[发明专利]一种穿越卵石地层的钻进工具有效

专利信息
申请号: 202110068750.2 申请日: 2021-01-19
公开(公告)号: CN112878899B 公开(公告)日: 2023-05-05
发明(设计)人: 刘芳 申请(专利权)人: 中长天工勘测集团有限公司
主分类号: E21B7/00 分类号: E21B7/00;E21B12/00;E21B15/00;E21B3/02;E21B33/13;E21B10/43
代理公司: 宁波海曙甬睿专利代理事务所(普通合伙) 33330 代理人: 胡倩
地址: 330052 江西省南昌市南昌经济技术开发区经开*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 一种 穿越 卵石 地层 钻进 工具
【说明书】:

对于钻头穿越富水卵石地层时易掉钻的技术难题,本发明提出了设置护壁段这种隔离装置的技术构思,通过护壁段将卵石地层与钻孔内部隔离,保护钻头继续向下钻进。进一步的,本发明设计了一种带有护壁段的可插拔钻进工具,使得钻进工具钻进至卵石地层时将护壁段滞留至此,并将动力段携带上去。护壁段设置的通孔可以作为抽取富水卵石地层内水的通道以及注浆充填的通道;护壁段设置有钻进部使其具有钻进能力,钻进卵石地层时,卵石会进入护壁段内,故设置了包含内钻杆、羽翼状刀翼、先导钻头的内部钻进系统,可以破碎护壁段内的卵石;设置的羽翼状刀翼可以起到破碎卵石的作用;且由于护壁段尺寸远大于传统钻头尺寸因此不会出现掉钻现象。

技术领域

本发明属于市政施工领域,涉及一种穿越卵石地层的钻进工具。

背景技术

市政工程一般是指在城市区规划建设范围内设置各种建筑物、构筑物,在进行施工时,其必要的条件是保证地基的稳定。地基是指建筑物下面支撑的土体或岩体,地基不属于建筑的组成部分,但它对保证建筑物的坚固耐久具有非常重要的作用。地基要具有足够的承载力,地基的沉降量需控制在一定范围内,地基要有防止产生倾覆、失稳方面的能力,因此在进行地面建筑物施工之前必须先加固地基。

地基中的富水卵石地层一直是地基加固的重点、难点区域,一般而言富水卵石地层的加固方法是通过地面钻孔向其内注入充填材料,如水泥浆。但是当遇到两层富水卵石地层时,钻具需穿越上一层卵石地层以后才能对下一层卵石地层进行加固,而钻具穿越卵石地层时容易产生抱钻现象,从而无法提钻,导致钻孔报废,因此急需提供一种可以穿越富水卵石地层的钻进工具,以解决两层卵石地层的加固问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足,本发明提供一种穿越卵石地层的钻进方法,包括如下施工步骤:S1,在地基加固区域内,采用常规钻头连接钻杆,自地面向富水卵石地层施工多个钻孔,当钻进至上部富水卵石地层后,提钻,卸掉常规钻头;

优选的,钻孔孔径小于护壁筒的外径;

S2,采用穿卵石钻进工具沿着原钻孔进行钻进,该穿卵石钻进工具包括动力段和护壁段,两者同轴设置,动力段包括自上而下的钻杆连接段、喇叭形过渡段、上连接段,护壁段包括自上而下的下连接部、护壁筒和多个钻进部,护壁筒上均匀设置有通孔,上连接段通过其下端的上连接部与下连接部可插拔连接;将钻杆连接段上部与钻杆连接,钻进部切割上部富水卵石地层内卵石,直至钻进至上部富水卵石地层的底板地层一定深度,此时护壁筒顶端位于上部富水卵石地层顶板地层内一定范围;

优选的,上连接段的直径大于钻杆连接段的直径,各钻进部沿着护壁筒周向间隔、均匀设置。

S3,启动内部钻进系统,该内部钻进系统具体为在过渡段内部水平设置支撑架,支撑架上固定驱动电机,驱动电机输出轴上连接内钻杆,内钻杆上部设置有多层羽翼状刀片,每层均匀设置2个以上,内钻杆底部连接有先导钻头;启动驱动电机,使其驱动内钻杆旋转,带动羽翼状刀片破碎钻进工具内部的卵石;

与此同时,自钻杆内部抽取上部富水卵石地层中的水,水携带切割碎的卵石岩屑一起被抽送至地表;当排出至地表的水不在含有卵石岩屑时,关闭驱动电机;

S4,提钻,动力段随着钻杆一起提升至地面,下部的护壁段留在上部富水卵石地层中,使得上部富水卵石地层与钻孔内部空间仅通过通孔连通;

S5,注浆,在孔口安装井口装置,井口装置采用一个三通结构,上路连接压力表,下路连接钻孔,水平路连接注浆管路,安装完毕后注浆;

优选的,先注入的浆体为粉煤灰浆体,当压力升高后注水泥浆;

S6,注浆结束后,采用常规钻头连接钻杆,沿着原钻孔继续钻进,此时钻头在护壁段的保护下从其内部穿过上部富水卵石地层,直至钻进至下部富水卵石地层;提钻,抽取下部富水卵石地层中的水;之后注浆,注浆方法同步骤S5;

S7,注浆结束后,向钻孔内放入钢筋笼,灌注水泥浆形成钢筋水泥桩用以加固地基。

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