[發明專利]一種深孔壓水試驗裝置

在審

• 申請號: 201811025529.3
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109162695A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 黃華;李漢橋;謝實宇;袁宜勛;劉沖平;張海平;房艷國;陳長生;李紅星;胡少康
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司;長江三峽勘測研究院有限公司（武漢）
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

本發明涉及工程地質勘察中的鉆孔壓水試驗，尤其是涉及一種深孔壓水試驗裝置。該試驗裝置，包括變徑接頭、活塞組件、單向閥組件和栓塞膠囊體，通過兩條獨立且可適時打開或封閉，適時轉換的水流通道，既可先行實施壓水充脹栓塞膠囊工序過程，隨后通過簡單操作即可實現適時單向閥功能，封閉壓水充脹膠囊水道并形成高壓封閉區保證和保持栓塞密封性能，同時一并改變水流通道路徑至試驗段出水口，即可繼續實施壓水試驗工序過程。這樣可省去現有方法中專為壓水充脹栓塞所配備和使用的另一套高壓充水泵以及全孔長度的高壓供水管路。減少所需設備器材配置且降低成本、簡化操作。

技術領域

本發明涉及工程地質勘察中的鉆孔壓水試驗，尤其是涉及一種深孔壓水試驗裝置。

背景技術

鉆孔壓水試驗是工程地質勘察中獲取巖層水文地質資料的一項重要工作內容。

壓水試驗規程要求“一般每5米孔深實施一段壓水試驗；宜采用水壓式或氣壓式栓塞”。工程地質勘察生產機組在選擇鉆孔壓水試驗技術方案時，根據試驗器栓塞的類型和其適用條件，一般淺孔多采用機械頂壓式栓塞法，深孔多采用水壓式或氣壓式栓塞法；由于采用氣壓式栓塞法需另外配備一套高壓充氣泵或高壓氣罐作為供氣源，從盡量減少試驗設備器材配置及現場安全性因素考慮出發，對氣壓式栓塞法基本已少有選擇，目前最廣泛使用的多為水壓式栓塞法技術方案。工程地質勘察深孔鉆探技術按鉆進工具可劃分為兩大類：常規鉆具鉆進法、繩索鉆具鉆進法。這兩類鉆進方法的鉆孔壓水試驗技術方案按栓塞類型多選擇采用以下兩種：

(1)水壓式單栓塞法——鉆孔從上至下每鉆進達到一個試段長度孔深，隨即下入水壓式單栓塞，進行一次壓水試驗，然后提出單栓塞試驗器，再鉆進下一個試段孔深，如此循環直至全孔。

(2)水壓式雙栓塞法——鉆進完成全孔后，下入水壓式雙栓塞，按要求的每一試段長度，沿全孔深逐段分別連續實施完成全孔的壓水試驗。

單栓塞法和雙栓塞法均采取先由一根全孔長度單獨高壓管路供水，通過壓水充脹栓塞(單或雙)膠囊，使其膨脹起到封隔試驗段作用，然后關閉并密封此高壓水通道，再通過全孔鉆桿柱(壓水管)水流通道向壓水試驗孔段送水，進行壓水試驗的方法。

水壓式的橡膠封隔器單栓塞及雙栓塞當前國內均有完善的配套定型產品，試驗器栓塞耐壓一般可達10Mpa～30Mpa壓力值，生產機組按所需孔徑規格及壓力值指標進行型號選擇，購置配備投入使用即可。然而，這些鉆進工藝所采用的水壓式單栓塞和雙栓塞壓水試驗現有技術方案，雖已廣泛使用且成熟可靠，但實施應用中仍存在以下問題：

(1)需配備一套單獨的設施：高壓充水泵、以及全孔深的高壓供水管路(一般為通水孔約Φ6mm內徑的耐壓軟膠管或鋼編軟管)；

(2)在進行試段正式壓水試驗工序時，為保證栓塞封隔試段的性能可靠，整個全孔長度高壓軟管至栓塞膠囊內腔范圍均呈高壓區，壓水試驗過程須一直保持密封狀態，若出現管路破損或接頭漏水使高壓區發生泄壓情況，將會影響栓塞的密封性，需作補充多次加壓操作，甚至可能出現密封性不夠致使影響試驗，需進行檢查泄壓原因及部位，再作修理或更換處理。(3)每段壓水試驗結束，由于單或雙栓塞膠囊被高壓水膨脹后的泄壓回復原狀動作，需從地面打開閥門讓水在壓差作用下沿全孔深的高壓軟管緩緩流出，所以泄壓過程較為費時，特別是深孔條件下，等待泄壓的時間過長，且有時出現孔內水位壓差異常或地層特殊孔壁不規則影響等情況，使栓塞膠囊不易完全泄壓回復原狀，造成試驗器栓塞難以順利起拔的情況；

(4)在每段下入壓水試驗器時，為防止全孔深的栓塞水壓軟膠管與鉆桿(壓水管)發生降速不均及纏繞現象，需每隔數米與鉆桿作細致的捆扎固定，起出試驗器時又需將每處捆扎拆分，從而使得下入和起出試驗器操作過程較為繁瑣和費時。

發明內容