CN2446277Y - 用于岩土钻进的泥浆单向循环专用阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种用于岩土钻进的泥浆单向循环专用阀。为了避免原直通式单向阀存在因岩土屑渣反向流入阀体导致弹簧失效,造成单向阀关闭不紧而泄露的缺陷,本实用新型通过对其结构的改进,即在阀体径向与阀芯相对应处设置通孔,从而实现了泥浆在阀体外侧环形空间的循环,并使其弹簧压力可调,泥浆泵泵压减小而能耗降低,该阀的应用能大大节省水平冻结孔的钻进费用,同时也推动了我国水平冻结技术的向前发展。

Description

用于岩土钻进的泥浆单向循环专用阀

本实用新型涉及一种可广泛用于岩土工程的组合钻具，特别适于地层水平冻结加固工程中水平冻结管施工技术。

水平冻结技术目前在国内处于起步阶段，其难点是水平冻结孔的钻进和水平冻结管的安装。钻进和安装使用的组合钻具之关键技术就是泥浆单向循环专用阀，而目前所使用的这种阀存在以下缺陷：

1、因该阀为直通式单向阀，钻孔钻进时，泥浆由阀的后部进入，从前部流出。而直通式单向阀前部为组合钻具的切削刀盘，由于钻进过程中泥浆给进压力的作用使得岩土屑渣直接覆盖在直通式单向阀前端。此时钻头处的岩土屑渣极易反向流向阀体内，卡住阀体弹簧而失效。

2、直通式单向阀中弹簧的开启压力是固定的，而在钻进过程中不同的地层钻机的给进压力是不同的。当以较高的给进压力钻进时，由于单向阀开启压力不变，所需的泥浆泵泵压就会增高，能耗增大。

3、若单向阀开启压力固定不变，在水平冻结孔钻进过程中，也不利于及时调整钻进参数。

本实用新型的目的在于提供一种用于岩土钻进的泥浆单向循环专用阀，通过对其结构的改进来克服现有技术存在的缺陷，以适应水平冻结孔钻进的成孔工艺。

本实用新型的技术解决方案是：该泥浆单向循环专用阀，包括具有阶梯状轴向通孔的阀体以及依次设置于孔内的阀芯和弹簧。所述阀体之轴向孔的阶梯处设有径向通孔；在阀体的内孔直径相对较大一端固定有端盖并通过调节螺栓与沿孔内轴向设置的弹簧一端相连接。

与现有技术相比本实用新型的优点应该是显而易见的。

首先，将阀体结构由原直通式改为侧通式，即使泥浆由原来经阀体内部流向钻头改变成经阀体侧向的环形空间流向钻头，从而克服了因泥浆反向循环而导致岩土屑渣进入阀体卡住弹簧并造成单向阀关闭不紧产生泄露的缺陷。同时，由于阀体结构的改进，使得在钻进过程中的岩土屑渣不会直接作用在泥浆出口处，因而减小了泥浆泵循环压力，泥浆泵只需克服阀内的弹簧压力就可打开该阀，泥浆循环畅通，泥浆泵的能耗降低。另外由于阀芯可顺利关闭，也有效控制了钻孔过程中的涌冒泥浆现象。

除此之外，本实用新型还可通过调节螺栓实现弹簧开启压力的可调，从而可根据不同的地层调节其弹簧开启压力处于最佳状况，当然亦可针对不同的地层选用相应的钻进参数，使水平冻结孔的成孔率大大提高，缩短工期并节省费用。

本实用新型的附图说明如下：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型应用时的机理示意图。

下面将结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

参见图1。这种泥浆单向循环专用阀，包括一个具有阶梯状轴向通孔的阀体3，以及依次设置于孔内的阀芯1和弹簧2。所述阀体3之轴向孔的阶梯处设有径向通孔；在阀体3的内孔直径相对较大一端固定有端盖4并通过调节螺栓5与沿孔内轴向设置的弹簧2一端相连接。为了保证进入该阀进浆孔的泥浆能够及时并顺利地排出阀体外，上述阀体3中所设的径向孔数应至少为6-8个，且在阀体的该断面内均布。

在钻进冻结孔时，该阀置于一套筒7内(如图2所示)，位于此单向阀进口一侧的套筒端部将与同钻杆连接的连接器一堵套6相接，而套筒的另一端则固定连接钻头8。开启泥浆泵后，泥浆即通过阀体侧向从阀体与套筒的环形空间流向钻头，再由钻头从钻管和冻结孔壁的环形空间流进泥浆池，实现泥浆在钻孔施工中的循环。当冻结孔钻孔完成后，该阀在弹簧压力作用下自行关闭阀芯，阻止了岩土屑渣的回流，从而起到有效控制钻孔过程中的涌冒泥浆的现象。

本实用新型已经过多次水平冻结工程的试应用，效果良好，促进了水平冻结孔成孔技术的发展与提高。

Claims (2)

1、一种用于岩土钻进的泥浆单向循环专用阀，包括具有阶梯状轴向通孔的阀体以及依次设置于孔内的阀芯和弹簧，其特征在于，所述阀体之轴向孔的阶梯处设有径向通孔；在阀体的内孔直径相对较大一端固定有端盖并通过调节螺栓与沿孔内轴向设置的弹簧一端相连接。

2、如权利要求1所述的泥浆单向循环专用阀，其特征在于，上述阀体中的径向孔数至少为6-8个，且在该断面内均布。

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