CN109236227A - 可旋转式孔口封闭器 - Google Patents

Abstract

一种可旋转式孔口封闭器，其要点在于它包括外壳、灌浆杆、上压盖、骨架油封、卡环、滚动轴承、旋转动力、控制系统，外壳的内壁固定有垫圈，骨架油封装于垫圈的上表面，在骨架油封上方的外壳的内壁设计有与卡环相配合的卡环槽，滚动轴承固定于卡环的上方，外壳侧面设计有与中心孔相通的回浆口，回浆口位于垫圈的下方，控制系统与压力计电连接，控制系统与旋转动力电连接，灌浆杆与旋转动力连接，压力计的压力达到设定值，控制系统启动旋转动力带动灌浆杆旋转。本发明操作简单、施工轻便，功效高；在灌浆过程无需暂停灌浆机，无需打开孔口封闭器就能活动钻杆。可重复循环使用，降低了施工成本，有效地保证灌浆的顺利进行，从而保证灌浆质量。

Description

可旋转式孔口封闭器

技术领域

本发明属于钻孔技术，尤其适用于钻孔用的孔口封闭器。

背景技术

孔口封闭式灌浆施工流程如图1所示：按照设计要求使用制浆机配制水泥浆，制浆机5→搅拌桶51（搅拌避免水泥凝结）→灌浆泵52（对浆液加压，送浆）→进浆流量计53（对进浆管路内的水泥浆流量进行测量）→孔口封闭器1→灌浆孔2（浆液在孔内循环并对周围裂隙进行封填）→孔口封闭器1（回浆口）→压力计6（测量回浆压力）→高压阀61（调节压力）→回浆流量计62（对回浆管路内的水泥浆流量进行测量）→比重计63（对回浆浆液进行密度测量）→搅拌桶51（浆液进行循环）。设备管路布置图如图1所示。

现有孔口封闭器的结构如图2所示，由外壳20、上压盖21、中空的灌浆杆10、橡胶球18构成，外壳20为中空的管状结构，内壁固定有垫圈23，垫圈的轴向固定位与橡胶球的厚度相配合，橡胶球套在灌浆杆外进入外壳内孔，橡胶球的轴向深度受限于垫圈，当上压盖旋紧于外壳上时，上压盖轴向上压紧橡胶球，橡胶球径向变形，使灌浆杆、橡胶球、外壳之间连接紧密，对灌浆杆轴向起密封的作用，对回浆浆液进行密封，但这种结构也限制了灌浆杆的运动，外壳下端面具有法兰盘9，外壳在垫圈的下方的侧面具有与中心孔相通的回浆口8。使用时将法兰盘与灌浆孔连接，孔口封闭器在整个孔口封闭式灌浆当中起到“承上启下”的作用。它的灌浆杆连接灌浆管路，下端的法兰盘连接灌浆孔，封闭灌浆孔孔口，浆液由灌浆杆的内孔进入灌浆孔，使浆液在孔内带压循环，确保浆液对孔周围裂隙进行封堵。孔内循环后的浆液再通过孔口封闭器的回浆口8进入回浆管路。在灌浆施工中，由于水泥浆液的沉淀经常形成抱死钻杆的现象，俗称埋钻。遇到特殊地质及孔段，为避免埋钻，时常要活动灌浆杆，但上述橡胶球的密封限止了灌浆杆的自由度，要活动灌浆杆，必须暂停灌浆泵，打开封闭器上压盖才可活动灌浆杆，工序较为繁杂，很大程度上影响灌浆效果和质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有孔口封闭器存在的缺点，提供一种操作简单、能避免埋钻的可旋转式孔口封闭器。

