[發(fā)明專利]承壓水地層鉆孔施工半封閉泥漿保壓循環(huán)工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710008293.1
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106801588B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳紅蕾;李方政;崔灝;高偉;韓玉福;李寧;姜國靜;崔兵兵;寧方波;付財;張松;王恒;李林;王躍;孔令輝;李志軍;劉偉民;孫右好
• 申請（專利權(quán)）人: 天地科技股份有限公司;北京中煤礦山工程有限公司
• 主分類號: E21B21/08
• 分類號: E21B21/08;E21B21/06
• 代理公司: 11666 北京冠榆知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 朱亞琦<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開承壓水地層鉆孔施工半封閉泥漿保壓循環(huán)工藝，(A)分別安裝設(shè)置鉆機(jī)、泥漿池、泥漿泵、孔口密封裝置和固液分離裝置；(B)將泥漿池的泥漿出口與泥漿泵的泥漿入口連通，將泥漿泵的泥漿出口與鉆機(jī)的泥漿入口連通；(C)固液分離裝置的泥漿入口與孔口密封裝置的泥漿出口連通，固液分離裝置的泥漿出口與泥漿池的泥漿入口連通；(D)根據(jù)鉆孔開孔處位置的承壓水壓力及地層深度設(shè)定固液分離裝置內(nèi)的壓力閥值，使得鉆孔內(nèi)的泥漿與地層的水土形成壓力平衡；(E)鉆機(jī)的鉆桿穿過孔口密封裝置進(jìn)行鉆孔施工。本發(fā)明承壓水地層鉆孔施工半封閉泥漿保壓循環(huán)工藝既不造成水土流失又不影響鉆孔在泥漿保護(hù)的情況下正常推進(jìn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及承壓水地層鉆孔施工技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備，特別涉及承壓水地層鉆孔施工半封閉泥漿保壓循環(huán)工藝。

背景技術(shù)

在市政隧道、深基坑以及地鐵建設(shè)施工中，鉆孔施工的部分工作面位于地下水位以下或開孔位置位于承壓水地層中，未采取措施施工時，多出現(xiàn)涌水、涌砂等事故，造成地層水土流失嚴(yán)重，甚至地面塌陷，損害周圍結(jié)構(gòu)物。因此，在承壓水地層中進(jìn)行水平鉆孔施工過程中，泥漿與地層的水土壓力平衡可減緩或避免鉆孔施工對原有地層的擾動影響，減少水土流失。如在地勘或煤礦垂直鉆孔過程中，泥漿比重產(chǎn)生的水土壓力平衡可避免塌孔等事故發(fā)生。

現(xiàn)今常用的解決方法是采用孔口管、閥門及壓緊裝置進(jìn)行密封鉆進(jìn)(如圖1所示)。在該鉆孔裝置下施工，存有以下弊端：1)孔內(nèi)泥漿壓力不穩(wěn)定，難以形成泥漿與地層的水土壓力平衡；2)鉆孔排渣只能依靠孔口管旁通閥的開啟，易造成涌水、涌砂。因此，在穩(wěn)定泥漿壓力下孔內(nèi)排渣是重點，如何在泥漿保壓下能有效排渣成為承壓水地層鉆孔施工的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明在于提供一種既不造成水土流失又不影響鉆孔在泥漿保護(hù)的情況下正常推進(jìn)的承壓水地層鉆孔施工半封閉泥漿保壓循環(huán)工藝。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

承壓水地層鉆孔施工半封閉泥漿保壓循環(huán)工藝，包括如下步驟：

(A)分別安裝設(shè)置鉆機(jī)、泥漿池、泥漿泵、孔口密封裝置和固液分離裝置；

(B)將所述泥漿池的泥漿出口與所述泥漿泵的泥漿入口連通，將所述泥漿泵的泥漿出口與所述鉆機(jī)的泥漿入口連通；

(C)所述固液分離裝置的泥漿入口與所述孔口密封裝置的泥漿出口連通，所述固液分離裝置的泥漿出口與所述泥漿池的泥漿入口連通；

(D)根據(jù)鉆孔開孔處位置的承壓水壓力及地層深度設(shè)定所述固液分離裝置內(nèi)的壓力閥值，使得鉆孔內(nèi)的泥漿與地層的水土形成壓力平衡；所述固液分離裝置內(nèi)的壓力超過設(shè)定的壓力閥值時，所述固液分離裝置的泥漿出口打開并將泥漿排出到所述泥漿池內(nèi)；所述固液分離裝置內(nèi)的壓力低于設(shè)定的壓力閥值時，所述固液分離裝置的泥漿出口關(guān)閉；

(E)所述鉆機(jī)的鉆桿穿過所述孔口密封裝置進(jìn)行鉆孔施工，泥漿通過所述孔口密封裝置排出并進(jìn)入到所述固液分離裝置內(nèi)。

上述承壓水地層鉆孔施工半封閉泥漿保壓循環(huán)工藝，所述孔口密封裝置包括孔口管、球閥和壓緊裝置，所述孔口管的一端伸入到鉆孔內(nèi)，所述壓緊裝置安裝在所述孔口管的另一端上，所述球閥安裝在鉆孔入口與所述壓緊裝置之間的所述孔口管上；所述鉆桿依次穿過所述壓緊裝置、所述孔口管遠(yuǎn)離鉆孔一端的管口、以及所述球閥進(jìn)行鉆孔施工。