CN209817975U - 一种膨胀管加压增压装置 - Google Patents

Abstract

一种膨胀管加压增压装置，包括加压设备、增压缸组和回液池；增压缸组设置若干由有杆腔和无杆腔组成的增压缸；加压设备的出水口分为两路，一路通过设有打压开关的打压管路连接到首节增压缸的无杆腔，若干增压缸的无杆腔通过打压管路依次连接；另一路通过设有注液开关的注液管路连接到首节增压缸的有杆腔，若干增压缸的有杆腔通过增压管路依次连接；末节增压缸的有杆腔通过增压管路依次经加压接头、若干钻杆和膨胀管下入装置连接膨胀管；打压管路上设有连接到回液池的回液管路，回液管路上设有回液开关。本实用新型利用泥浆泵通过对增压系统加压实现膨胀管膨胀施工，结构简单，增压稳定效果明显，模块化组装方便快捷。

Description

一种膨胀管加压增压装置

技术领域

本实用新型涉及地质钻探增压系统技术领域，具体的说是一种膨胀管加压增压装置。

背景技术

随着我国地质钻探深度的不断加深，所遇到的地层越来越复杂，如经常遇到溶洞、坍塌掉块、断裂带等复杂地层，常规方法无法解决，需要采用膨胀管施工。膨胀管施工主要将缩小的膨胀管送入孔内，再通过液体加压使膨胀管膨胀扩大至原钻孔直径，膨胀管与孔壁悬挂，从而达到护壁效果。然而，受现有地质钻探施工场地环境现状中运输不便、电力不足、设备动力不足、空间受限多方面原因影响，不能大型设备施工，所以膨胀管加压、增压系统必须小巧轻便。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种膨胀管加压增压装置，利用现场设备对膨胀管加压、增压，完成膨胀管的膨胀过程。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种膨胀管加压增压装置，包括加压设备、增压缸组、打压管路、增压管路、注液管路、回液管路、单向止回阀、加压接头、钻杆、膨胀管下入装置、回液池和膨胀管；

所述增压缸组设置若干由有杆腔和无杆腔组成的增压缸，

所述加压设备的出水口分为两路，一路通过设有打压开关的打压管路连接到增压缸组的首节增压缸的无杆腔，增压缸组内若干增压缸的无杆腔通过打压管路依次串联连接；加压设备的出水口另一路通过设有注液开关的注液管路连接到增压缸组的首节增压缸的有杆腔，增压缸组内若干增压缸的有杆腔通过增压管路依次串联连接，增压缸组内末节增压缸的有杆腔通过增压管路依次经加压接头、若干钻杆和膨胀管下入装置连接膨胀管；

所述增压缸组的首节增压缸的无杆腔与打压开关之间的打压管路上设有连接到回液池的回液管路，回液管路上设有回液开关，回液池与加压设备之间设置加压液流介质的流通管道。

上述膨胀管加压增压装置，其进一步改进在于：所述增压缸组的末节增压缸的有杆腔与加压接头之间的增压管路上设有只允许加压液流介质向加压接头方向流动的单向止回阀。

上述膨胀管加压增压装置，其进一步改进在于：所述加压设备为泥浆泵，加压液流介质为水或泥浆。

上述膨胀管加压增压装置，其进一步改进在于：所述增压缸的有杆腔内的活塞杆为空心结构。

上述膨胀管加压增压装置，其进一步改进在于：所述增压缸的有杆腔内的活塞面积与无杆腔内活塞面积之比为1:5-1:10。

上述膨胀管加压增压装置，其进一步改进在于：所述加压接头通过丝扣连接钻杆，所述膨胀管下入装置连接膨胀管，加压接头、钻杆和膨胀管下入装置设置贯穿轴向的用于流过加压液流介质的中心孔。

本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本实用新型的膨胀管加压增压装置适用于膨胀管膨胀施工，施工现场泥浆泵压力不能满足膨胀管膨胀需求，设置多级并联的增压缸形成增压系统，通过增压缸无杆腔与有杆腔压力差，无杆腔加压有杆腔增压完成膨胀管膨胀所需压力。本实用新型利用泥浆泵通过对增压系统加压实现膨胀管膨胀施工，具有结构简单、增压稳定效果明显、模块化组装方便快捷、增压缸活塞空心设计重量轻便的优点。

