CN110984904B - 一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法 - Google Patents
一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110984904B CN110984904B CN201911035977.6A CN201911035977A CN110984904B CN 110984904 B CN110984904 B CN 110984904B CN 201911035977 A CN201911035977 A CN 201911035977A CN 110984904 B CN110984904 B CN 110984904B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- liquid injection
- wall
- section
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 166
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 161
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 161
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 20
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims description 19
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
本发明公开了一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法,所述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置为内外双层的分段式注液导管,包括内管和外管,内管和外管均包括至少两段,至少两段内管相互拼接,至少两段外管相互拼接,内管设置于外管的内部。本发明提供的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法保证在灌输浆液时可在压力支撑下脱落,级管内的浆液能够及时通过注液孔渗入到钻孔及扩散裂缝范围。本发明所提出的装置及其方法操作简便、可靠性大、工作效率高,施工质量高、省时省力、能够降低成本等有益效果。
Description
技术领域
本发明属于复杂裂隙岩体注液的技术领域,具体涉及一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法,尤其涉及一种针对复杂裂隙岩体难注工程的气压式分隔高压注液装置及其方法,以实现在采矿工程、石油工程、建筑工程等涉及注液密封、加固、压裂等的有效实施。
背景技术
在采矿工程中,在地质含水层、老空积水、地上河流等条件下,受断层及岩体中裂缝的影响,极易发生渗水、突水事故;在石油工程中钻井的稳定性依赖于固井注浆技术,决定了石油钻探的稳定性,同时压裂液和支撑剂在缝网中的扩散运移决定了产量;在建筑工程中,建筑体受扰动影响后容易产生壁面裂纹,损伤建筑体稳定性。因此注液在岩土体工程中发挥着重要作用,但是由于裂隙岩体的复杂条件,使得浆液在灌输过程中并不能达到预定的扩散范围,受裂缝地质几何条件的限制。造成跑浆、漏液等事故,直接影响工程施工质量,造成材料浪费等问题。
如当前在注浆工程时,并未及时考虑岩体裂缝的复杂性,而是依照传统手段打钻孔后实施注浆,若注浆失败则换钻孔重新灌输,但是注浆效果往往不能达到预期,严重制约着注浆工程的进度和质量。
因此,为提高注液工程质量、减少材料浪费,提高工作效率,并且在现场中实施简单操作,迫切需要一种有效的注液设备和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法,在岩土体注液工程中实现分隔注液,防止发生跑浆、漏液事故,减少材料的浪费,降低注液成本简化注液工序,提高注液质量及工作效率。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:
一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置,所述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置为内外双层的分段式注液导管,包括内管3和外管4,内管3和外管4均包括至少两段,至少两段内管3相互拼接,至少两段外管4相互拼接,内管3设置于外管4的内部;其中,
在每段内管3的管壁端面上沿轴向方向留设有至少1个螺栓孔8,每段内管3的螺栓孔8留设在相同位置,且尺寸相同,螺栓孔8沿轴向方向贯穿内管3的管壁,通过与各段内管3的螺栓孔8匹配的螺栓8-1将各段内管3连接;在每段内管3的管壁上,沿径向方向开设有多个内注液孔7,多个内注液孔7沿内管3的周向方向均匀分布;每段内管3的管壁中部外侧沿周向设置T形凸起12-2;
