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