CN114635664A - 地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法 - Google Patents
地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114635664A CN114635664A CN202210298904.1A CN202210298904A CN114635664A CN 114635664 A CN114635664 A CN 114635664A CN 202210298904 A CN202210298904 A CN 202210298904A CN 114635664 A CN114635664 A CN 114635664A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- hole
- bag
- grouting
- section
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- E21B33/1208—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
-
- 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
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
Abstract
本发明提供了一种地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法,属于地温测试技术领域。包括多个通过测温导线布置在测温钻孔内不同钻孔深度的温度传感器以及套在注浆管上的弹性密闭囊袋,弹性密闭囊袋套在注浆管的前端,套在注浆管的弹性密闭囊袋覆盖整个设置在测温钻孔内部的注浆管,弹性密闭囊袋上间隔设有将弹性密闭囊袋扎在注浆管上的铝制金属箍,从而将弹性密闭囊袋在注浆管上包裹形成多级被铝制金属箍分隔的套囊结构。其测温更加精确,测量的温度确保为原岩温度,用发泡水泥进行封孔,隔热效果好,更有利于孔壁温度达到平衡,使所测数据更加可靠,并且装置简单,成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法,属于地温测试技术领域。
背景技术
伴随着煤炭资源的深部开采,矿山热害问题尤为突出,导致矿井热害防治成为当今采煤过程的重点关注对象。其中,围岩高温热源是引起矿井温升的重要因素之一,因此,掌握其分布特征及演化规律具有重要意义。
公开号为CN 104500045 A中国发明专利公开了一种深埋洞室内钻孔注浆的地温测试方法,其特征在于将测温探头连接上数据线并捆绑在注浆管上,其中,注浆管的端头固定有锥形的导向帽,且管壁上设有小孔,同时相邻的测温探头之间固定有对中支架。以此完成将测温探头预埋至斜向下的测温孔内,以及测温孔的封堵。但其存在一定的缺点:测温钻孔倾斜向下,导致地下水或钻孔液聚集在孔底,导致巷道围岩温度场受扰,测出的数据可靠性存疑。
公开号为CN 113047264 A的中国发明专利公开了一种气囊封孔式布袋注浆方法,其特征在于:在钻孔内放入具有溢浆孔的布袋,注浆管上端固定一个弹性气囊,先将气囊充满形成封堵,然后注浆。这种方法存在的缺点是:不能排出钻孔内原有的气体,导致钻孔内压力过大,无法注浆,形成空隙。
公开号为CN 209724420 U的中国实用新型专利公开了高地温矿井地温测试系统,其特征在于:包括设置于径向测温钻孔内的数据总线、绝热棒、导热片、气囊。这种方法存在的缺点是:采用对气囊充气的方式压紧数据总线,不能保证温度传感器与钻孔内壁接触良好,因此,测温数据的可靠性存疑。
发明内容
针对现有技术的不足之处,体用一种地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法,能满足多测点测温,并且能充分排出地温测试孔内的气体和液体,保证地温测试孔内多测点温度数据可靠有效;本方法能够更加精确地测温,而且测量的温度是原岩温度,并且用发泡水泥反向进行封孔,隔热效果好,更有利于孔壁温度达到平衡,使所测数据更加可靠,并且装置简单,成本低廉。
为实现以上目的,本发明的一种地温测试孔逐段注浆反向封孔装置,包括多个通过测温导线布置在测温钻孔内不同钻孔深度的温度传感器以及套在注浆管上的弹性密闭囊袋,弹性密闭囊袋套在注浆管的前端,套在注浆管的弹性密闭囊袋覆盖整个设置在测温钻孔内部的注浆管,弹性密闭囊袋上间隔设有将弹性密闭囊袋扎在注浆管上的铝制金属箍,从而将弹性密闭囊袋在注浆管上包裹形成多级被铝制金属箍分隔的套囊结构。