本发明所采用的技术方案为一种可旋转式孔口封闭器，其要点在于它包括外壳、灌浆杆、上压盖、骨架油封、卡环、滚动轴承、旋转动力、控制系统，外壳的内壁固定有垫圈，骨架油封装于垫圈的上表面，在骨架油封上方的外壳的内壁设计有与卡环相配合的卡环槽，滚动轴承固定于卡环的上方，外壳侧面设计有与中心孔相通的回浆口，回浆口位于垫圈的下方，控制系统与压力计电连接，控制系统与旋转动力电连接，灌浆杆与旋转动力连接，压力计的压力达到设定值，控制系统启动旋转动力带动灌浆杆旋转。

本发明是在现有孔口封闭器的基础上进行改进，在灌浆杆上连接了旋转动力，并通过压力计中的压力作为控制旋转动力的指标，当压力增大到设定值，旋转动力启动，带动灌浆杆缓慢旋转，利用骨架油封代替橡胶球进行密封，用滚动轴承使灌浆杆在灌浆的同时能旋转，有效防止埋钻。

更优的设计为：外壳分为上壳、下壳两部分，由下封盖进行封闭连接，下壳的侧面设计有与中心孔相通的回浆口，在上壳中由上到下依次装有垫片、滚动轴承、卡环、骨架油封。

本发明将外壳分为上壳、下壳，上壳主要起密封灌浆杆及提供旋转功能，下壳主要起回浆作用，二者间通过下封盖进行封闭连接，有效防止下方的浆液进入上壳内。

在上壳中由上到下依次装有垫片、滚动轴承、卡环、轴承衬套、滚动轴承、垫片、卡环、骨架油封。

通过轴承衬套和其两侧的滚动轴承使灌浆杆轴向获得较好的支撑，旋转更加平稳。

在下封盖的下方固定有骨架油封。

灌浆杆的转速为20-90转/分钟。慢速转动能有效防止埋钻，又对骨架油封损害小。

旋转动力为钻机。可利用钻杆的冷却水道作为浆液的进入通道。

本发明是在现有孔口封闭器的基础上进行改进，在灌浆杆上连接了旋转动力，并通过压力计中的压力作为控制旋转动力的指标，当压力增大到设定值，旋转动力启动，带动灌浆杆缓慢旋转，利用骨架油封代替橡胶球进行密封，用滚动轴承使灌浆杆在灌浆的同时能旋转，有效防止埋钻。本发明操作简单、施工轻便，功效高；在灌浆过程无需暂停灌浆机，无需打开孔口封闭器就能活动钻杆。本专利可重复循环使用，降低了施工成本，减少了劳动力的强度，更有效地保证灌浆的顺利进行，从而保证灌浆质量。

附图说明

图1为孔口封闭式灌浆施工流程图

图2为现有孔口封闭器的结构示意图

图3本发明实施例1的结构示意图

图4为本发明实施例2的结构示意图

图5为本发明实施例3的结构示意图

其中：1孔口封闭器2灌浆孔3垫片 4轴承衬套 7下封盖 8回浆口 9法兰盘 10灌浆杆11骨架油封 12卡环 13滚动轴承 18橡胶球 20外壳 201上壳 202下壳 21上压盖 23垫圈30旋转动力 5制浆机51搅拌桶 52灌浆泵53进浆流量计6压力计61高压阀62回浆流量计63比重计。

具体实施方式

下面结合视图对本发明进行详细的描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1，如图3所示，一种可旋转式孔口封闭器，是在现有孔口封闭器的基础上进行改进，利用骨架油封代替橡胶球进行密封，用滚动轴承使灌浆杆在灌浆的同时能旋转，有效防止埋钻。具体如图3所示，它包括外壳20、灌浆杆10、上压盖21、骨架油封11、卡环12、滚动轴承13、旋转动力30、控制系统，外壳的内壁固定有垫圈23，骨架油封装于垫圈的上表面，在骨架油封上方的外壳的内壁设计有与卡环相配合的卡环槽，滚动轴承固定于卡环的上方，外壳侧面设计有与中心孔相通的回浆口8，回浆口位于垫圈23的下方，回浆口与压力计6相通，外壳最下端为法兰盘9。控制系统与压力计电连接，控制系统与旋转动力电连接，灌浆杆与旋转动力连接，压力计6的压力达到设定值，控制系统启动旋转动力带动灌浆杆旋转。灌浆杆的转速为20-90转/分钟。用钻杆来作为灌浆杆，利用钻杆的冷却水道作为浆液的进入通道。通过钻机来带动灌浆杆转动，当钻机的转速不符合要求时可通过调速器进行调速，使之符合要求。其余未述部分与现有技术相同。