在每段内管3的一端端面上设置有凹槽11-1,另一端端面上设置与凹槽11-1相匹配的凸起11-2,凹槽11-1和/或凸起11-2表面设置有密封垫圈11-3,在各段内管3衔接时,起到阻隔密封的作用;
所述的外管4设置有至少两段,至少两段外管4之间的连接方式与至少两段内管3之间的连接方式相同;各段外管4的两端面与内管3的端面相同,设置有凹槽和凸起,但在壁面内布置螺栓固定,使得各段外管4之间不能旋转;
所述的外管4的管内径与内管3的管外径相匹配,且长度相同,使得每段内管3套于每段外管4内部,内管3的外壁与外管4的内壁相贴合,且可在外管4中转动;所述的外管4的内壁沿周向设置有与内管3的T形凸起12-2相匹配的T形凹槽12-1,T形凸起12-2容纳于T形凹槽12-1中,T形凹槽12-1的开口处设置有密封橡胶12-3;
在所述的外管4的管壁上,沿径向方向开设有多个外注液孔6,多个外注液孔6沿外管4的周向方向均匀分布,且外注液孔6在外管4的径向截面位置、角度与内注液孔7在内管3的径向截面位置、角度相同,相对于外管4转动内管3使得各外注液孔6与各内注液孔7位置相对应时,外注液孔6与内注液孔7连通,实现输液;或位置相交错时,外注液孔6与内注液孔7不连通,进而实现分段注液;
每段所述的外管4沿轴向贯穿其管壁设置有通孔,且外管4的管壁沿径向方向开设有与该通孔连通的至少一个导通孔,在外管的外壁设置导通孔处设置有导气接头9-1,各段外管4的通孔位置相对应,且拼接后该通孔内部用于布置导气管9;
所述的气囊5包括气囊外壁5-1和气囊内壁5-2,每个气囊5的两端端部粘接与外管4的外壁上,中部不粘接,导气接头9-1远离外管4的一端位于气囊外壁5-1和气囊内壁5-2之间;气体依次通过导气管9、导气管9上的开孔、外管4的导通孔及导气接头9-1,进入外管4的外部的气囊5中,使气囊5充气,以阻塞钻孔2的壁面。
进一步地,每段所述的内管3轴向方向设置3组内注液孔,每组在壁面周向上布置3-4个内注液孔7,相应地,每段外管4轴向方向设置3组外注液孔,每组在轴向壁面上布置3-4个外注液孔6。
进一步地,所述的导气接头9-1的长度为1cm~2cm,导气接头9材质为塑料软体;所述的导气管9的管直径为1mm-5mm。
进一步地,所述的气囊5的壁的强度满足充气气压1MPa-3MPa,且在内注液孔7、外注液孔6的灌输浆液达到设计压力后,粘接处与外管4剥离,从而实现液体流动。
另一方面,本发明提供了一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液方法,所述的方法采用上述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置,所述的方法包括步骤:
步骤1)根据裂隙岩体1测定的裂隙几何参数、分布状态,布置注液钻孔2,设计注液导管长度、孔径,包括内管3和外管4,确定内管3分段的标准;
步骤2)嵌套各段内管3的凹槽11-1、凸起11-2,同时插入螺栓8-1将各段内管3组装连接,各段外管4采用相同方式组装连接,将内管3套入外管4中,同时使得底端部位的内注液孔7与外注液孔6相互对齐,且其他内管3和外管4的注液孔相互交错,记录各段注液孔相对位置;
步骤3)将气囊5利用气囊粘接片10粘接在除底端外的外管4壁面,并保持松弛状态,将整个注液导管插入钻孔2内,并安装输液系统13,利用连通管14与注液导管连接,随后利用导气管9向距离底端导管最近的气囊5内充入气体,保持特定压力紧贴于钻孔2内壁;
步骤4)向注液导管内注入液体,通过内注液孔7和外注液孔6扩散至特定位置的裂缝内,达到指定的注液参数后,停止注液,上移螺栓8-1以剥离底端内管3,在外部转动内管3,内管3、外管4的T形槽12-1、T形凸起12-2、密封橡胶12-3实现旋转内管3并密闭,使得阶段内的注液孔一致,并充入速凝剂封堵底端注液导管;
步骤5)排除气囊5气体后,同时封堵此时的最下端的导气管9并向其上阶段内的气囊5充入气体,保持一定压力紧贴于钻孔2内壁,并重复步骤4);
步骤6)直至全部导管、岩体裂缝注液完毕,回收最后一段内管,其余导管浇筑于岩体内部,拆除导气管9、注液系统13及连通管14,清洗设备。
本发明的效果和益处是:
本发明提供的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法保证在灌输浆液时可在压力支撑下脱落,级管内的浆液能够及时通过注液孔渗入到钻孔及扩散裂缝范围。综上所述,本发明所提出的装置及其方法操作简便、可靠性大、工作效率高,施工质量高、省时省力、能够降低成本等有益效果。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置的整体结构示意图;
图2A为本发明实施例中提供的一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置的注液导管示意图;