进一步,多个温度传感器通过测温导线分别连接设置在测温钻孔外侧的测温总线;每个被铝制金属箍分隔出来的一个套囊的中部设有一个温度传感器,温度传感器为高精度铠装PT100热敏电阻,直径与测温导线的直径均为5mm;测温导线的外层采用柔性钢材料。
进一步,密闭囊袋材料为高强度无纺布。
进一步,铝制金属箍用以束缚弹性密闭囊袋,当弹性密闭囊袋内的压力升高后铝制金属箍则会断裂失效,松开束缚的弹性密闭囊袋。
一种地温测试孔逐段注浆反向封孔装置的工作方法,其步骤如下:
步骤1:将弹性密闭囊袋套在预计插入测温钻孔的注浆管外部,使密闭囊袋将注浆管出浆口包裹起来,弹性密闭囊袋的覆盖长度尺寸与测温钻孔内空间匹配;
步骤2:在弹性密闭囊袋外侧每隔1-2m利用铝制金属箍将一段密闭囊袋捆扎在注浆管上;
步骤3:通过捆绑的方式,将连着测温导线的温度传感器设置在在被铝制金属箍分隔的套囊上,每个套囊中部设置有一个温度传感器,使多个温度传感器与弹性密闭囊袋形成整体;每个温度传感器连接的测温导线长度则提前根据弹性密闭囊袋膨胀后的留出余量;
步骤4:沿壁面向测温钻孔内送放注浆管至预设位置,同时随着注浆管伸入从而使所有设置在弹性密闭囊袋外侧的温度传感器到达预埋位置;
步骤5:向注浆管内恒压注入发泡水泥浆液进行封孔,发泡水泥浆液从注浆管流出使弹性密闭囊袋最前端被铝制金属箍隔开的部分逐渐鼓起,鼓起的前端弹性密闭囊袋整体呈倒三角的形式,使钻孔底部的水和空气都被有效排出,以减小对地温梯度的影响,随着发泡水泥浆液的逐步增加,弹性密闭囊袋形成的套囊结构会逐级撑开铝制金属箍,使被铝制金属箍分割的相邻囊袋空间连通,释放部分压力,最后充满发泡水泥浆液的弹性密闭囊袋完全填充测温钻孔后停止注浆;
步骤6:停止注浆后,等待发泡水泥浆液凝固,之后通过测温总线开始观测和采集每个测温探头收集的地温数据,每个测温探头的数据采集间隔时间不少于1min,并将采集数据进行存储,完成地温的检测。
进一步,沿壁面钻取的测温钻孔为斜向上仰角2-5度,孔径为50-70mm,钻探深度依据调热圈分布为20-30m。
有益效果:
由孔底至孔口反向逐段充填囊袋可以排出钻孔内的气体和液体,实现了全钻孔封孔,可以更加精确地测温,而且测量的温度是原岩温度,并且用发泡水泥进行封孔,隔热效果好,随着时间的延长,凝固的浆液与钻孔壁面形成一个整体,更有利于孔壁温度逐渐趋于热平衡,最终两者的温度达到相同,使所测数据更加可靠。在囊袋外部设置多个测点,可以更精确测量钻孔内的温度梯度。囊袋外部的铝制金属箍可以使囊袋更好地逐段充填,并且排出钻孔内的气体和液体。
附图说明
图1为本发明地温测试孔逐段注浆反向封孔装置未充填时的结构示意图;
图2为本发明地温测试孔逐段注浆反向封孔装置正在充填时的结构示意图;
图3为本发明地温测试孔逐段注浆反向封孔装置封孔时的结构示意图;
图中:1-温度传感器;2-测温导线;3-发泡水泥浆液流动方向;4-测温总线;5-测温钻孔;6-注浆管;7-弹性密闭囊袋;8-铝制金属箍;9-岩石壁面;10-发泡水泥浆液。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明:
如图1所示,本发明的地温测试孔逐段注浆反向封孔装置,包括多个通过测温导线2布置在测温钻孔5内不同钻孔深度的温度传感器1以及套在注浆管6上的弹性密闭囊袋7,密闭囊袋7材料为高强度无纺布,弹性密闭囊袋7套在注浆管6的前端,套在注浆管6的弹性密闭囊袋7覆盖整个设置在测温钻孔5内部的注浆管6,弹性密闭囊袋7上间隔设有将弹性密闭囊袋7扎在注浆管6上的铝制金属箍8,从而将弹性密闭囊袋7在注浆管6上包裹形成多级被铝制金属箍8分隔的套囊结构;多个温度传感器1通过测温导线2分别连接设置在测温钻孔5外侧的测温总线4;每个被铝制金属箍8分隔出来的一个套囊的中部设有一个温度传感器1,温度传感器1为高精度铠装PT100热敏电阻,直径与测温导线2的直径均为5mm;测温导线2的外层采用柔性钢材料。铝制金属箍8用以束缚弹性密闭囊袋7,当弹性密闭囊袋7内的压力升高后铝制金属箍8则会断裂失效,松开束缚的弹性密闭囊袋7。
一种地温测试孔逐段注浆反向封孔装置的工作方法,其步骤如下:
步骤1:将弹性密闭囊袋7套在预计插入测温钻孔5的注浆管6外部,使密闭囊袋7将注浆管6出浆口包裹起来,弹性密闭囊袋7的覆盖长度尺寸与测温钻孔5内空间匹配;
步骤2:在弹性密闭囊袋7外侧每隔1-2m利用铝制金属箍8将一段密闭囊袋7捆扎在注浆管6上,具体如图1所示;
步骤3:通过捆绑的方式,将连着测温导线2的温度传感器1设置在在被铝制金属箍8分隔的套囊上,每个套囊中部设置有一个温度传感器1,使多个温度传感器1与弹性密闭囊袋7形成整体;每个温度传感器1连接的测温导线2长度则提前根据弹性密闭囊袋7膨胀后的留出余量;
