CN105804690B - 地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地浸采铀钻孔建造工艺技术领域，具体涉及一种地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置，目的是解决现有本发明的目的是解决现有正向注水泥浆固井技术方法存在的水泥浆环厚度不均匀、环空内铁管易挤压损伤PVC管和裸孔直径较大的问题。其特征在于，它包括排水部件和挤压部件；挤压部件位于排水部件上方；挤压部件用于将水泥浆注入排水部件，挤压部件还用于挤压排水部件使得将水泥浆排出。将本发明用于逆向注水泥浆中，注水泥浆的铁管在PVC套管内，不在PVC套管外环空内，不会将PVC套管挤离裸孔中心线，故注水泥浆后形成的水泥环各向厚度均匀；PVC套管外环空内无铁管上下运动和侧向挤压PVC套管，故PVC套管不受损伤；PVC套管外不需要预留下铁管的空间，故可以减小裸孔的直径。

Description

地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置

技术领域

本发明涉及地浸采铀钻孔建造工艺技术领域，具体涉及一种地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置。

背景技术

地浸采铀钻孔是地浸采铀的核心工程。地浸采铀钻孔的建造程序大致是：一、自地面至地下矿层底部的地层中钻一个垂直的裸眼孔；二、在裸眼孔内逐根螺纹连接安装一套与裸眼孔深度等长的PVC套管，其中在PVC套管上对应于矿层的那一段装过滤管；三、在过滤管与裸眼孔之间环空内填砾石，在过滤管以上的PVC套管和裸眼孔之间的环空内注水泥浆固井。目前国内地浸矿山注水泥浆固井的方法全都是将一套铁管从PVC套管外的环空内插入到过滤管上方几米处，然后通过该套铁管将水泥浆用泵压注到PVC管外环空内固井，这种注水泥浆固井的方法称为正向注水泥浆固井，正向注水泥浆固井存在三个缺点：一、环空内的铁管将PVC套管挤离裸孔中心线位置，使得注浆形成的固井水泥环各向厚度不均匀，固井质量差；二、注浆用的铁管在狭窄的环空内上下运动容易挤压损伤PVC套管；三、为确保在环空内能下入铁管，需要有较大裸孔直径，裸孔直径大则钻孔费用高。

发明内容

本发明的目的是解决现有本发明的目的是解决现有正向注水泥浆固井技术方法存在的水泥浆环厚度不均匀、环空内铁管易挤压损伤PVC管和裸孔直径较大的问题，提供了一种固井质量高，不易损伤PVC套管，节约钻口孔成本的地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置。

本发明是这样实现的：

一种地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置，包括排水部件和挤压部件；挤压部件位于排水部件上方；挤压部件用于将水泥浆注入排水部件，挤压部件还用于挤压排水部件使得将水泥浆排出。

如上所述的排水部件包括外壳、阀挡圈、第一密封圈、阀套、第二密封圈、弹簧、弹簧座、出浆孔、泄压孔和柱塞；外壳整体为圆环形，下部外壁沿周向均布有三个出浆孔；阀挡圈2整体为圆环形，阀挡圈外径小于等于外壳1的内径；阀挡圈的外壁固定连接在外壳中部的内壁上；阀套整体为圆环形，阀套外径小于等于外壳的内径；阀套上端面与阀挡圈的下端面固定连接，外壁与外壳的内壁固定连接，并通过第一密封圈与外壳密封；阀套上部外壁沿周向均布有三个孔，孔的位置与出浆孔的位置相对应；弹簧座上部为圆柱体形，下部为圆锥体形，上部的外壁与阀套的内壁固定连接，下部的上端与阀套的下端固定连接；弹簧座沿轴线方向开有泄压孔；弹簧下端与弹簧座的上端固定连接；柱塞整体为圆柱体形，沿轴线方向开有进浆孔；柱塞的下端面与弹簧的上端固定连接，外壁通过第二密封圈与阀套密封，沿竖直方向上下运动；外壳、阀挡圈、阀套、弹簧、弹簧座和柱塞同轴。

如上所述的排水部件的外径为152mm，高度为354mm。

如上所述的挤压部件为注浆管头；注浆管头整体为中空的“铅笔”形，中部外壁上设置有两个梯形翼，两个梯形翼沿注浆管头轴线对称；梯形翼下方外壁上设置有O型密封圈；注浆管头中部外壁沿轴向均布有三个通水孔。

如上所述的挤压部件的外径为42mm，高度为250mm。

本发明的有益效果是：

本发明包括排水部件和挤压部件。将本发明用于逆向注水泥浆中，注水泥浆的铁管在PVC套管内，不在PVC套管外环空内，不会将PVC套管挤离裸孔中心线，故注水泥浆后形成的水泥环各向厚度均匀；PVC套管外环空内无铁管上下运动和侧向挤压PVC套管，故PVC套管不受损伤；PVC套管外不需要预留下铁管的空间，故可以减小裸孔的直径。

附图说明

图1是本发明的地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置的排水部件的主视剖视图；

图2是本发明的地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置的挤压部件的主视剖视；

图3是本发明的地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置的工作原理图。

其中：1.外壳，2.阀挡圈，3.第一密封圈，4.阀套，5.第二密封圈，6.弹簧，7.弹簧座，8.出浆孔，9.泄压孔，10.柱塞，11.注浆管头，12.通水孔，13.注浆管，14.PVC套管，15.裸孔，16.过滤管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

一种地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置，包括排水部件和挤压部件。挤压部件位于排水部件上方。挤压部件用于将水泥浆注入排水部件，挤压部件还用于挤压排水部件使得将水泥浆排出。