图2B为图2A中A处放大图;
图3A和图3B为本发明实施例中提供的一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置的注液导管轴向切面图;其中图3A为:注液导管-螺栓与注液孔轴向切面图;图3B为:注液导管-导气管轴向切面图。
图4A和图4B为本发明实施例中提供的一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置的内管衔接剖面图,图4A为内管的一端面;图4B为内管的另一端面;
图5A和图5B为本发明实施例中提供的一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置的内、外管衔接剖面图;其中图5A为外管;图5B为内管。
图中:1裂隙岩体;2钻孔;3内管;4外管;5气囊;5-1气囊外壁;5-2气囊内壁;6外注液孔;7内注液孔;8螺栓孔;8-1螺栓;9导气管;9-1:导气接头;10气囊粘接片;11-1凹槽;11-2凸起;11-3密封垫圈;12-1T形凹槽;12-2T形凸起;12-3密封橡胶;13输液系统;14连通管。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案,进一步说明本发明的具体实施方式。
应当了解,所附附图并非按比例地绘制,而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在所附多个附图中,同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
图1为本发明实施例中提供的一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置的整体结构示意图。参见图1,在本实施例中,复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置为内外双层的分段式注液导管,包括内管3和外管4,内管3和外管4均包括至少两段,至少两段内管3相互拼接,至少两段外管4相互拼接,内管3设置于外管4的内部。
图2A为本发明实施例中提供的一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置的注液导管示意图;图2B为图2A中A处放大图;图3A和图3B为注液导管轴向切面图;图4A和图4B为内管衔接剖面图;图5A和图5B为内、外管衔接剖面图。参见图1至图5B,在本实施例中,所述的内管3的管内径可依据工程实际情况设定,在每段内管3的管壁端面上沿轴向方向留设有至少1个螺栓孔8,在本实施例中设置有2个螺栓孔8。并且,每段内管3的螺栓孔8留设在相同位置,且尺寸相同,且螺栓孔8沿轴向方向贯穿内管3的管壁,从而通过与各段内管3的螺栓孔8匹配的螺栓8-1将各段内管3连接,通过螺栓8-1连接的内管3,实现各段内管3的同时转动,同时,通过调整螺栓8-1所连接内管3的数量,实现特定数量内管3的转动。
具体地,各段内管3利用螺栓8-1固定,根据实际工程要求确定分段内管3数量后,借助外部机械或者人力转动螺栓8-1,以调整螺栓8-1所连接的内管的数量,将螺栓8-1脱离无需转动的分段内管3,实现内管3的分段转动。具体地,内管3的管壁为厚度满足强度要求的钢铁材质。
具体地,螺栓孔8按照分段标准、旋转需求进行设定,孔径均保持一致。保证螺栓8-1的安装与卸载均方便快捷,并且适用于岩体的注液要求。
每段内管3的管壁上,沿径向方向开设有多个内注液孔7,多个内注液孔7沿内管3的周向方向均匀分布;每段内管3的管壁中部外侧沿周向设置T形凸起12-2。
如图4A和图4B所示,在一个优选的实施方案中,每段内管3的一端端面上设置有凹槽11-1,另一端端面上设置与凹槽11-1相匹配的凸起11-2,凹槽11-1和/或凸起11-2表面设置有密封垫圈11-3,从而实现在各段内管3衔接时,起到阻隔密封的作用,能够保证在注入时浆液不会在级管间的裂缝中渗出并不会阻塞螺栓和妨碍壁面旋转。
为保证注液导管制造方便,外管4设置有至少两段,至少两段外管4之间的连接方式与至少两段内管3之间的连接方式相同;且为保证密封性,各段外管4的两端面与内管3的端面相同,设置有凹槽和凸起,但在壁面内布置螺栓固定,使得各段外管4之间不旋转。
外管4的管内径与内管3的管外径相匹配,且长度相同,使得每段内管3套于每段外管4内部,内管3的外壁与外管4的内壁相贴合,且可在外管4中转动。外管4的内壁沿周向设置有与内管3的T形凸起12-2相匹配的T形凹槽12-1,T形凸起12-2容纳于T形凹槽12-1中,T形凹槽12-1的开口处设置有密封橡胶12-3,其能够保证在注入时浆液不会渗入到内外管间的管缝内,避免产生旋转困难,防止发生渗漏而憋压失败。
在外管4的管壁上,沿径向方向开设有多个外注液孔6,多个外注液孔6沿外管4的周向方向均匀分布,且外注液孔6在外管4的径向截面位置、角度与内注液孔7在内管3的径向截面位置、角度相同,从而相对于外管4转动内管3使得各外注液孔6与内注液孔7位置相对应时,外注液孔6与内注液孔7连通,实现输液,或位置相交错时,外注液孔6与内注液孔7不连通,进而实现分段注液。