步骤4:沿壁面9钻取的测温钻孔5为斜向上仰角2-5度,孔径为50-70mm,钻探深度依据调热圈分布为20-30m,沿壁面9向测温钻孔5内送放注浆管6至预设位置,同时随着注浆管6伸入从而使所有设置在弹性密闭囊袋7外侧的温度传感器1到达预埋位置;如图2所示;
步骤5:向注浆管6内恒压注入发泡水泥浆液10进行封孔,发泡水泥浆液10从注浆管6流出使弹性密闭囊袋7最前端被铝制金属箍8隔开的部分逐渐鼓起,鼓起的前端弹性密闭囊袋7整体呈倒三角的形式,使钻孔底部的水和空气都被有效排出,以减小对地温梯度的影响,随着发泡水泥浆液10的逐步增加,弹性密闭囊袋7形成的套囊结构会逐级撑开铝制金属箍8,使被铝制金属箍8分割的相邻囊袋空间连通,释放部分压力,最后充满发泡水泥浆液10的弹性密闭囊袋7完全填充测温钻孔5后停止注浆;如图3所示;
步骤6:停止注浆后,等待发泡水泥浆液10凝固,之后通过测温总线开始观测和采集每个测温探头1收集的地温数据,每个测温探头1的数据采集间隔时间不少于1min,并将采集数据进行存储,完成地温的检测。
温度传感器1位于测温导线2的端部,设置固定在密闭囊袋7的外部;铝制金属箍8每隔1-2m扎紧囊袋和注浆管6;通过捆绑的方式,使温度传感器1、测温导线2、注浆管6以及密闭囊袋7成为一个整体,并预埋至测温钻孔5中。
测温钻孔5内,第一个温度传感器设置在孔底位置,最后一个温度传感器距设置在距孔口20cm的位置;同时,温度传感器1选用高精度铠装PT100热敏电阻,其直径与测温导线2的直径相同,约为5mm;测温导线2的外层采用柔性钢材料,可满足无导杆条件下手动推入岩石钻孔50m。
如图1所示,注浆管6是PVDF管(聚偏氟乙烯管),长度略长于测温钻孔深度,密闭囊袋7具有一定的透水性,铝制金属箍8在压力到达一定程度后会断裂失效。
首先通过捆绑的方式,使温度传感器、测温导线、注浆管以及密闭囊袋成为一个整体,然后将这个整体通过壁面9送入测温钻孔,使得温度传感器送至预埋位置,然后检测测温导线和温度传感器是否连接正常。
接着如图2所示,向注浆管内恒压注入发泡水泥浆液10,使孔底位置的密闭囊袋逐渐鼓起,直至充满。此时继续注浆,使囊袋内的压力逐渐增大,当压力到达一定值时,该位置的铝制金属箍失效,使其与相邻的囊袋连通,释放部分压力,然后浆液再次充满囊袋,如此循环,直至浆液封堵整个测温钻孔。
最后如图3所示,所有的铝制金属箍失效,浆液最后由孔底至孔口反向充满整个囊袋,使囊袋鼓起并封堵孔口,此时停止注浆。
封孔完成后,大约12小时后,开始观测和采集地温数据,每个测温探头的数据采集时间不少于1min,并做好记录。
Claims (6)
1.一种地温测试孔逐段注浆反向封孔装置,其特征在于:包括多个通过测温导线(2)布置在测温钻孔(5)内不同钻孔深度的温度传感器(1)以及套在注浆管(6)上的弹性密闭囊袋(7),弹性密闭囊袋(7)套在注浆管(6)的前端,套在注浆管(6)的弹性密闭囊袋(7)覆盖整个设置在测温钻孔(5)内部的注浆管(6),弹性密闭囊袋(7)上间隔设有将弹性密闭囊袋(7)扎在注浆管(6)上的铝制金属箍(8),从而将弹性密闭囊袋(7)在注浆管(6)上包裹形成多级被铝制金属箍(8)分隔的套囊结构。
2.根据权利要求1所述的温测试孔逐段注浆反向封孔装置,其特征在于:多个温度传感器(1)通过测温导线(2)分别连接设置在测温钻孔(5)外侧的测温总线(4);每个被铝制金属箍(8)分隔出来的一个套囊的中部设有一个温度传感器(1),温度传感器(1)为高精度铠装PT100热敏电阻,直径与测温导线(2)的直径均为5mm;测温导线(2)的外层采用柔性钢材料。
3.根据权利要求1所述的温测试孔逐段注浆反向封孔装置,其特征在于:密闭囊袋(7)材料为高强度无纺布。
4.根据权利要求1所述的温测试孔逐段注浆反向封孔装置,其特征在于:铝制金属箍(8)用以束缚弹性密闭囊袋(7),当弹性密闭囊袋(7)内的压力升高后铝制金属箍(8)则会断裂失效,松开束缚的弹性密闭囊袋(7)。
5.一种使用权利要求1所述地温测试孔逐段注浆反向封孔装置的工作方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:将弹性密闭囊袋(7)套在预计插入测温钻孔(5)的注浆管(6)外部,使密闭囊袋(7)将注浆管(6)出浆口包裹起来,弹性密闭囊袋(7)的覆盖长度尺寸与测温钻孔(5)内空间匹配;
步骤2:在弹性密闭囊袋(7)外侧每隔1-2m利用铝制金属箍(8)将一段密闭囊袋(7)捆扎在注浆管(6)上;
