[发明专利]一种承压水地层自动封水后注浆封堵的装置及方法在审
申请号: | 201810069466.5 | 申请日: | 2018-01-24 |
公开(公告)号: | CN108412431A | 公开(公告)日: | 2018-08-17 |
发明(设计)人: | 杨坪;潘亚飞;余璐;黄烨迪;刘耀徽;李志成;王沐晨 | 申请(专利权)人: | 同济大学 |
主分类号: | E21B17/00 | 分类号: | E21B17/00;E21B33/12;E21B33/13 |
代理公司: | 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 | 代理人: | 宣慧兰 |
地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 承压水 钻杆孔 钻杆 中空通道 密封 橡胶环 封堵 封水 注浆 地层 活动密封结构 中部侧壁 自动开启 后向 止水 成功率 自动化 膨胀 | ||
本发明涉及一种承压水地层自动封水后注浆封堵的装置及方法,所述的装置包括钻杆(7),所述的钻杆(7)内部为中空通道,其特征在于,所述的中空通道的上部设有用于自动开启或密封中空通道的活动密封结构,所述的钻杆(7)中部侧壁上设有一圈用于承压水涌出的钻杆孔(3),钻杆孔(3)位置外侧的钻杆(7)上设有用于在钻杆孔(3)涌出承压水后向外侧膨胀的橡胶环(1),所述的橡胶环(1)将所有钻杆孔(3)密封其中。与现有技术相比,本发明能够自动化迅速密封,有效止水,避免了承压水突涌的发生,可行性强,成功率高。
技术领域
本发明涉及建筑技术领域,尤其是涉及一种承压水地层自动封水后注浆封堵的装置及方法。
背景技术
目前在修建公路、地铁等隧道时,面对含承压水地层,常采用超前注浆密封的方法进行处理,先进行钻进成孔,再放置注浆管注浆。由于地下水的承压性,以及在钻进成孔时需要人工密封注浆孔,当钻至承压水层时不能及时堵漏,导致突涌现象发生,造成安全事故,影响施工质量。在密封方面,国内外学者研究了化学自动化密封装置来密封,但是反应时间过长,效果不稳定,不明显。因此,在承压水环境下,进行注浆止水还缺少一种及时、便捷、有效的自动封水后注浆方法。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种承压水地层自动封水后注浆封堵的装置及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种承压水地层自动封水后注浆封堵的装置,包括钻杆,所述的钻杆内部为中空通道,所述的中空通道的上部设有用于自动开启或密封中空通道的活动密封结构,所述的钻杆中部侧壁上设有一圈用于承压水涌出的钻杆孔,钻杆孔位置外侧的钻杆上设有用于在钻杆孔涌出承压水后向外侧膨胀的橡胶环,所述的橡胶环将所有钻杆孔密封其中。
所述的活动密封结构包括挡板、圆台橡皮塞和辅助密封环,所述的挡板水平设置并固定在钻杆内壁上,所述的挡板上设有用于承压水上涌或注浆下移的孔隙,所述的辅助密封环设置在挡板上方并固定在钻杆内壁上,所述的圆台橡皮塞活动设置在挡板和辅助密封环之间,所述的辅助密封环内环面与圆台橡皮塞外壁相契合,当圆台橡皮塞上移贴合辅助密封环内环面后,钻杆的中空通道上部完成密封。
设置钻杆孔位置的钻杆侧壁向内凹陷,所述的钻杆侧部与橡胶环形成环形凹槽。
所述的钻杆孔直径大小为1.0-1.5cm。
所述的挡板为环形,挡板外环与钻杆内部中空通道内径相匹配,挡板内环均匀分布多个挡条,所述的挡条向挡板中心点方向延伸。
一种承压水地层自动封水后注浆封堵的方法,采用上述的装置辅助完成,该方法包括如下步骤:
S1:在钻杆底部安装钻头并钻孔,当钻进至承压水层时停止钻进;
S2:承压水从钻杆底部向上涌出,抵达活动密封结构处,活动密封结构密封钻杆的中空通道;
S3:钻杆的中空通道密封后,钻杆内承压水从钻杆孔涌出并填充橡胶环,橡胶环膨胀封闭钻杆与钻孔间隙;
S4:当承压水停止向上涌出后从钻杆中空通道上部注浆,注浆压力超过承压水压力时,活动密封结构打开,注浆向下移动封堵承压水。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)本发明承压水地层自动封水后注浆封堵的装置是在常规钻杆的基础上进行的改进,集成封装,并单独生产,可与任意规格钻杆搭接使用,适用性广泛,是一种可以推广的密封装置;
(2)本发明钻杆内部通过活动密封结构进行密封,钻杆外部与钻孔之间采用橡胶环进行密封,在承压水填充之后,橡胶环膨胀,与钻孔孔壁无缝接触,能够自动化迅速密封,有效止水,避免了承压水突涌的发生,封堵可行性强,成功率高;
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于同济大学,未经同济大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201810069466.5/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:土石方钻挖装置
- 下一篇:一种新型井巷工程冻结钻杆