在一个具体的实施方案中,每段内管3轴向方向设置3组内注液孔,每组在壁面周向上布置3-4个内注液孔7,相应地,每段外管4轴向方向设置3组外注液孔,每组在壁面周向上布置3-4个外注液孔6,孔径需满足注液渗透扩散要求。
每段外管4沿轴向贯穿其管壁设置有通孔,且外管4的管壁沿径向方向开设有与该通孔连通的至少一个导通孔,在外管的外壁导通孔处设置导气接头9-1,具体地,导气接头9-1的长度为1cm~2cm,导气接头9材质为塑料软体。各段外管4的通孔位置相对应,且拼接后该通孔内部用于布置导气管9,导气管9的管直径为1mm-5mm。
每段外管4的外壁均粘接有气囊5,每段外管4的导气接头9-1与气囊5相连接。具体地,气囊5包括气囊外壁5-1和气囊内壁5-2,每个气囊5的两端端部粘接与外管4的外壁上(例如,通过气囊粘接片10),中部不粘接,导气接头9-1远离外管4的一端位于气囊外壁5-1和气囊内壁5-2之间。气体依次通过导气管9、导气管9上的开孔、外管4的导通孔及导气接头9-1,进入外管4的外部的气囊5中,使气囊5充气,充满气体阻塞钻孔2的壁面。
具体地,气囊5的壁的强度满足充气气压1MPa-3MPa,且在内注液孔7、外注液孔6的灌输浆液达到设计压力后,粘接处可与外管4剥离,从而实现液体流动。保证在注液压力下能够与导气接头9-1分离,并在外管上脱落以不妨碍浆液扩散,同时为保证效果实施中可利用钩子等将其划破剥离。
具体地,气囊5内的特定压力,需要依据裂隙岩体1强度进行设定,小于岩体变形强度,保证钻孔下级管注液范围内的扩散范围密封,同时又不会对岩体产生损伤破坏。
具体地,外管4的管壁为厚度满足强度要求的钢铁材质。
使用上述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置时,具体实施步骤如下:
(1)根据裂隙岩体1测定的裂隙几何参数、分布状态,布置注液钻孔2,设计注液导管(内管3、外管4)长度、孔径,确定内管3分段的标准;
(2)嵌套各段内管3的凹槽11-1、凸起11-2,同时插入螺栓8-1将各段内管3组装连接,各段外管4采用相同方式组装连接,将内管3套入外管4中,同时保证底端部位的内注液孔7与外注液孔6相互对齐,且其他内管3和外管4的注液孔相互交错,记录各段注液孔相对位置;
(3)将气囊5利用气囊粘接片10粘接在除底端外的外管4壁面,并保持松弛状态,将整个注液导管插入钻孔2内,并安装输液系统13利用连通管14与注液导管连接,随后利用导气管9向距离底端导管最近的气囊5内充入气体,保持特定压力紧贴于钻孔2内壁;
(4)向注液导管内注入液体,通过注液孔(内注液孔7和外注液孔6)扩散至特定位置的裂缝内,达到指定的注液参数后,停止注液,上移螺栓8-1以剥离底端内管3,在外部转动内管3,内管3、外管4的T形槽12-1、T形凸起12-2、密封橡胶12-3实现旋转内管3并密闭,使得阶段内的注液孔一致,并充入速凝剂封堵底端注液导管;
(5)排除气囊5气体后,同时封堵此时的最下端的导气管9并向其上阶段内的气囊5充入气体,保持一定压力紧贴于钻孔2内壁,并重复步骤(4);
(6)直至全部导管、岩体裂缝注液完毕,回收最后一段内管,其余导管浇筑于岩体内部,拆除导气管9、注液系统13及连通管14,清洗设备。
以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案,并不想要成为毫无遗漏的,也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然,本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。
Claims (6)
1.一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置,其特征在于,所述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置为内外双层的分段式注液导管,包括内管(3)和外管(4),内管(3)和外管(4)均包括至少两段,至少两段内管(3)相互拼接,至少两段外管(4)相互拼接,内管(3)设置于外管(4)的内部;其中,
在每段内管(3)的管壁端面上沿轴向方向留设有至少1个螺栓孔(8),每段内管(3)的螺栓孔(8)留设在相同位置,且尺寸相同,螺栓孔(8)沿轴向方向贯穿内管(3)的管壁,通过与各段内管(3)的螺栓孔(8)匹配的螺栓A(8-1)将各段内管(3)连接;在每段内管(3)的管壁上,沿径向方向开设有多个内注液孔(7),多个内注液孔(7)沿内管(3)的周向方向均匀分布;每段内管(3)的管壁中部外侧沿周向设置T形凸起(12-2);
在每段内管(3)的一端端面上设置有凹槽(11-1),另一端端面上设置与凹槽(11-1)相匹配的凸起(11-2),凹槽(11-1)和/或凸起(11-2)表面设置有密封垫圈(11-3),在各段内管(3)衔接时,起到阻隔密封的作用;
