CN104632100A - 一种基于多条出渣管和注浆管的冲击成孔钻孔泥浆隔离装置 - Google Patents

一种基于多条出渣管和注浆管的冲击成孔钻孔泥浆隔离装置 Download PDF

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李少娜
赵振宇
张弢
张世娟
袁馨
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs

Abstract

本发明公开了一种基于多条出渣管和注浆管的冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，在钻孔距离孔底冲击钻头活动范围以上，设置一圆形钢板，钢板上部的孔内为粘性比较大和密度较大的泥浆，可以有效的保护孔壁，防治孔壁坍塌。而在钢板下部的孔内为粘性和密度较小的泥浆，在钻头再钢板下部的孔内冲击成孔时，可以减小泥浆阻力，提冲击成孔效率；在钢板上设置两个出渣口和进浆口，同时配套两个出渣管和进浆管，可以单独使用一个进渣口和一个进浆口，也可以两套同时使用；当钻孔中的泥浆的粘稠度过高，将其中一个出渣管堵塞时，可启用另一条出渣管对泥浆进行抽取，避免停工维修造成的损失。同时，当清水需求增大时，也可以启用另一条进浆管，也可以当其中一条损坏时作为备份使用。

Description

一种基于多条出渣管和注浆管的冲击成孔钻孔泥浆隔离装置
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种基于多条出渣管和注浆管的冲击成孔钻孔泥浆隔离装置。
背景技术
随着我国交通建设的快速发展，大部分公路建设在西部山区进行。在山区进行公路建设，桥梁占有很大比例，在对桥梁桥墩进行施工时，很多时候对桥墩桩基采用冲击成孔方式施工。采用冲击成孔方式施工时，为了保持孔壁稳定，防止孔壁坍塌，一般都采用泥浆护壁的方法进行。现在随着桥梁规模的不断扩大，桥墩的桩基础越来越深。在冲击成孔过程中，为了保护孔壁的稳定性，泥浆的粘度和重度越来越大，虽然在施工过程中保护了孔壁的稳定性，但是由于泥浆的粘性增大，钻头的在钻孔冲击时粘性阻力增大，为了克服泥浆的粘性阻力，钻头的冲击能量很大一部分消耗在泥浆中，造成孔底破碎岩石效率不高，钻进速度慢，成孔效率极其低下。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于多条出渣管和注浆管的冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，解决钻头在冲击成孔时在泥浆中阻力过大的问题，从而提高冲击成孔时的钻进效率。
一种基于多条出渣管和注浆管的冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，包括钢板、进浆管、出渣管、钢丝绳和钢丝绳布放机构，其中：
所述钢板为圆盘形，其直径小于钻孔直径，钢板圆心处设置穿绳孔；钢板上设置有两个出渣口和两个进浆口，其中一个出渣口和其中一个进浆口相对于钢板圆心对称，另一个出渣口和另一个进浆口相对于钢板圆心对称；在所述钢板边缘沿周向均匀设置有3个钢丝绳连接点；
所述钢丝绳布放机构有3个，均匀固定在钻孔边沿；钢板的三个钢丝绳连接点分别固定三条钢丝绳一端，钢丝绳另一端连接在钢丝绳布放机构上；起重机吊装所述钻头的钢丝绳从所述穿绳孔穿过，钢板被钢丝绳水平吊装在钻孔中的钻头上方；所述钢板的两个进浆口各连接一条进浆管，所述两个出渣口各连接一条出渣管；所述两条进浆管和两条出渣口的自由端设置在钻孔的边沿，其中，进浆管的自由端被泵入清水，出渣口的自由端设置抽泥浆的电动泵。
进一步的，还包括两个出浆管和两个进渣管，所述进浆口的下端连接所述出浆管一端，所述出渣口的下端连接所述进渣管一端；其中，所述出浆管的另一端接近钻头的上端，所述出渣口的另一端为喇叭口状。
较佳的，所述钢板的直径比钻孔直径小20cm；所述钢板的厚度为5mm～10mm；所述穿绳孔的直径为10cm；所述出渣口和进浆口的直径为20cm；所述出渣口中心和泥浆口中心与钢板1边缘距离均为30cm；所述钢丝绳连接点距钢板边缘20cm；所述的进渣管的喇叭口靠近钢板的下表面。
本发明具有如下有益效果：
本发明的隔离装置，在冲击成孔施工过程中，在钻孔距离孔底冲击钻头活动范围以上，设置一圆形钢板，钢板上部的孔内为粘性比较大和密度较大的泥浆，可以有效的保护孔壁，防治孔壁坍塌。而在钢板下部的孔内为粘性和密度较小的泥浆，在钻头再钢板下部的孔内冲击成孔时，可以减小泥浆阻力，提冲击成孔效率；在钢板上设置两个出渣口和进浆口，同时配套两个出渣管和进浆管，可以单独使用一个进渣口和一个进浆口，也可以两套同时使用，根据需要进行选择。当钻孔中的泥浆的粘稠度过高，将其中一个出渣管堵塞时，可启用另一条出渣管对泥浆进行抽取，避免停工维修造成的损失。同时，当清水需求增大时，也可以启用另一条进浆管，也可以当其中一条损坏时作为备份使用。
