CN217738949U - 一种用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统，包括自上而下依次通过螺纹及密封材料密封连接的钻杆、第一压力记录组件、水路转换组件、第一变径、上栓塞、压水花管和连接上下栓塞的高压管、下栓塞、第二变径、第二压力记录组件和下止水端子，第一压力记录组件用于采集压入试验岩体的高压水流压力，第二压力记录组件用于采集上下栓塞的坐封压力。适用于水电、水利、交通、矿山等工程地质原位测量，在钻孔内测段部位上栓塞上部和下栓塞的下部各设置一个压力记录组件，分别记录高压压水试验过程中压入试段内的高压水流的压力和上下栓塞的坐封压力，可以对两个关键试验压力进行比对，确保了试验过程的有效性和准确性。

Description

一种用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统

技术领域

本实用新型涉及水电、交通、矿山等工程地质现场原位测量技术领域，尤其涉及一种用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统。

背景技术

水电水利工程具有高水头、大埋深地下洞室的特点，进行此类工程的勘察时需要详细了解地下洞室的围岩在高内水压力作用下渗透特性及渗透稳定性，这类参数往往通过现场岩体高压压水试验获得，以为后续高内水压力引水隧洞、高压岔管的衬砌形式比选设计提供数据支撑。

高压压水试验是在钻孔内用高压管路通过止水装置一般是一对橡胶栓塞，打压使栓塞膨胀，隔离需要进行高压压压水测试的钻孔岩体，然后用另一个管路向隔离的测试岩体内注入高压水流，测量实时压力和流量，便可计算得到测段岩体的渗透系数。

以往的高压压水试验，是采用安装在地表测试管路上的压力计测量记录管路内水流的压力，并通过地表的压力示数、测试段与地表之间的水柱压力以及从地表到测段之间压力损失计算出测段处的压力值。其中压力损失计算采用经验公式计算获得，实际试验时，试验压力、水流流速、钻杆及接手内壁光滑、锈蚀程度、钻杆接手变径加工精度等都能影响管路压力损失，准确获得其实际值很难，对试验精度有一定的影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统，将高压压水试验时压力采集记录下放至测段附近，直接获得压入测段孔壁的水流压力，省去水柱压力、管路压力损失的计算过程，精确获得高压压水测段处真实压力。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统，包括自上而下依次通过螺纹及密封材料密封连接的钻杆、第一压力记录组件、水路转换组件、第一变径、上栓塞、压水花管和连接上下栓塞的高压管、下栓塞、第二变径、第二压力记录组件和下止水端子，第一压力记录组件用于采集压入试验岩体的高压水流压力，第二压力记录组件用于采集上下栓塞的坐封压力。

所述第一压力记录组和第二压力记录组件的结构相同，分别包括带有过水孔的三螺纹过水变径、悬挂花管、套筒、压力计，三螺纹过水变径通过上螺纹连接钻杆或下栓塞上的第二变径，下螺纹连接套筒，内螺纹连接悬挂花管，悬挂花管下方通过螺纹连接压力计，压力计悬挂在套筒中，套筒的下部带有内螺纹，用于连接水路转换组件或下止水端子。

本实用新型的有益效果是：有效的实现钻孔内压力采集，省去水柱压力、管路压力损失的计算过程，精确获得高压压水测段处真实压力，且结构简单，操作方便。布设两个压力记录组件，分别记录压入试验岩体的高压水流压力和上下栓塞的坐封压力，能验证栓塞坐封的密封性，确保试验的有效性。

附图说明

图1为本实用新型的用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统结构布置示意图。

图2为本实用新型的用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统的压力记录组件的示意图。

图中：100-钻杆；200A-第一压力记录组件；200B-第二压力记录组件；300-水路转换组件；400-第一变径；500-上栓塞；510-水路分流端子；520-压水花管；530-连接上下栓塞高压管；600-下栓塞；610-下栓塞上限制环；630-下栓塞下限制环；700-第二变径；800-下止水端子；900-钻孔；210-三螺纹过水变径；211-过水孔；212-上连接螺纹；213-内连接螺纹；214-下连接螺纹；220-悬挂花管；221-轴向通孔过水孔；222-径向出水花孔；230-套筒；240-压力计。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上方”、“下方”、“顶端”、“上部”、“中部”、“底部”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“安装”、“设有”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，本实用新型的用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统，包括自上而下依次通过螺纹及密封材料密封连接的钻杆100、第一压力记录组件200A、水路转换组件300、第一变径400、上栓塞500、压水花管520和连接上下栓塞的高压管530、下栓塞600、第二变径700、第二压力记录组件200B和下止水端子800，第一压力记录组件200A用于采集压入试验岩体的高压水流压力，第二压力记录组件200B用于采集上下栓塞的坐封压力。