附图说明

图1为本实用新型系统示意图；

图2为本实用新型增压原理图。

图中各标号分别表示为：1、泥浆泵，2、增压缸组，21、无杆腔，22、有杆腔，23、活塞，24、活塞杆，3、打压管路，4、注液管路，5、回液管路，6、打压开关，7、注液开关，8、回液开关，9、单向止回阀，10、加压接头，11、钻杆，12、膨胀管下入装置，13、膨胀管，14、增压管路，15、回液池，a、首节增压缸，b、二节增压缸，c、三节增压缸，d、末节增压缸。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明：

本实用新型的膨胀管加压增压装置如图1-图2所示，包括施工现场作为加压设备的泥浆泵1、加压接头10、钻杆11、膨胀管下入装置12和膨胀管13，还包括增压缸组2、打压管路3、注液管路4、回液管路5、增压管路14、回液池15、打压开关6、注液开关7、回液开关8和单向止回阀9。

本实施例中增压缸组设置4个增压缸，分别为首节增压缸a、二节增压缸b、三节增压缸c、末节增压缸d。各增压缸结构相同，包括有杆腔22和无杆腔21两个腔体，两个腔体通过活塞23隔开，有杆腔22的腔体设置伸出腔体外的活塞杆24。优选活塞杆24为空心结构。所述首节增压缸a、二节增压缸b、三节增压缸c、末节增压缸d的有杆腔21通过增压管路14依次连接，首节增压缸a、二节增压缸b、三节增压缸c、末节增压缸d的无杆腔21通过打压管路3依次连接。

所述泥浆泵1的出水口分为两路，分别与首节增压缸a的有杆腔22和无杆腔21连接，与首节增压缸a的无杆腔21连接的管路称为打压管路3，与首节增压缸a的有杆腔22连接的管路称为注液管路4；分别在打压管路3与注液管路4上安装打压开关6和注液开关7，用于控制两条管路的开闭。在打压管路3的打压开关6与增压缸之间的管路上设置一旁路，称为回液管路5，用于无杆腔21的液体流回流到回液池15，在回液管路5上安装一个回液开关8，用于控制回液管路5的开闭。

所述末节增压缸d的有杆腔22通过增压管路14连接加压接头10，加压接头10通过丝扣连接三根依次串联的钻杆11，位于下端的钻杆11通过膨胀管下入装置12连接膨胀管13。加压接头10、钻杆11和膨胀管下入装置12设置贯穿轴向的用于流过加压液流介质的中心孔。在增压管路14上安装单向止回阀9，加压液流介质仅可流向膨胀管13的方向，而不能从膨胀管13内流向增压缸组2内。

参见图2可知增压缸组的增压原理。根据压强公式P＝F/S，增压缸无杆腔21与泥浆泵连接为加压压力P1，无杆腔活塞面积S1，无杆腔活塞受力F1。增压缸有杆腔22与膨胀管端的加压接头连接为增压压力P2，有杆腔活塞面积S2，有杆腔活塞受力F2。活塞杆无杆腔作用力F1与有杆腔反作用力F2相等F1＝F2,无杆腔活塞面积S1大于有杆腔活塞面积S2，根据压强公式P＝F/S受力相同情况下面积越小压力越大，有杆腔压力P2大于无杆腔腔压力P1，实现增压缸增压。本实施例中S1：S2＝10:1，因此P1：P2＝1:10，实现10倍压力增压。

所述泥浆泵1的出水口通过注液管路4连接首节增压缸a的有杆腔22，打压管路3与注液管路4通过三通接头与泥浆泵1的出水口连接；打压前，打开注液开关7、闭合打压开关6，向增压缸组2内的各节油缸的有杆腔22内注入液体，注满后，关闭注液开关7和回液开关8，打开打压开关6，向增压缸组2的各节油缸的无杆腔21内打压；活塞杆24全部伸出后，若未完成打压，则关闭打压开关6，打开注液开关7和回液开关8，向增压缸组2的各节油缸的有杆腔22内打压，此时无杆腔21内的液体通过回液管路5流回到回液池；注液完毕后按照前述打压方式继续打压，直至压力达到设定要求。

