[發(fā)明專利]一種可簡單快速止?jié){/水的機械式密封塞及其安裝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310453083.5
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103485742A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張衛(wèi)平;溫新亮;李志軍;趙康林;李鵬;張寧;張學軍;楊艷玲;胡忠寶;王光偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵隧道集團二處有限公司
• 主分類號: E21B33/03
• 分類號: E21B33/03
• 代理公司: 北京中海智圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11282
• 代理人: 羅建平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)鉆探工程領(lǐng)域，尤其是一種可簡單快速止?jié){/水的機械式密封塞及其安裝方法。

背景技術(shù)

為了滿足巖體加固、防滲水等的需要，巖體高、低壓注漿應(yīng)用已很普遍，某些對地下水位要求嚴格的工程，如石油儲備庫水幕系統(tǒng)封油工程，當出現(xiàn)較大的涌水點或達不到最低水位要求時，也需要及時鉆孔進行帶壓注水補充，而注漿、注水孔口的帶壓密封一直是止水、止?jié){的一個難點。以往注漿、注水孔口帶壓密封多采用孔口管封閉和充氣式密封塞的方法，但采用孔口管封閉和充氣式密封塞等傳統(tǒng)帶壓密封方法封口總體效果差、操作復(fù)雜、成本高、工期長，達不到預(yù)期效果。

孔口管密封常規(guī)的做法是在孔口管周圍灌入水泥砂漿凝固固定密封，但在有水環(huán)境下，水泥砂漿往往被沖走或稀釋，很難凝固，注水時情況更是如此，造成孔口管安裝困難、安裝時間長、密封效果差，注漿/水孔內(nèi)壓力無法達到設(shè)計壓力，注漿/水效果差，漿液/水不能確保完全擴散到巖層裂隙中，達不到巖體加固或水幕油封的要求。公開號為CN103216205A專利申請公開的“一種地質(zhì)鉆探用可調(diào)孔口密封裝置”由中心管、上壓盤、承壓環(huán)、密封圈、下壓盤、鎖緊螺栓組成，所述中心管上端、下端均可與鉆桿相連接，承壓環(huán)焊接在中心管上，上壓盤與下壓盤用鎖緊螺栓固定在承壓環(huán)上，密封圈外徑與孔口管內(nèi)徑一致安裝在上壓盤與下壓盤中間的環(huán)形空間中。孔口密封裝置上端、下端連接鉆桿后下入孔口管中形成密封。該申請為地質(zhì)鉆探提供一種地質(zhì)鉆探用可調(diào)孔口密封裝置，可以較便捷地封閉孔口管與鉆桿間的環(huán)狀空間，實現(xiàn)壓力堵漏作業(yè)，同時具有保壓、扶正、防噴、保持孔壁穩(wěn)定等作用，能夠提高鉆探效率，有效降低鉆探成本。此外，該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低、壽命長，可以長時間重復(fù)使用。

充氣式密封塞設(shè)備各部位零部件需特殊加工組合而成，同時對橡膠塞有很高的要求，大多需進口，且須與充氣泵同時配套使用，操作復(fù)雜、成本高、工期長，在高壓注漿/水試驗中發(fā)現(xiàn)充氣式密封塞還存在如下兩個方面缺陷：其一，其“屏漿時間”短，所謂“屏漿時間”，就是在規(guī)定的灌漿壓力下，單位時間內(nèi)的吸漿量已達到結(jié)束標準，再延續(xù)一定的時間后結(jié)束灌漿，延續(xù)的時間稱為“屏漿時間”。因其內(nèi)管與塞為一體，內(nèi)管容易打死，可造成整個塞作廢，重復(fù)利用率低；其二，其不能采用“帶壓閉漿/水”措施，造成注漿效果差。所謂“帶壓閉漿”，就是在灌漿結(jié)束后把灌漿塞上的閥門在設(shè)計壓力下立即關(guān)閉，使灌入的漿液長時間保持受壓狀態(tài)，直至壓力自行消失到零為止，再打開閥門，取出灌漿塞。公告號為CN201326869的實用新型專利“充氣式密封塞”，它包括支架、通過拉桿與支架連接的堵塞支架，堵塞支架由一面開有圓弧凹槽的兩個圓臺相互連接一體而成，在兩個圓臺中的任意一個的另一面上設(shè)有與圓弧凹槽相通的進氣通道，在兩個圓臺的圓弧凹槽對接形成的環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有氣囊，氣囊的接頭通過進氣通道引出。該充氣式密封塞可預(yù)先根據(jù)管徑設(shè)計制作好，能重復(fù)使用，克服了采用法蘭或盲頭需要定制加工的缺陷；以整體式封堵，安裝方便快捷，能快速在管道或閥門內(nèi)部空腔進行隔離，起到防異物和密封作用；解決了管道、閥門等內(nèi)部空間隔離的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決常規(guī)帶壓密封方法的封口效果差、操作復(fù)雜、成本高、工期長、可重復(fù)利用率低等缺陷，本發(fā)明提供了一種可簡單快速止?jié){/水的機械式密封塞及其安裝方法，其具有密封性能好、操作簡單省力、無需特殊加工、便于安裝和拆卸、可重復(fù)利用率高等特點。

一種可簡單快速止?jié){/水的機械式密封塞，包括注漿/水內(nèi)管、套在所述注漿/水內(nèi)管外部的套管；所述注漿/水內(nèi)管的頭部具有套在注漿/水內(nèi)管上的第一鋼墊圈、橡膠塞套和第二鋼墊圈，所述第一鋼墊圈與注漿/水內(nèi)管固定連接，所述橡膠塞套位于第一鋼墊圈、第二鋼墊圈之間，所述注漿/水內(nèi)管的尾部具有外螺紋結(jié)構(gòu)，所述外螺紋部分裝配有第一鋼墊板以及用于防止第一鋼墊板滑動的第一螺母；所述套管的頭部與第二鋼墊圈相鄰，所述套管的尾部外側(cè)均勻設(shè)置數(shù)個翼板和第二鋼墊板；所述第一鋼墊板與第二鋼墊板之間設(shè)有千斤頂。

優(yōu)選地，所述注漿/水內(nèi)管尾部的外螺紋部分還設(shè)置有位于第一螺母與套管之間的第二螺母，所述套管尾部的端面上設(shè)有第三鋼墊圈，所述第二螺母與第三鋼墊圈相鄰。

優(yōu)選地，所述橡膠塞套的硬度為邵氏硬度60±5度。

本發(fā)明所述機械式密封塞的安裝方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）測量放樣及施鉆清孔，確定注漿/水內(nèi)管的管徑和長度、橡膠塞套的管徑和長度以及套管的管徑和長度；