上述的钻杆100、水路转换组件300、第一变径400、上栓塞500、压水花管520和连接上下栓塞的高压管530、下栓塞600、第二变径700和下止水端子800均为现有技术的通用结构，在此不再叙述。

如图2所示，所述第一压力记录组件200A和第二压力记录组件200B的结构相同，分别包括带有过水孔211的三螺纹过水变径210、悬挂花管220、套筒230、压力计240，三螺纹过水变径210通过上螺纹212连接钻杆100或下栓塞600上的第二变径700，下螺纹214连接套筒230，内螺纹213连接悬挂花管220，悬挂花管220下方通过螺纹连接压力计240，压力计240悬挂在套筒230中，套筒230的下部带有内螺纹，用于连接水路转换组件300或下止水端子800。

所述压力计240采用自动采集、存储功能及可充电式孔内压力采集记录仪，型号为KYBJP-30。

本实用新型中孔内压水试验测段的压力记录组件布设在钻孔内设备的两个部位，一个是位于钻杆和上栓塞之间，另一个位于下栓塞下方。孔内压水试验段的压力记录组件位于钻杆下方，上栓塞上方，其主要采集压入钻孔试段的压力数据，该组件上下两端通过过水变径连接，既能近距离采集记录压力数据，又能将水流传递到下方设备，进行试验。孔内栓塞的压力记录组件位于下栓塞下方，主要采集记录通过高压管连接的上、下栓塞内的坐封压力，用来验证栓塞的坐封压力大于高压压水试验的压水压力，以确保试验的有效性。

本实用新型一种典型的实施例，将两个压力记录组件200A/200B的三螺纹过水变径210、三螺纹过水变径的过水孔211、上连接螺纹212、内连接螺纹213、下连接螺纹214、压力计的悬挂花管220、压力计套筒230、压力计240按照顺序自上而下依次密封连接组装好。

悬挂花管220上设置有轴向通孔过水孔221和径向出水花孔222。

将两个压力记录组件200A/200B分别安装到高压压水试验钻孔设备相应的位置上，钻孔试验设备自上而下依次为钻杆100、第一压力记录组件200A、水路转换组件300、第一变径400、上栓塞500、水路分流端子510、压水花管520、连接上下栓塞高压管530、下栓塞600、栓塞限制环610、第二压力记录组件200B、下止水端子800，之后将设备通过钻杆100下放到钻孔内预设试验段位置。

根据规范，进行高压压水试验，同时仍在地面记录压力数据。

完成钻孔内所有试段高压压水试验后，从钻孔内取上设备，拆下两个压力计240，可以根据试验段时间，比对地面压力记录数据、钻孔测试段数据、钻孔内上下栓塞500、600坐封压力数据，验证试验的准确性和有效性。

以上所述仅为本实用新型的一种较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统，其特征在于，包括自上而下依次通过螺纹及密封材料密封连接的钻杆(100)、第一压力记录组件(200A)、水路转换组件(300)、第一变径(400)、上栓塞(500)、压水花管(520)和连接上下栓塞的高压管(530)、下栓塞(600)、第二变径(700)、第二压力记录组件(200B)和下止水端子(800)，第一压力记录组件(200A)用于采集压入试验岩体的高压水流压力，第二压力记录组件(200B)用于采集上下栓塞的坐封压力。

2.根据权利要求1所述用于现场岩体高压压水试验的孔内采集系统，其特征在于，所述第一压力记录组件(200A)和第二压力记录组件(200B)的结构相同，分别包括带有过水孔(211)的三螺纹过水变径(210)、悬挂花管(220)、套筒(230)、压力计(240)，三螺纹过水变径(210)通过上螺纹(212)连接钻杆(100)或下栓塞(600)上的第二变径(700)，下螺纹(214)连接套筒(230)，内螺纹(213)连接悬挂花管(220)，悬挂花管(220)下方通过螺纹连接压力计(240)，压力计(240)悬挂在套筒(230)中，套筒(230)的下部带有内螺纹，用于连接水路转换组件(300)或下止水端子(800)。

Images