如图1所示，排水部件包括外壳1、阀挡圈2、第一密封圈3、阀套4、第二密封圈5、弹簧6、弹簧座7、出浆孔8、泄压孔9和柱塞10。外壳1整体为圆环形，下部外壁沿周向均布有三个出浆孔8。阀挡圈2整体为圆环形，阀挡圈2外径小于等于外壳1的内径。阀挡圈2的外壁固定连接在外壳1中部的内壁上。阀套4整体为圆环形，阀套4外径小于等于外壳1的内径。阀套4上端面与阀挡圈2的下端面固定连接，外壁与外壳1的内壁固定连接，并通过第一密封圈3与外壳1密封。阀套4上部外壁沿周向均布有三个孔，孔的位置与出浆孔8的位置相对应。弹簧座7上部为圆柱体形，下部为圆锥体形，上部的外壁与阀套4的内壁固定连接，下部的上端与阀套4的下端固定连接。弹簧座7沿轴线方向开有泄压孔9。弹簧6下端与弹簧座7的上端固定连接。柱塞10整体为圆柱体形，沿轴线方向开有进浆孔。柱塞10的下端面与弹簧6的上端固定连接，外壁通过第二密封圈5与阀套4密封，沿竖直方向上下运动。外壳1、阀挡圈2、阀套4、弹簧6、弹簧座7和柱塞10同轴。

排水部件的外径为152mm，高度为354mm。

如图2所示，挤压部件为注浆管头11。注浆管头11整体为中空的“铅笔”形，中部外壁上设置有两个梯形翼，两个梯形翼沿注浆管头11轴线对称。梯形翼下方外壁上设置有O型密封圈。注浆管头11中部外壁沿轴向均布有三个通水孔12。

挤压部件的外径为42mm，高度为250mm。

如图3所示，工作时，将排水部件安装在过滤管16上端，将PVC套管14安装在排水部件上端，将挤压部件安装在注浆管13的下端。注浆管13伸入PVC套管14后下压，带动挤压部件推动排水部件的柱塞10向下运动，弹簧6被压缩，挤压部件插入阀套4内部。此时，通水孔12与出浆孔8相连通。通过泵将水泥浆经高压软管注入注浆管13，从通水孔12和出浆孔8注入到PVC套管14外部。注浆完毕后，向上提起注浆管13，弹簧6推动柱塞10复位，出浆孔8被柱塞10堵死，PVC套管14内外通路被切断，处于PVC套管14和裸孔15之间外环空中的水泥浆无法向PVC套管14回流。

本发明包括排水部件和挤压部件。将本发明用于逆向注水泥浆中，注水泥浆的铁管12在PVC套管14内，不在PVC套管14外环空内，不会将PVC套管14挤离裸孔14中心线，故注水泥浆后形成的水泥环各向厚度均匀；PVC套管14外环空内无铁管上下运动和侧向挤压PVC套管14，故PVC套管14不受损伤；PVC套管14外不需要预留下铁管的空间，故可以减小裸孔15的直径。

Claims (4)

1.一种地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置，其特征在于：它包括排水部件和挤压部件；挤压部件位于排水部件上方；挤压部件用于将水泥浆注入排水部件，挤压部件还用于挤压排水部件使得将水泥浆排出；

所述的排水部件包括外壳(1)、阀挡圈(2)、第一密封圈(3)、阀套(4)、第二密封圈(5)、弹簧(6)、弹簧座(7)、出浆孔(8)、泄压孔(9)和柱塞(10)；外壳(1)整体为圆环形，下部外壁沿周向均布有三个出浆孔(8)；阀挡圈整体为圆环形，阀挡圈(2)外径小于等于外壳的内径；阀挡圈(2)的外壁固定连接在外壳(1)中部的内壁上；阀套(4)整体为圆环形，阀套(4)外径小于等于外壳(1)的内径；阀套(4)上端面与阀挡圈(2)的下端面固定连接，外壁与外壳(1)的内壁固定连接，并通过第一密封圈(3)与外壳(1)密封；阀套(4)上部外壁沿周向均布有三个孔，孔的位置与出浆孔(8)的位置相对应；弹簧座(7)上部为圆柱体形，下部为圆锥体形，上部的外壁与阀套(4)的内壁固定连接，下部的上端与阀套(4)的下端固定连接；弹簧座(7)沿轴线方向开有泄压孔(9)；弹簧(6)下端与弹簧座(7)的上端固定连接；柱塞(10)整体为圆柱体形，沿轴线方向开有进浆孔；柱塞(10)的下端面与弹簧(6)的上端固定连接，外壁通过第二密封圈(5)与阀套(4)密封，柱塞(10)沿竖直方向上下运动；外壳(1)、阀挡圈(2)、阀套(4)、弹簧(6)、弹簧座(7)和柱塞(10)同轴。

2.根据权利要求1所述的地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置，其特征在于：所述的排水部件的外径为152mm，高度为354mm。

3.根据权利要求1所述的地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置，其特征在于：所述的挤压部件为注浆管头(11)；注浆管头(11)整体为中空的“铅笔”形，中部外壁上设置有两个梯形翼，两个梯形翼沿注浆管头(11)轴线对称；梯形翼下方外壁上设置有O型密封圈；注浆管头(11)中部外壁沿轴向均布有三个通水孔(12)。

4.根据权利要求1所述的地浸工艺钻孔逆向注水泥浆装置，其特征在于：所述的挤压部件的外径为42mm，高度为250mm。