[發明專利]一種斜凍結孔下凍結管裝置

有效

• 申請號: 201310430417.7
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN104453910A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 董新旺;袁輝;鄧昀;蒲朝陽;李尚澤;邵公育;楊雪
• 申請（專利權）人: 北京中煤礦山工程有限公司
• 主分類號: E21D1/14
• 分類號: E21D1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鉆井機械領域，涉及一種斜凍結孔下凍結管裝置。

背景技術

我國西部的大型煤礦，由于煤層的賦存淺，多趨向于斜井開拓，加之，斜井開拓投資省，工期短，出煤快，以及能用皮帶機實現連續運煤，所以，斜井井筒被推廣采用，如已建好的內蒙的馬泰壕礦、察哈素礦、查干卓爾礦，山西的古城礦、寵寵塔礦等都為斜井井筒；由于西部的地層復雜，在建斜井井筒時需相繼采用凍結法施工鑿井。凍結法施工鑿井是在預開挖的煤礦斜井井筒周圍，鉆出和井筒同心圓的幾十個均布的凍結孔，孔中下凍結管，然后，通過人工制冷技術，使地層中的水結冰，將松散含水巖土變成凍土，增加其強度和穩定性，隔絕地下水，以便在凍結壁的保護下，進行地下工程掘砌作業。

針對斜井凍結，理論上有不同方案，一是全部斜凍結孔、二是全部直凍結孔、三是頂部及兩幫用直孔底部用斜孔、四是頂部用斜孔兩幫用直孔。有資料顯示，全部斜凍結孔方案的打鉆工程量和凍結需冷量是最節約的，凍土的挖掘量最小，成本最小；但由于斜孔的鉆孔技術及配套工藝技術沒有突破，所以，目前，我國西部的斜井井筒在凍結法施工中一直沿用全部直凍結孔方案。

天地建井定向鉆進技術裝備研究所承攬了國家863計劃的《500米斜井凍結法鑿井關鍵技術與裝備》中專用斜井凍結孔鉆機的研制，為和工藝相配套，研制了斜凍結孔下凍結管裝置。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種斜凍結孔下凍結管裝置，利用斜井凍結孔鉆機，實現了下凍結管的工藝。

為了解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種斜凍結孔下凍結管裝置，包括轉換接頭，上中心管，下中心管，上中心管上有一對圓錐滾子軸承，軸承內圈和上中心管配合，外圈和油缸缸筒配合，活塞套在上中心管上，兼做活塞桿，油缸端蓋上有密封圈、防塵圈，上中心管和下中心管螺紋連接；下中心管上分別安裝有銜接套，推拉桿，卡瓦，鍵，Y型密封，導向塊；活塞下端與銜接套之間通過間隙調整套相連，活塞下端與銜接套之間有間隙；推拉桿上端與銜接套鉸接，下端與卡瓦鉸接連接；卡瓦與下中心管錐面配合，并通過鍵連接。上中心管上端和轉換接頭螺紋連接。

所述的油缸缸筒外側有防缸筒轉動的防轉桿。

所述的油缸缸筒進油管路上有液壓鎖。

所述的下中心管下端有1：4錐度。

所述的卡瓦為三瓣式結構，斜面錐度為1：4，卡瓦上有鍵槽。

由于采用上述技術方案，本裝置與斜井鉆機主軸相連接，又通過液壓系統可以實現楔緊凍結管，Y型密封圈密封凍結管內徑，可以實現下凍結管的同時循環鉆井液，同時可以旋轉凍結管柱，從工藝上實現安全下凍結管。

附圖說明

圖1是本斜凍結孔下凍結管裝置的結構示意圖；

圖2是本斜凍結孔下凍結管裝置的液壓系統圖；

圖中：1.轉換接頭2.上中心管3.上擋蓋4.圓螺母5.圓錐滾之軸承6.油缸缸筒7.活塞8.防轉桿9.雙向密封10.缸蓋11.活塞桿密封12.防塵圈13.螺栓14.間隙調整套15.銜接套16.銷軸17.推拉桿18.卡瓦19.帶錐度的燕尾槽20.下中心管21.Y型密封圈22.導向塊23.凍結管。25.液壓缸26.液壓鎖27.電磁換向閥28.溢流閥29.泵30.原動機31.油箱。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施例對斜凍結孔下凍結管裝置作進一步說明：如附圖1、附圖2，首先，將本裝置安裝于斜井鉆機動力頭主軸上，斜井鉆機動力頭后移，小吊車吊起凍結管并拖曳至主導軌線上，由后夾持器扶正夾持，給進系統運行帶動動力頭前移，慢慢將本裝置插入凍結管23后端中。啟動液壓系統，調定好系統壓力，打開電磁換向閥27，A口進油，推動活塞7運動，和銜接套15的間隙消除后，繼續運動，帶動推拉桿17推動卡瓦18楔緊凍結管至規定壓力，由液壓鎖26鎖定。動力頭、后夾持同時前移帶動單根凍結管23前移，凍結管23前端與已下入的凍結管對接后焊接，焊好后，單根凍結管就和整個管柱成整體，后夾持器松開移至最前端，啟動斜井鉆機的泥漿循環系統，前夾持器松開，給進系統運行帶動動力頭前移，推動整個凍結柱慢速下入斜凍結孔中，凍結管轄如過程中，若遇卡，動力頭主軸可以轉動帶動凍結管柱旋轉并進行泥漿循環。待整個凍結柱基本下入后由前夾持器夾住整個管柱，泥漿循環系統停止，啟動液壓系統，B口進油，推動活塞上行，帶動間隙調整套14、銜接套15、推拉桿17、卡瓦18微量上行，再控制動力頭及給進系統下行幾毫米，讓下中心管20和卡瓦18有分離，卡瓦18與凍結管23有分離，給進系統運行帶動動力頭后移，本裝置也從凍結管中起出隨動力頭后移，后夾持器后移進入下一個循環。