附图说明
图1为本发明中的冲击钻孔内结构的示意图；
图2为本发明中的钢板结构的示意图。
1-钢板，2-上部出渣管，3-进浆管，4-钢丝绳，5-上部泥浆，6-下部泥浆，7-钢丝绳连接点，8-出渣口，9-进浆口，10-穿绳孔，11-钢丝绳布放机构，12-钻头，13-起重机。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
当钻孔内泥浆粘稠度和密度较大而影响钻头12的冲击钻进效率时，先把连接冲击钻头钢丝绳穿过钢板上的穿绳孔10，连接冲击钻头把钻头放入孔中。再在钢板1上把钢板上的与钢丝绳连接点7与固定钢板的钢丝绳4连接起来，把出渣管2与钢板出口8连接并密封连接处，把进浆管3与钢板进泥浆口9连接并密封连接处。然后通过钢丝绳4把钢板放入孔中预定位置，为了减少放入时阻力，可把钢板1倾斜一定的角度放入。当钢板1放入预定位置后，对进浆管3上端泵入清水，通过出渣管2将钻孔内的泥浆抽出，如此，进浆管3泵入的清水将钢板1以下的泥浆进行置换，改变钢板1下部孔内泥浆的粘度和密度。这样，钢板1上部的泥浆由于保持较大的粘性和密度，从而保持孔壁的稳定，钢板1下部的泥浆的粘度和密度较小，减少冲击钻头12的运动阻力，提高钻进效率。
在钢板上设置两个出渣口和进浆口，同时配套两个出渣管和进浆管，可以单独使用一个进渣口和一个进浆口，也可以两套同时使用，根据需要进行选择。当钻孔中的泥浆的粘稠度过高，将其中一个出渣管堵塞时，可启用另一条出渣管对泥浆进行抽取，避免停工维修造成的损失。同时，当清水需求增大时，也可以启用另一条进浆管，也可以当其中一条损坏时作为备份使用。
本发明还在钢板下部设置了出浆管和进渣口，将进浆口的下端连接所出浆管一端，出渣口的下端连接进渣管一端；其中，所述出浆管的另一端接近钻头的上端，所述出渣口的另一端为喇叭口状，靠近钢板的下端面。当进浆管泵入清水后，由于出浆管的末端设置在接近钻头的位置，清水从钻孔的下部泵入；同时，出渣管设置在钢板下端面的位置，当出渣管连接的电动泵启动后，喇叭状的进渣口开始在钻孔的上部抽取泥浆，如此，清水在底部对泥浆形成向上的压力，提高泥浆的抽取效率，同时，避免在抽取泥浆时将清水也抽走。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于，包括钢板、进浆管、出渣管、钢丝绳和钢丝绳布放机构，其中：
所述钢板为圆盘形，其直径小于钻孔直径，钢板圆心处设置穿绳孔；钢板上设置有两个出渣口和两个进浆口，其中一个出渣口和其中一个进浆口相对于钢板圆心对称，另一个出渣口和另一个进浆口相对于钢板圆心对称；在所述钢板边缘沿周向均匀设置有3个钢丝绳连接点；
所述钢丝绳布放机构有3个，均匀固定在钻孔边沿；钢板的三个钢丝绳连接点分别固定三条钢丝绳一端，钢丝绳另一端连接在钢丝绳布放机构上；起重机吊装所述钻头的钢丝绳从所述穿绳孔穿过，钢板被钢丝绳水平吊装在钻孔中的钻头上方；所述钢板的两个进浆口各连接一条进浆管，所述两个出渣口各连接一条出渣管；所述两条进浆管和两条出渣口的自由端设置在钻孔的边沿，其中，进浆管的自由端被泵入清水，出渣口的自由端设置抽泥浆的电动泵。
2.如权利要求1所述的一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于，还包括两个出浆管和两个进渣管，所述进浆口的下端连接所述出浆管一端，所述出渣口的下端连接所述进渣管一端；其中，所述出浆管的另一端接近钻头的上端，所述出渣口的另一端为喇叭口状。
3.如权利要求2所述的一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于，所述钢板的直径比钻孔直径小20cm。
4.如权利要求2所述的一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于，所述钢板的厚度为5mm～10mm。
5.如权利要求2所述的一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于，所述穿绳孔的直径为10cm。
6.如权利要求2所述的一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于，所述出渣口和进浆口的直径为20cm。
7.如权利要求2所述的一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于，所述出渣口中心和泥浆口中心与钢板1边缘距离均为30cm。
8.如权利要求2所述的一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于，所述钢丝绳连接点距钢板边缘20cm。
9.如权利要求2所述的一种冲击成孔钻孔泥浆隔离装置，其特征在于：所述的进渣管的喇叭口靠近钢板的下表面。
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