[发明专利]一种泵吸降压定向注浆设备和方法

权利要求书

1.一种泵吸降压定向注浆设备，包括富水地层(1)，其特征在于：所述富水地层(1)的内部设置有溶腔管道(2)，所述溶腔管道(2)的中上游端连通有第一输液管(3)，所述第一输液管(3)远离溶腔管道(2)的一端连通有第一减压水泵(4)，所述溶腔管道(2)的上游端连通有第二输液管(5)，所述第二输液管(5)远离溶腔管道(2)的一端连接有第二减压水泵(6)，所述溶腔管道(2)的中下端连通有注入管道(7)，所述注入管道(7)远离溶腔管道(2)的一端连通有第一支管(8)和第二支管(9)，所述第一支管(8)远离注入管道(7)的一端连通有第一水泥注浆泵(10)，所述第二支管(9)远离注入管道(7)的一端连通有速凝剂泵(11)，所述第一支管(8)的表面设置有压力传感器(12)，所述第二支管(9)的表面设置有流量传感器(13)，所述流量传感器(13)的输出端固定连接有控制终端计算机(14)，所述溶腔管道(2)的下游管道内设置有下游通道阻塞装置(15)，所述下游通道阻塞装置(15)的表面连接有第三输液管(16)，所述第三输液管(16)远离下游通道阻塞装置(15)的一端固定连接有第二水泥注浆泵(17)，所述控制终端计算机(14)分别与压力传感器(12)、流量传感器(13)、第一水泥注浆泵(10)和速凝剂泵(11)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种泵吸降压定向注浆设备，其特征在于：所述第一输液管(3)、第二输液管(5)、第一支管(8)和第二支管(9)的表面均设置有电控阀门(18)。

3.一种泵吸降压定向注浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：现场勘察，测量突涌水孔的水压和流量，溶腔管道(2)尺寸范围；

S2：在控制终端计算机(14)内，输入水压、注入流量、设计注入距离和溶腔管道(2)尺寸范围的参数，得到速凝剂注入量和水泥注入量的关系，以及注浆压力控制范围；

S3：将注入管道(7)与第一水泥注浆泵(10)和速凝剂泵(11)连接，并在管道上布置流量传感器(13)、压力传感器(12)和电控阀门(18)；

S4：在溶腔管道(2)上游位置钻孔，放置第一减压水泵(4)和第二减压水泵(6)，减压水泵根据注浆设计距离的长短而增加或者减少；

S5：在溶腔管道(2)下游位置钻孔，放置下游通道阻塞装置(15)，打开所有减压水泵，通过第二水泥注浆泵(17)并向阻塞装置中注入水泥浆，该装置滤水后，形成水泥栓塞，阻断下游方向流动通道，然后关闭第二水泥注浆泵(17)；

S6：关闭第二减压水泵(6)，开启第一减压水泵(4)，然后打开第一水泥注浆泵(10)，向溶腔管道(2)内注浆，当第一减压水泵(4)排出水泥浆时，开启速凝剂泵(11)，此时，控制终端计算机(14)依据设定值，自动控制水泥流量和速凝剂流量，从而形成速凝水泥浆液，当第一减压水泵(4)排出粘稠水泥浆时，说明速凝水泥浆液已经充满第一水泥注浆泵(10)与第一减压水泵(4)之间的溶腔管道(2)；

S7：打开第二减压水泵(6)，然后逐渐关闭第一减压水泵(4)，保持速凝水泥浆液注入流量，当第二减压水泵(6)排出更为粘稠的水泥浆甚至膏状体时，关闭第二减压水泵(6)，然后注浆降低注入流量，并保持一段时间，确保速凝水泥浆液完全凝固；

S8：移除减压水泵，检验封堵效果。

4.根据权利要求1所述的一种泵吸降压定向注浆设备，其特征在于：所述富水地层(1)的内部开设有放置第一输液管(3)、第二输液管(5)、注入管道(7)和第三输液管(16)的通槽。

5.根据权利要求1所述的一种泵吸降压定向注浆设备，其特征在于：所述下游通道阻塞装置(15)的表面为滤水材料。

6.根据权利要求1所述的一种泵吸降压定向注浆设备，其特征在于：所述第一减压水泵(4)和第二减压水泵(6)为同一种减压水泵。