步骤3:通过捆绑的方式,将连着测温导线(2)的温度传感器(1)设置在在被铝制金属箍(8)分隔的套囊上,每个套囊中部设置有一个温度传感器(1),使多个温度传感器(1)与弹性密闭囊袋(7)形成整体;每个温度传感器(1)连接的测温导线(2)长度则提前根据弹性密闭囊袋(7)膨胀后的留出余量;
步骤4:沿壁面(9)向测温钻孔(5)内送放注浆管(6)至预设位置,同时随着注浆管(6)伸入从而使所有设置在弹性密闭囊袋(7)外侧的温度传感器(1)到达预埋位置;
步骤5:向注浆管(6)内恒压注入发泡水泥浆液(10)进行封孔,发泡水泥浆液(10)从注浆管(6)流出使弹性密闭囊袋(7)最前端被铝制金属箍(8)隔开的部分逐渐鼓起,鼓起的前端弹性密闭囊袋(7)整体呈倒三角的形式,使钻孔底部的水和空气都被有效排出,以减小对地温梯度的影响,随着发泡水泥浆液(10)的逐步增加,弹性密闭囊袋(7)形成的套囊结构会逐级撑开铝制金属箍(8),使被铝制金属箍(8)分割的相邻囊袋空间连通,释放部分压力,最后充满发泡水泥浆液(10)的弹性密闭囊袋(7)完全填充测温钻孔(5)后停止注浆;
步骤6:停止注浆后,等待发泡水泥浆液(10)凝固,之后通过测温总线开始观测和采集每个测温探头(1)收集的地温数据,每个测温探头(1)的数据采集间隔时间不少于1min,并将采集数据进行存储,完成地温的检测。
6.根据权利要求5所述工作方法,其特征在于:沿壁面(9)钻取的测温钻孔(5)为斜向上仰角2-5度,孔径为50-70mm,钻探深度依据调热圈分布为20-30m。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210298904.1A CN114635664B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210298904.1A CN114635664B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114635664A true CN114635664A (zh) | 2022-06-17 |
CN114635664B CN114635664B (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=81950406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210298904.1A Active CN114635664B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114635664B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102230375A (zh) * | 2011-06-10 | 2011-11-02 | 中国矿业大学 | 煤层瓦斯参数实时监测装置及方法 |
CN203239274U (zh) * | 2013-04-17 | 2013-10-16 | 南京大学 | 基于栓塞压水试验的密封装置 |
US20150300162A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-22 | Longyear Tm, Inc. | Core Barrel Head Assembly With An Integrated Sample Orientation Tool And System For Using Same |
CN105155551A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-12-16 | 南昌航空大学 | 一种压力补偿式基坑支护结构及施工方法 |
CN105507895A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-20 | 山东科技大学 | 一种岩体裂隙探测传感器及使用方法 |
CN110847891A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-02-28 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种高寒地区孔中水耦合探头的防冻装置 |
-
2022
- 2022-03-25 CN CN202210298904.1A patent/CN114635664B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102230375A (zh) * | 2011-06-10 | 2011-11-02 | 中国矿业大学 | 煤层瓦斯参数实时监测装置及方法 |
