[实用新型]高压孔内排水卸压水压式灌浆栓塞

说明书

本实用新型涉及一种高压孔内排水卸压水压式灌浆栓塞，属于灌浆和压水试验等领域孔内分段隔离设备。偏心变径接手与排水卸压机构螺纹连接，高压充塞管与排水卸压机构通过螺纹连接，栓塞胶囊与排水卸压机构螺纹连接，芯管上端与排水卸压机构螺纹连接，芯管下端与栓塞胶囊下端滑动连接，高压注浆管与排水卸压机构固定连接、并贯穿偏心变径接手和芯管。本实用新型利用压差平衡原理，可靠地实现了栓塞胶囊在孔内重复充塞和彻底排水卸压动作，在工程实践中得到了充分的验证，地层适应性强，在灌浆、压水试验、劈裂试验和矿场瓦斯抽放等领域都有很好的推广应用前景。

技术领域

本实用新型属于灌浆和压水试验等领域孔内分段隔离设备。

背景技术

1、我国灌浆(压水)行业现状

灌浆可分为孔口灌浆和分段灌浆，我国灌浆行业多采用孔口封闭法进行孔口灌浆，该工艺由于自身的局限性一般只适用于15m以内的浅孔进行低压灌浆，且效率较低。

分段灌浆和压水试验离不开栓塞，栓塞是进行钻孔分段隔离的关键器具。国内常见的灌浆(压水试验)栓塞有机械顶压式、气压式和普通水压式。机械顶压式栓塞的胶塞膨胀性有限，适应于完整硬岩地层，不适合在软岩和较破碎岩体进行灌浆或压水试验(故压水试验规程建议优先选用气压式栓塞或水压式栓塞)，且难以满足高压灌浆和自下而上分段灌浆的要求，效率低，易发生卡塞事故；气压式栓塞使用高压气泵造价极高，采用高压充气瓶，使用起来十分麻烦，同时存在安全隐患，且由于气体具有可压缩性，栓塞受高压会收缩变形而发生泄漏甚至滑塞事故，故不适合进行高压灌浆或压水试验；水压式栓塞安全、可靠、经济，由于水具有相对不可压缩性，故水压栓塞是进行高压灌浆和压水试验的一种理想栓塞。目前国内常用的水压栓塞只能实现孔口放水，栓塞胶囊在孔口至塞位的水柱压力作用下，收缩困难，常出现卡塞和断塞的故障，故一般只适合30m以内的浅孔进行灌浆或压水试验。

2、近年来水压式栓塞的研究成果及存在的问题

水压式栓塞由于安全、可靠、经济且水具有相对不可压缩性，故在灌浆和压水试验等领域有着不可替代的优势，但由于栓塞胶囊彻底排水卸压这一瓶劲技术难题的限制，使得水压式栓塞无法进一步推广应用。多年来，行业内不少专家和学者为解决水压式栓塞彻底排水卸压技术难题作了大量研究工作，也取得了许多研究成果，这些成果总结其基本原理为利用钻杆的旋转、上提或下压带动栓塞放水阀打开放水通道进行孔内彻底排水。它们最大的缺点是不能实现孔内重复充塞和放水故无法实现孔内连续作业，或现场操作十分繁琐不易掌控极易出故障导致孔内事故。当塞位不合理需要孔内串寻合理塞位时或需要孔内进行连续分段灌浆或压水试验时，此类栓塞就显得捉襟见肘，无能为力。

所以目前灌浆和压水试验中钻孔分段隔离方法仍沿用机械顶压式栓塞为主，水压和气压式栓塞为辅的钻孔分段隔离施工方法。

发明内容

本实用新型提供一种高压孔内排水卸压水压式灌浆栓塞，以解决栓塞胶囊在孔内不能重复充塞和排水卸压不彻底的问题。

本实用新型采取的技术方案是，偏心变径接手与排水卸压机构螺纹连接，高压充塞管与排水卸压机构通过螺纹连接并利用O型密封圈密封，栓塞胶囊与排水卸压机构螺纹连接并利用O型密封圈密封，芯管上端与排水卸压机构螺纹连接并利用O型密封圈密封，芯管下端与栓塞胶囊下端滑动连接并利用O型密封圈密封，高压注浆管与排水卸压机构固定连接、并贯穿偏心变径接手和芯管。

所述排水卸压机构的结构是：在配流阀体的偏心孔内安装平衡弹簧，配流阀杆从平衡弹簧上端穿入、下端与配流阀体的偏心小孔滑动连接，配流阀杆上端与配流阀套滑动配合、并用O型密封圈密封，配流阀套与配流阀体螺纹连接、并用O型密封圈密封，配流阀套上端与高压充塞管螺纹连接，配流阀体的充塞水口连通配流阀体的充塞水道，配流阀体的出塞水口连通栓塞胶囊水道和配流阀体的充塞水道，配流阀体的排水口连通外界和配流阀体的的下部。

本实用新型的优点是：