[實用新型]高壓孔內排水卸壓水壓式灌漿栓塞

有效

• 申請號: 201721667934.6
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN207472663U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 田偉;莊景春;王志學;楊曉晗;紀恒魁;劉秀寶;路殿中;田野;盛春海;門樹林;楊海鑫;楊雪;王大放;張爍
• 申請（專利權）人: 中水東北勘測設計研究有限責任公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本實用新型涉及一種高壓孔內排水卸壓水壓式灌漿栓塞，屬于灌漿和壓水試驗等領域孔內分段隔離設備。偏心變徑接手與排水卸壓機構螺紋連接，高壓充塞管與排水卸壓機構通過螺紋連接，栓塞膠囊與排水卸壓機構螺紋連接，芯管上端與排水卸壓機構螺紋連接，芯管下端與栓塞膠囊下端滑動連接，高壓注漿管與排水卸壓機構固定連接、并貫穿偏心變徑接手和芯管。本實用新型利用壓差平衡原理，可靠地實現了栓塞膠囊在孔內重復充塞和徹底排水卸壓動作，在工程實踐中得到了充分的驗證，地層適應性強，在灌漿、壓水試驗、劈裂試驗和礦場瓦斯抽放等領域都有很好的推廣應用前景。

技術領域

本實用新型屬于灌漿和壓水試驗等領域孔內分段隔離設備。

背景技術

1、我國灌漿(壓水)行業現狀

灌漿可分為孔口灌漿和分段灌漿，我國灌漿行業多采用孔口封閉法進行孔口灌漿，該工藝由于自身的局限性一般只適用于15m以內的淺孔進行低壓灌漿，且效率較低。

分段灌漿和壓水試驗離不開栓塞，栓塞是進行鉆孔分段隔離的關鍵器具。國內常見的灌漿(壓水試驗)栓塞有機械頂壓式、氣壓式和普通水壓式。機械頂壓式栓塞的膠塞膨脹性有限，適應于完整硬巖地層，不適合在軟巖和較破碎巖體進行灌漿或壓水試驗(故壓水試驗規程建議優先選用氣壓式栓塞或水壓式栓塞)，且難以滿足高壓灌漿和自下而上分段灌漿的要求，效率低，易發生卡塞事故；氣壓式栓塞使用高壓氣泵造價極高，采用高壓充氣瓶，使用起來十分麻煩，同時存在安全隱患，且由于氣體具有可壓縮性，栓塞受高壓會收縮變形而發生泄漏甚至滑塞事故，故不適合進行高壓灌漿或壓水試驗；水壓式栓塞安全、可靠、經濟，由于水具有相對不可壓縮性，故水壓栓塞是進行高壓灌漿和壓水試驗的一種理想栓塞。目前國內常用的水壓栓塞只能實現孔口放水，栓塞膠囊在孔口至塞位的水柱壓力作用下，收縮困難，常出現卡塞和斷塞的故障，故一般只適合30m以內的淺孔進行灌漿或壓水試驗。

2、近年來水壓式栓塞的研究成果及存在的問題

水壓式栓塞由于安全、可靠、經濟且水具有相對不可壓縮性，故在灌漿和壓水試驗等領域有著不可替代的優勢，但由于栓塞膠囊徹底排水卸壓這一瓶勁技術難題的限制，使得水壓式栓塞無法進一步推廣應用。多年來，行業內不少專家和學者為解決水壓式栓塞徹底排水卸壓技術難題作了大量研究工作，也取得了許多研究成果，這些成果總結其基本原理為利用鉆桿的旋轉、上提或下壓帶動栓塞放水閥打開放水通道進行孔內徹底排水。它們最大的缺點是不能實現孔內重復充塞和放水故無法實現孔內連續作業，或現場操作十分繁瑣不易掌控極易出故障導致孔內事故。當塞位不合理需要孔內串尋合理塞位時或需要孔內進行連續分段灌漿或壓水試驗時，此類栓塞就顯得捉襟見肘，無能為力。

所以目前灌漿和壓水試驗中鉆孔分段隔離方法仍沿用機械頂壓式栓塞為主，水壓和氣壓式栓塞為輔的鉆孔分段隔離施工方法。

發明內容

本實用新型提供一種高壓孔內排水卸壓水壓式灌漿栓塞，以解決栓塞膠囊在孔內不能重復充塞和排水卸壓不徹底的問題。

本實用新型采取的技術方案是，偏心變徑接手與排水卸壓機構螺紋連接，高壓充塞管與排水卸壓機構通過螺紋連接并利用O型密封圈密封，栓塞膠囊與排水卸壓機構螺紋連接并利用O型密封圈密封，芯管上端與排水卸壓機構螺紋連接并利用O型密封圈密封，芯管下端與栓塞膠囊下端滑動連接并利用O型密封圈密封，高壓注漿管與排水卸壓機構固定連接、并貫穿偏心變徑接手和芯管。

所述排水卸壓機構的結構是：在配流閥體的偏心孔內安裝平衡彈簧，配流閥桿從平衡彈簧上端穿入、下端與配流閥體的偏心小孔滑動連接，配流閥桿上端與配流閥套滑動配合、并用O型密封圈密封，配流閥套與配流閥體螺紋連接、并用O型密封圈密封，配流閥套上端與高壓充塞管螺紋連接，配流閥體的充塞水口連通配流閥體的充塞水道，配流閥體的出塞水口連通栓塞膠囊水道和配流閥體的充塞水道，配流閥體的排水口連通外界和配流閥體的的下部。

本實用新型的優點是：