15)上端丝扣连接有上接头(1)，所述凡尔座(5)通过连接头(3)与所述上接头(1)连接，所述连接头(3)与所述上接头(1)之间由解封剪钉(2)连接。

4.根据权利要求3所述的L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，其特征在于，所述胶筒下接头(12)与浮动接头(13)连接，在所述浮动接头(13)与所述中心管(15)之间安装有浮动接头密封圈(14)。

5.根据权利要求4所述的L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，其特征在于，所述盲堵机构包括盲堵座(17)、盲堵(18)和尾管(20)；所述中心管(15)下端丝扣连接有下接头(16)，所述盲堵座(17)安装在所述下接头(16)下端，所述盲堵(18)安装在所述盲堵座(17)内，所述盲堵座(17)下端安装有尾管(20)，所述盲堵(18)与所述盲堵座(17)之间由坐封剪钉(19)连接。

6.根据权利要求5所述的L型钻孔地面预注浆高压止浆装备，其特征在于，所述泄压槽(21)设置在所述浮动接头(13)与所述下接头(16)之间的所述中心管(15)外表面上。

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