[实用新型]井筒冻结管切割器

说明书

技术领域

本实用新型涉及切割器，尤其涉及一种切割井筒冻结管的装置。

背景技术

近年来，在煤炭开采过程中，矿井建设逐步向深厚冲积层的深井建设发展，而面临的主要问题是围岩自承能力差和井筒漏水。冻结法能有效防水和提高围岩的稳定性，成为穿越不稳定厚表土层、破碎岩层、软岩地层最有效的立井特殊施工方法，受到了广泛应用。但是冻结法施工后的立井井筒，在冻结壁化冻以后，有以下两个方面的问题很难处理，主要表现在：第一，壁后含水层通过冻结管及壁后空隙相互串通，在井壁的接茬和裂隙处很容易发生漏水；第二，冻结过程中的冻胀融缩破坏了土的稳定性，井筒围岩松动和裂隙区域增大，不仅围岩稳定性减弱，而且增强了串水能力。由于上述原因，国内出现多次淹井事故。

为了防止以上事故的发生，一般采用破壁注浆，破壁注浆存在影响井筒使用、工期长、费用高等问题。为此，如果利用分布于井筒周围冻结管注浆，可以代替井下破壁注浆，不仅节约时间和成本，而且注浆范围均匀，对冻结管和围岩孔隙封堵效果明显。

但是，利用冻结管注浆，需要先在设计注浆位置穿透冻结管(切管)，形成注浆通道。目前有人提出冻结管射孔注浆技术，即利用聚能射孔爆破技术，在预定地层位置将冻结管射穿，然后在地面利用冻结管及射孔弹道对特定地层进行注浆充填加固。经试验，冻结管偏斜位置不好掌握，施工过程中经常出现破管位置不准确、破管尺度不好把握等情况，破管严重时还会炸坏井筒壁，出现事与愿违的淹井事故，限制了冻结管注浆技术的推广使用。

实用新型内容

本实用新型为解决冻结管注浆技术切管困难的问题，基于长柔性体旋转摆动原理，实用新型一种井筒冻结管切割器，同时实用新型一种井筒冻结管切割施工方法。

井筒冻结管切割器的构造是：它是在一个地面支架上安装一个变速电机，变速电机的输出轴垂直朝下，输出轴上设有钢绞线连接器，钢绞线连接器上连接一根钢绞线，钢绞线上每间隔一定距离吊挂固定上一个金刚石旋转齿盘。

所述的金刚石旋转齿盘，是在金属圆盘周边焊接有金刚石长齿；金刚石旋转齿盘上设有穿过钢绞线的中心孔；金刚石旋转齿盘直径小于冻结管直径，使其在冻结管中旋转时有一定晃动间隙。

上述金刚石旋转齿盘直径小于冻结管直径数为15-25mm。

本实用新型施工方法如下：

第一步：在冻结管的地面位置竖起地面支架，架起变速电机，使其输出轴垂直朝下，通过钢绞线连接器连接上钢绞线；

第二步：根据设计注浆时的不同位置深度，在钢绞线上量取准确尺寸做上标记，再将金刚石旋转齿盘一个个穿在钢绞线上，并固定在每个标记处；

第三步：向冻结管中下放钢绞线，将金刚石旋转齿盘一个个顺序下放至注浆管中；

第四步：接通电源，开动变速电机，金刚石旋转齿盘在冻结管中旋转，同时来回摆动碰撞管壁进行切割，最终将冻结管切割出与围岩相通的缝隙。

注浆前，可利用LB钻孔数字彩色摄像仪，探测切管情况，判断是否继续切管。

本实用新型井筒冻结管切割器的优点为：

(1)金刚石旋转齿盘直径比冻结管偏小，钢绞线和金刚石旋转齿盘靠自重悬吊，转速恒定时，冻结管切管位置准确；

(2)可同时安装多个金刚石旋转齿盘，切管范围大；

(3)切管尺寸可控制，直到满足注浆要求；

(4)切管对井筒及井筒围岩不会产生扰动；

(5)没有爆破振动和炸坏井筒壁的危险；

(6)施工工艺简单，不影响井筒的正常使用，成本低，施工速度快，劳动强度小。

附图说明

图1为本实用新型井筒冻结管切割器构造及使用情况示意图。

图例说明：1-变速电机，2-地面支架，3-钢绞线连接器，4-钢绞线，5-冻结管，6-金刚石旋转齿盘。

具体实施方式

如图1，井筒冻结管切割器的构造是：它是在一个地面支架2上安装一个变速电机1，变速电机1的输出轴垂直朝下，变速电机1的输出轴上设有钢绞线连接器3，钢绞线连接器3上连接一根钢绞线4，钢绞线4上每间隔一定距离吊挂固定上一个金刚石旋转齿盘6。

所述的金刚石旋转齿盘6，是在金属圆盘周边焊接有金刚石长齿；金刚石旋转齿盘上设有穿过钢绞线的中心孔；金刚石旋转齿盘直径小于冻结管直径，使其在冻结管中旋转时有一定摆动间隙。

上述金刚石旋转齿盘直径小于冻结管直径数为15-25mm。

本实用新型施工方法如图1所示，具体步骤是：