[發明專利]一種松散地層鉆孔泥漿護壁防塌性能檢驗儀及其使用方法

在審

• 申請號: 202010060674.6
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111236923A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 代國忠;史貴才;李雄威;李書進;施維成;黃小紅
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: E21B47/005
• 分類號: E21B47/005
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 王昊

本發明公開了一種松散地層鉆孔泥漿護壁防塌性能檢驗儀及其使用方法，屬于地下巖土工程施工領域。本發明的檢驗儀，利用外筒體和多孔內層環狀管構建松散砂土環狀堆積體，能夠模擬各類砂、礫石等松散地層鉆孔孔壁的實際情況，并利用可拆卸的多孔內層環狀管實現泥漿或清水在松散砂土環狀堆積體中的注入，在拆除多孔內層環狀管后即可通過觀察松散砂土環狀堆積體在清水浸泡下的狀態來直觀檢驗泥漿護壁的防塌效果，為該類復雜地層各類鉆孔工程順利施工提供可靠的依據；并且，該檢驗儀具有制作簡單、操作方便、符合環保要求、經濟成本低、可多次重復使用和直觀性強等優點，極具推廣應用價值，對確保砂、礫石等松散地層鉆孔工程的泥漿使用安全有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種地下巖土工程施工領域，更具體地說，涉及一種松散地層鉆孔泥漿護壁防塌性能檢驗儀及其使用方法。

背景技術

近年來，我國城市高層建筑、地下空間工程蓬勃發展，致使鉆孔工程應用非常普遍，特別是大直徑鉆孔灌注樁工程(樁徑φ400～2000mm，樁長幾十米到數百米不等)使用量每年達數十億根。在樁基工程及各類地下工程鉆孔(或挖槽)施工中，經常遇到砂、礫石等松散地層，該類巖土層孔壁極不穩定，容易發生坍塌、漏失等鉆孔事故。如何確保砂、礫石等松散地層孔壁的穩定性是需要解決的主要技術難題之一。實踐證明，選用護壁性能優越的泥漿來確保砂、礫石等松散地層孔壁的穩定性，是提高該類地層鉆孔工程施工質量與生產效率的最有效途徑。

常用的地下工程鉆孔護壁泥漿主要有細分散高固相泥漿、不分散聚丙烯酰胺低固相泥漿、水玻璃類無固相泥漿、野生植物膠類無固相泥漿、聚合物類無固相泥漿等類型。以往，主要通過六速旋轉粘度計、泥漿氣壓式失水儀等試驗手段間接測試泥漿的護壁防塌性能，這些測試方法都不能真實反映砂、礫石等松散地層鉆孔孔壁的實際情況，從而無法直觀反應出鉆孔護壁泥漿對松散地層鉆孔孔壁的防塌性能。中國專利申請號201810403238.7，申請公布日為2018年11月13日，發明創造名稱為：一種水基鉆井液強固壁防塌劑評價方法，該申請案涉及一種水基鉆井液強固壁防塌劑評價方法，其技術方案是：采用拉伸剪切強度測試強固壁防塌劑在巖心片試樣表面的膠結性能，即在平行于粘接面且在試樣主軸方向上施加一拉伸力，測試材料單搭接粘接處的剪切應力。該方法考慮了強固壁防塌劑“膠結、固化”的特殊作用方式，改善了單純采用封堵、抑制等實驗方法產生的片面性和誤差性；考慮到鉆井液處理劑的作用特點，對拉伸剪切強度測試的試樣材料、表面處理、固結方式、測試方法等步驟進行了改進，建立了新的適用于鉆井液強固壁劑的評價方法和指標，比現有技術更加合理、高效。但該申請案僅僅提供了一種防塌劑的評價方法，其是通過測定拉伸剪切強度的方式間接評價泥漿的護壁防塌性能，同樣無法直觀地反應出護壁泥漿對松散地層鉆孔孔壁的防塌性能。

經過檢索發現，目前尚無能夠模擬護壁泥漿對松散地層鉆孔孔壁防塌性能的試驗設備或裝置。為了能夠為復雜地層的各類鉆孔工程順利施工提供可靠依據，有必要設計一種松散地層鉆孔泥漿護壁防塌性能檢驗儀，以直觀檢測護壁泥漿對各類地層的防塌性能。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明旨在提供一種松散地層鉆孔泥漿護壁防塌性能檢驗儀及其使用方法，以解決現有技術手段難以真實反映護壁泥漿對砂、礫石等松散地層鉆孔孔壁防塌性能的實際情況，采用本發明的技術方案，利用外筒體和多孔內層環狀管構建用于填筑松散土形成松散砂土環狀堆積體的環形腔體，從而能夠模擬各類砂、礫石等松散地層鉆孔孔壁的實際情況，并利用可拆卸的多孔內層環狀管實現泥漿或清水在松散砂土環狀堆積體中的注入，使泥漿透過多孔內層環狀管的花孔在松散砂土環狀堆積體中形成護壁，在拆除多孔內層環狀管后即可通過觀察松散砂土環狀堆積體在清水浸泡下的狀態來直觀檢驗泥漿護壁的防塌效果，為該類復雜地層各類鉆孔工程順利施工提供可靠的依據；并且，該松散地層鉆孔泥漿護壁防塌性能檢驗儀具有制作簡單、操作使用方便、符合環保要求、經濟成本低、可多次重復使用和直觀性強等優點，極具推廣應用價值，對確保砂、礫石等松散地層鉆孔工程的泥漿使用安全有重要意義。

2.技術方案