实施例2，如图4所示，一种可旋转式孔口封闭器，它包括外壳20、灌浆杆10、上压盖21、骨架油封11、卡环12、滚动轴承13、旋转动力30、控制系统，外壳分为上壳201、下壳202两部分，由下封盖7连接于上壳201、下壳202之间，对二者进行封闭连接，下封盖的下方固定有骨架油封，有效防止下方的浆液进入上壳内。下壳主要起回浆作用，下壳的侧面设计有与中心孔相通的回浆口8，下壳的最下端为法兰盘9。上壳主要起密封灌浆杆及提供旋转功能，在上壳中由上到下依次装有垫片3、滚动轴承13、卡环12、两个骨架油封11。其余未述部分与实施例1相同。

实施例3，如图5所示，一种可旋转式孔口封闭器，它包括外壳20、灌浆杆10、上压盖21、骨架油封11、卡环12、滚动轴承13、旋转动力30、控制系统，外壳分为上壳201、下壳202两部分，由下封盖7连接于上壳201、下壳202之间，对二者进行封闭连接，下封盖的下方固定有骨架油封，有效防止下方的浆液进入上壳内。下壳主要起回浆作用，下壳的侧面设计有与中心孔相通的回浆口8，下壳的最下端为法兰盘9。上壳主要起密封灌浆杆及提供旋转功能，在上壳中由上到下依次装有垫片3、滚动轴承、卡环、轴承衬套4、滚动轴承、垫片、卡环、多个骨架油封。其余未述部分与实施例1相同。

Claims (7)

1.一种可旋转式孔口封闭器，其特征在于，它包括外壳、灌浆杆、上压盖、骨架油封（11）、卡环（12）、滚动轴承（13）、旋转动力、控制系统，外壳的内壁固定有垫圈，骨架油封装于垫圈的上表面，在骨架油封上方的外壳的内壁设计有与卡环相配合的卡环槽（5），滚动轴承固定于卡环的上方，外壳侧面设计有与中心孔相通的回浆口（8），回浆口位于垫圈的下方，控制系统与压力计电连接，控制系统与旋转动力电连接，灌浆杆与旋转动力连接，压力计的压力达到设定值，控制系统启动旋转动力带动灌浆杆旋转。

2.根据权利要求1所述的一种可旋转式孔口封闭器，其特征在于，所述外壳分为上壳（201）、下壳（202）两部分，由下封盖（7）进行封闭连接，下壳的侧面设计有与中心孔相通的回浆口（8），在上壳中由上到下依次装有垫片（3）、滚动轴承、卡环、骨架油封。

3.根据权利要求2所述的一种可旋转式孔口封闭器，其特征在于，在上壳中由上到下依次装有垫片（3）、滚动轴承、卡环、轴承衬套（4）、滚动轴承、垫片、卡环、骨架油封。

4.根据权利要求2所述的一种可旋转式孔口封闭器，其特征在于，在下封盖的下方固定有骨架油封。

5.根据权利要求1所述的一种可旋转式孔口封闭器，其特征在于，灌浆杆为钻杆。

6.根据权利要求1所述的一种可旋转式孔口封闭器，其特征在于，灌浆杆的转速为20-90转/分钟。

7.根据权利要求1所述的一种可旋转式孔口封闭器，其特征在于，旋转动力为钻机。