所述的外管(4)设置有至少两段,至少两段外管(4)之间的连接方式与至少两段内管(3)之间的连接方式相同;各段外管(4)的两端面与内管(3)的端面相同,设置有凹槽和凸起,但在壁面内布置螺栓B固定,使得各段外管(4)之间不能旋转;
所述的外管(4)的管内径与内管(3)的管外径相匹配,且长度相同,使得每段内管(3)套于每段外管(4)内部,内管(3)的外壁与外管(4)的内壁相贴合,且可在外管(4)中转动;所述的外管(4)的内壁沿周向设置有与内管(3)的T形凸起(12-2)相匹配的T形凹槽(12-1),T形凸起(12-2)容纳于T形凹槽(12-1)中,T形凹槽(12-1)的开口处设置有密封橡胶(12-3);
在所述的外管(4)的管壁上,沿径向方向开设有多个外注液孔(6),多个外注液孔(6)沿外管(4)的周向方向均匀分布,且外注液孔(6)在外管(4)的径向截面位置、角度与内注液孔(7)在内管(3)的径向截面位置、角度相同,相对于外管(4)转动内管(3)使得各外注液孔(6)与各内注液孔(7)位置相对应时,外注液孔(6)与内注液孔(7)连通,实现输液;或位置相交错时,外注液孔(6)与内注液孔(7)不连通,进而实现分段注液;
每段所述的外管(4)沿轴向贯穿其管壁设置有通孔,且外管(4)的管壁沿径向方向开设有与该通孔连通的至少一个导通孔,在外管的外壁设置导通孔处设置有导气接头(9-1),各段外管(4)的通孔位置相对应,且拼接后该通孔内部用于布置导气管(9);
气囊(5)包括气囊外壁(5-1)和气囊内壁(5-2),每个气囊(5)的两端端部粘接与外管(4)的外壁上,中部不粘接,导气接头(9-1)远离外管(4)的一端位于气囊外壁(5-1)和气囊内壁(5-2)之间;气体依次通过导气管(9)、导气管(9)上的开孔、外管(4)的导通孔及导气接头(9-1),进入外管(4)的外部的气囊(5)中,使气囊(5)充气,以阻塞钻孔(2)的壁面。
2.根据权利要求1所述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置,其特征在于,每段所述的内管(3)轴向方向设置3组内注液孔,每组在壁面周向上布置3-4个内注液孔(7),相应地,每段外管(4)轴向方向设置3组外注液孔,每组在壁面周向上布置3-4个外注液孔(6)。
3.根据权利要求1或2所述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置,其特征在于,所述的导气接头(9-1)的长度为1cm~2cm,导气接头(9-1)材质为塑料软体;所述的导气管(9)的管直径为1mm-5mm。
4.根据权利要求1或2所述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置,其特征在于,所述的气囊(5)的壁的强度满足充气气压1MPa-3MPa,且在内注液孔(7)、外注液孔(6)的灌输浆液达到设计压力后,粘接处与外管(4)剥离,从而实现液体流动。
5.根据权利要求3所述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置,其特征在于,所述的气囊(5)的壁的强度满足充气气压1MPa-3MPa,且在内注液孔(7)、外注液孔(6)的灌输浆液达到设计压力后,粘接处与外管(4)剥离,从而实现液体流动。
6.一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液方法,其特征在于,所述的方法采用如权利要求1至5中任一项所述的复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置,所述的方法包括步骤:
步骤1)根据裂隙岩体(1)测定的裂隙几何参数、分布状态,布置注液钻孔(2),设计注液导管长度、孔径,包括内管(3)和外管(4),确定内管(3)分段的标准;
步骤2)嵌套各段内管(3)的凹槽(11-1)、凸起(11-2),同时插入螺栓A(8-1)将各段内管(3)组装连接,各段外管(4)采用相同方式组装连接,将内管(3)套入外管(4)中,同时使得底端部位的内注液孔(7)与外注液孔(6)相互对齐,且其他内管(3)和外管(4)的注液孔相互交错,记录各段注液孔相对位置;
步骤3)将气囊(5)利用气囊粘接片(10)粘接在除底端外的外管(4)壁面,并保持松弛状态,将整个注液导管插入钻孔(2)内,并安装输液系统(13),利用连通管(14)与注液导管连接,随后利用导气管(9)向距离底端导管最近的气囊(5)内充入气体,保持特定压力紧贴于钻孔(2)内壁;
步骤4)向注液导管内注入液体,通过内注液孔(7)和外注液孔(6)扩散至特定位置的裂缝内,达到指定的注液参数后,停止注液,上移螺栓A(8-1)以剥离底端内管(3),在外部转动内管(3),内管(3)、外管(4)的T形槽(12-1)、T形凸起(12-2)、密封橡胶(12-3)实现旋转内管(3)并密闭,使得阶段内的注液孔一致,并充入速凝剂封堵底端注液导管;