CN203239274U (zh) * | 2013-04-17 | 2013-10-16 | 南京大学 | 基于栓塞压水试验的密封装置 |
US20150300162A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-22 | Longyear Tm, Inc. | Core Barrel Head Assembly With An Integrated Sample Orientation Tool And System For Using Same |
CN105155551A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-12-16 | 南昌航空大学 | 一种压力补偿式基坑支护结构及施工方法 |
CN105507895A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-20 | 山东科技大学 | 一种岩体裂隙探测传感器及使用方法 |
CN110847891A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-02-28 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种高寒地区孔中水耦合探头的防冻装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114635664B (zh) | 2022-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103644940B (zh) | 一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置及监测方法 | |
CN110173231A (zh) | 一种长距离下向钻孔分段密实封孔测压装置及方法 | |
CN102928881B (zh) | 一种地面跨孔电阻率ct耦合线缆 | |
CN103196702B (zh) | 一种密闭取心测定煤层含气量的方法 | |
CN109269955B (zh) | 一种煤岩层渗透率原位测试装置及方法 | |
CN108625820A (zh) | 一种瓦斯抽采下向孔封孔装置及其封孔方法 | |
CN110107284B (zh) | 一种通过水压探测导水裂隙带高度的钻测系统及方法 | |
CN101581217B (zh) | 煤层气的压力/含量随钻测量装置及方法 | |
CN109469474A (zh) | 基于下向穿层钻孔同时测定多煤层瓦斯压力的装置和方法 | |
CN106837308A (zh) | 一种瓦斯隧道测压装置及其方法 | |
CN210829334U (zh) | 一种具有地质探测和锚固功能的中空锚杆 | |
CN206459937U (zh) | 一种工程地质勘察用的压水试验装置 | |
CN106644165A (zh) | 一种伸缩式测温装置 | |
CN111781660A (zh) | 一种地下水库的水文地质综合勘查系统及方法 | |
CN114635664B (zh) | 地温测试孔逐段注浆反向封孔装置与方法 | |
CN103161479A (zh) | 一种用于声波法在仰孔中进行围岩破坏范围探测时的孔内堵水装置 | |
CN113899270B (zh) | 一种爆破施工用孔洞探测装置及测量方法 | |
CN106368634A (zh) | 一种用于深部岩体工程钻孔的全自动气压清孔装置 | |
JP5155761B2 (ja) | 湧水圧および湧水量の測定装置、測定方法 | |
CN110630304A (zh) | 一种具有地质探测和锚固功能的中空锚杆及其排气注浆方法 | |
CN214503289U (zh) | 一种压水试验装置 | |
JP3975437B2 (ja) | 高圧気体貯蔵施設 | |
JP5522685B2 (ja) | 封止装置 | |
CN107631676B (zh) | 一种隧道初支与二衬间相对竖向位移的监测方法 | |
CN104278983A (zh) | 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 |
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 |