本实用新型的使用过程为：钻机使用专用吊装工具将膨胀管13送入钻孔内，膨胀管上端距离钻孔口200-500mm高时停止送入，利用孔口装置将膨胀管13固定，防止膨胀管13滑入孔内。将膨胀管下入装置12通过丝扣连接在膨胀管13上部，将钻杆11通过丝扣连接膨胀管下入装置12上部，利用钻机将连接好的膨胀管13、膨胀管下入装置12、钻杆11送入钻孔内；根据护壁位置要求依次连接多个钻杆11，直到膨胀管达到护壁深度时停止连接钻杆11。将加压接头10螺纹连接最上端的钻杆11，完成膨胀管13的送入。加压接头10通过增压管路14与增压缸组2的末节增压缸d的有杆腔连接，首节增压缸a的有杆腔再通过打压管路3与泥浆泵1出水口连接，首节增压缸a的有杆腔再通过注液管路4与泥浆泵1出水口连接。增压缸组可以根据需水量增加增压缸水量。

泥浆泵1内加压液流介质可以选择水或泥浆，泥浆泵1的出水口加压液流通过打压管路3送入增压缸组2的无杆腔，加压液流推动活塞杆运动；增压缸组2的有杆腔加压液流通过打压管路3、增压管路4、单向止回阀9、加压接头10、钻杆11和膨胀管下入装置12进入膨胀管13。随着膨胀管13的膨胀扩大，加压液流不断从增压缸组2的有杆腔进入膨胀管13内；随着泥浆泵1加压压力的增加，同时增压缸组2的无杆腔压力增加，相应增压缸组2的有杆腔压力增加；当压力达到膨胀管13完全膨胀时保持加压压力不变，同时增压缸组2有杆腔增压腔压力也保持不变，完成膨胀管加压、增压系统膨胀过程。

Claims (5)

1.一种膨胀管加压增压装置，其特征在于：包括加压设备、增压缸组(2)、打压管路(3)、增压管路(14)、注液管路(4)、回液管路(5)、单向止回阀(9)、加压接头(10)、钻杆(11)、膨胀管下入装置(12)、回液池(15)和膨胀管(13)；

所述增压缸组(2)设置若干由有杆腔(22)和无杆腔(21)组成的增压缸，所述加压设备的出水口分为两路，一路通过设有打压开关(6)的打压管路(3)连接到增压缸组(2)的首节增压缸的无杆腔(21)，增压缸组(2)内若干增压缸的无杆腔(21)通过打压管路(3)依次串联连接；加压设备的出水口的另一路通过设有注液开关(7)的注液管路(4)连接到增压缸组(2)的首节增压缸的有杆腔(22)，增压缸组(2)内若干增压缸的有杆腔(22)通过增压管路(14)依次串联连接，增压缸组(2)内末节增压缸的有杆腔(22)通过增压管路(14)依次经加压接头(10)、若干钻杆(11)和膨胀管下入装置(12)连接膨胀管(13)；

所述增压缸组(2)的首节增压缸的无杆腔(21)与打压开关(6)之间的打压管路(3)上设有连接到回液池(15)的回液管路(5)，回液管路(5)上设有回液开关(8)，回液池与加压设备之间设置加压液流介质的流通管道。

2.根据权利要求1所述的一种膨胀管加压增压装置，其特征在于：所述增压缸组(2)的末节增压缸的有杆腔(22)与加压接头(10)之间的增压管路(14)上设有只允许加压液流介质向加压接头(10)方向流动的单向止回阀(9)。

3.根据权利要求1所述的一种膨胀管加压增压装置，其特征在于：所述加压设备为泥浆泵(1)，加压液流介质为水或泥浆。

4.根据权利要求1所述的一种膨胀管加压增压装置，其特征在于：所述增压缸的有杆腔(22)内的活塞杆(24)为空心结构。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种膨胀管加压增压装置，其特征在于：所述加压接头(10)通过丝扣连接钻杆(11)，所述膨胀管下入装置(12)连接膨胀管(13)，加压接头(10)、钻杆(11)和膨胀管下入装置(12)设置贯穿轴向的用于流过加压液流介质的中心孔。