[发明专利]利用水压锁止的水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置

说明书

本发明提供一种利用水压锁止的水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置，包括伸缩锁止机构、前钻杆以及后钻杆，所述伸缩锁止机构包括外管、内管、第一环形移动块、环形转盘、多个固定条以及第二环形移动块；向前钻杆内注水，利用内管内的水压推动第二环形移动块，从而控制环形转盘的转动，使得固定条的斜面齿在与环形转盘的第一斜面缺口或第二斜面缺口相啮合之间切换，进而控制第三通水孔与第一通水孔、第二通水孔的连通，实现利用孔内动力实现栓塞的加压和解封。本发明提出的技术方案的有益效果是：可实现超长水平钻孔内的压水试验，并能够保证长距离勘察过程的安全和顺利进行，满足工程勘察要求，可以促进水平定向钻进工程勘察技术的发展。

技术领域

本发明涉及水平定向钻进技术领域，尤其涉及一种利用水压锁止的水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置。

背景技术

目前，随着长距离大埋深隧道工程的增加，传统的垂直钻孔勘察方法遇到很大挑战。如果仍然使用传统的垂直钻孔勘察方法会面临很多问题，如所获得的地层信息不能满足工程设计需要，有效钻进长度过低，钻孔过深，钻孔数目过多，造价过高，受地形限制大等问题。

水平定向钻技术采用具有导向控向的设备在不开挖地表的情况下铺设供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线，该工法已经比较成熟，且具有精度高，造价低等优点。利用水平定向钻机沿隧道延伸方向钻进勘察，具有地形适应性好，地质参数获取容易、信息多，有效钻进长度长等优点，可以解决传统方法存在的问题，将是一种很好的替代技术，具有广阔的应用前景。

压水试验是工程地质勘察工作中一项重要的组成部分，目的是获取岩层的水文地质资料。但是，目前的压水试验装置不能完全适应超长水平定向钻孔中的环境。

目前水压式的栓塞封堵方法主要有以下两种，一是单独设置一根供水管路，给栓塞充水，使栓塞膨胀，二是利用钻机上下移动钻杆，通过钻杆的上下移动来控制栓塞水口的开关，以实现栓塞的封闭和压水过程的分别进行。在超长水平定向钻孔中，钻杆推进的时候，为了克服孔壁摩擦力，要进行钻杆的旋转。注水管布置在钻杆外，很容易发生缠绕，进而断裂，粗糙的孔壁也有可能对注水管造成损坏。水平定向钻孔长度可达几公里，这时钻杆柔性大，与孔壁摩擦力大，发生的弹性形变也较大，很可能做不到装置内钻杆精确前进后退，无法成功控制水口开关，造成试验失败。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种利用水压锁止的水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置。

本发明的实施例提供一种利用水压锁止的水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置，包括伸缩锁止机构、前钻杆以及后钻杆，所述伸缩锁止机构包括：

外管，沿前后向延伸，所述外管前端与所述前钻杆相连，所述外管外侧壁设有槽口向外的环形凹槽，所述环形凹槽位于所述外管外围，所述环形凹槽顶部设有环形栓塞以形成内腔，所述环形凹槽底壁贯穿设有第一通水孔；

内管，前端与所述外管后端密封连接，位于所述外管内，后端与所述后钻杆连接，所述后钻杆上设有高压封闭阀门，所述内管前端内侧壁向前凸伸形成环形凸伸部，所述环形凸伸部与所述外管之间形成环形限位空间，所述环形凸伸部与所述第一通水孔相对的位置贯穿设有第二通水孔，所述利用水压锁止的水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置后端呈封闭设置；

第一环形移动块，位于所述环形限位空间内，且位于所述环形凸伸部外围，所述第一环形移动块后端与所述内管前端通过弹簧连接，所述第一环形移动块侧壁贯穿设有第三通水孔，所述弹簧为初始状态时，所述第三通水孔与所述第一通水孔、所述第二通水孔连通；

环形转盘，位于所述环形凸伸部外围且位于所述环形限位空间内，所述环形转盘位于所述第一环形移动块前侧，所述环形转盘前端设有朝前的多个交替设置且依次相连的第一斜面缺口和多个第二斜面缺口，所述第一斜面缺口和所述第二斜面缺口具有同一倾斜方向的第一斜面，所述第一斜面缺口的深度比所述第二斜面缺口的深度大；