步骤5)排除气囊(5)气体后,同时封堵此时的最下端的导气管(9)并向其上阶段内的气囊(5)充入气体,保持一定压力紧贴于钻孔(2)内壁,并重复步骤4);
步骤6)直至全部导管、岩体裂缝注液完毕,回收最后一段内管,其余导管浇筑于岩体内部,拆除导气管(9)、输液系统(13)及连通管(14),清洗设备。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911035977.6A CN110984904B (zh) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | 一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911035977.6A CN110984904B (zh) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | 一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110984904A CN110984904A (zh) | 2020-04-10 |
CN110984904B true CN110984904B (zh) | 2021-06-18 |
Family
ID=70082571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911035977.6A Active CN110984904B (zh) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | 一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110984904B (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2089521U (zh) * | 1991-04-18 | 1991-11-27 | 大庆石油管理局采油工艺研究所 | 用于油田的封堵装置 |
EP0639689A2 (en) * | 1993-08-17 | 1995-02-22 | Halliburton Company | Multiple stage well cementing apparatus |
CN102071902A (zh) * | 2010-11-17 | 2011-05-25 | 东营市友佳石油机械有限公司 | 水平井免钻注水泥装置 |
CN102108697A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-06-29 | 崔开华 | 钻探压水试验/灌浆装置 |
CN102606107A (zh) * | 2011-01-21 | 2012-07-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种半程注水泥完井管柱及其方法 |
CN103195388A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-07-10 | 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司 | 两堵封孔器以及封堵注浆方法 |
CN203097814U (zh) * | 2013-03-11 | 2013-07-31 | 李海贵 | 固定式气囊封孔器 |
CN105696599A (zh) * | 2016-02-06 | 2016-06-22 | 北京市勘察设计研究院有限公司 | 一种通过利用气囊封堵装置的加压注浆方法 |
CN205858264U (zh) * | 2016-05-19 | 2017-01-04 | 神华集团有限责任公司 | 一种用于钻孔的封孔装置 |
CN207905824U (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-25 | 中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司 | 一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件 |
-
2019
- 2019-10-29 CN CN201911035977.6A patent/CN110984904B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2089521U (zh) * | 1991-04-18 | 1991-11-27 | 大庆石油管理局采油工艺研究所 | 用于油田的封堵装置 |
EP0639689A2 (en) * | 1993-08-17 | 1995-02-22 | Halliburton Company | Multiple stage well cementing apparatus |
CN102108697A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-06-29 | 崔开华 | 钻探压水试验/灌浆装置 |
CN102071902A (zh) * | 2010-11-17 | 2011-05-25 | 东营市友佳石油机械有限公司 | 水平井免钻注水泥装置 |
CN102606107A (zh) * | 2011-01-21 | 2012-07-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种半程注水泥完井管柱及其方法 |
CN203097814U (zh) * | 2013-03-11 | 2013-07-31 | 李海贵 | 固定式气囊封孔器 |
CN103195388A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-07-10 | 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司 | 两堵封孔器以及封堵注浆方法 |
CN105696599A (zh) * | 2016-02-06 | 2016-06-22 | 北京市勘察设计研究院有限公司 | 一种通过利用气囊封堵装置的加压注浆方法 |
CN205858264U (zh) * | 2016-05-19 | 2017-01-04 | 神华集团有限责任公司 | 一种用于钻孔的封孔装置 |
CN207905824U (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-25 | 中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司 | 一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于等效离散裂隙网络的三维裂隙岩体渗流模型;何忱等;《岩石力学与工程学报》;20190430;第38卷;2748-2758 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110984904A (zh) | 2020-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110259383B (zh) | 一种前进式钻注一体装置及使用方法 | |
CN101050696A (zh) | 囊袋式注浆封孔装置及其封孔方法 | |
US9822632B2 (en) | Method of pressure testing a plugged well | |
CN110344805B (zh) | 一种井下钻孔定向压裂装置及方法 | |
CN111156032B (zh) | 一种注浆管内插型钢注浆加固既有地铁隧道结构及方法 | |
CN108590644A (zh) | 大口径试验井分层抽水试验装置及分层抽水器 | |
CN216381316U (zh) | 瓦斯抽采封孔装置 | |
CN110984904B (zh) | 一种复杂裂隙岩体气压式分隔高压注液装置及其方法 | |
WO2023077958A1 (zh) | 应用于裂缝性油气井的同心注采管、中心管柱及完井结构 | |
CN208168867U (zh) | 大口径试验井分层抽水试验装置及分层抽水器 | |
CN110529155A (zh) | 一种钻头止浆钻杆分段后退式注浆方法 | |
CN114183093A (zh) | 一种钻孔分次分段分时注浆封孔装置及方法 | |
KR20110093355A (ko) | 구조용 강관 동시주입 그라우팅장치 및 이를 이용한 터널 보강공법 | |
CN110761734B (zh) | 一种高瓦斯松软煤层钻孔用密封装置的密封方法 | |
CN112922562B (zh) | 一种多功能瓦斯抽采封孔方法 | |
CN102926697B (zh) | 孔口封堵装置、瓦斯抽采系统及孔口封堵方法 | |
CN216406771U (zh) | 一种采用爆破阀环形孔封堵补注多功能瓦斯抽釆封孔装置 | |
CN113266302B (zh) | 一种双液注浆封孔器 | |
CN110617380A (zh) | 一种注浆内衬的管道修复装置及其修复方法 | |
CN112922612A (zh) | 一种盾构机始发洞门密封止水装置及其施工方法 | |
CN113738301B (zh) | 井下煤层注气钻孔封孔装置及驱替钻孔封孔方法 | |
CN219431808U (zh) | 一种两堵两注实时保压封孔系统 | |
CN217681767U (zh) | 自密封管片结构、管片封闭环 | |
CN114108747B (zh) | 一种地下抽水井管系统 | |
CN217813396U (zh) | 一种隧道专用钻孔封堵设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |