[發(fā)明專利]一種雙液旋噴鉆具和雙液旋噴注漿加固的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010695678.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111810079A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗文光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京光大銳拓工程技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B33/13
• 分類(lèi)號(hào): E21B33/13;E21B7/18;E21B17/18;E21B10/61
• 代理公司: 天津睿勤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 12225
• 代理人: 孟福成

1.一種雙液旋噴鉆具，包括驅(qū)動(dòng)連接軸、外殼，其特征在于，所述雙液旋噴鉆具還包括：第一注入管、第二注入管、中空內(nèi)鉆桿、中空外鉆桿、內(nèi)鉆頭、外鉆頭以及具有垂直噴口、水平噴口、第三噴口和密封件的雙液旋噴裝置；其中，

所述驅(qū)動(dòng)連接軸一端與外部驅(qū)動(dòng)裝置連接，另一端與所述中空內(nèi)鉆桿和中空外鉆桿同軸心固定連接，貫穿于所述外殼；

所述第一注入管位于外殼上部外周，與中空內(nèi)鉆桿的內(nèi)腔相連通；第二注入管位于外殼下部外周，與中空外鉆桿和中空內(nèi)鉆桿間的環(huán)形間隙相連通；

所述中空內(nèi)鉆桿與內(nèi)鉆頭固定連接，所述中空外鉆桿與外鉆頭固定連接；

所述雙液旋噴裝置的垂直噴口和水平噴口在雙液旋噴裝置的中心點(diǎn)處與所述中空內(nèi)鉆桿的內(nèi)腔相連通，所述第三噴口與所述環(huán)形間隙相連通；垂直噴口沿內(nèi)鉆頭方向延伸至內(nèi)鉆頭的底部，水平噴口垂直于所述垂直噴口均勻分布于外鉆頭外周，第三噴口位于所述水平噴口的上下兩側(cè)或四周；當(dāng)通過(guò)水平噴口噴射內(nèi)鉆桿內(nèi)的流體時(shí)，所述密封件密封于所述垂直噴口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙液旋噴鉆具，其特征在于，所述第一注入管至少為兩個(gè)，且均勻分布于所述外殼上部的外周上；所述第二注入管至少為兩個(gè)，且均勻分布于所述外殼下部的外周上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙液旋噴鉆具，其特征在于，所述第一注入管注入高壓水，第二注入管注入高壓水泥漿。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙液旋噴鉆具，其特征在于，所述外殼與第一注水管相連通的位置處具有第一環(huán)形凹槽；所述外殼與第二注入管相連通的位置處具有第二環(huán)形凹槽。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙液旋噴鉆具，其特征在于，所述水平噴口至少具有兩個(gè)，均勻分布于外鉆頭的上部外周。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙液旋噴鉆具，其特征在于，所述密封件為球形，直徑大于垂直噴口直徑1～3mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的雙液旋噴鉆具，其特征在于，所述固定連接，分別在連接的兩個(gè)端面上設(shè)置相對(duì)的鋸齒形卡槽，通過(guò)鋸齒咬合的方式實(shí)現(xiàn)可拆卸的固定連接。

8.一種雙液旋噴注漿加固的方法，其特征在于，通過(guò)內(nèi)鉆桿的內(nèi)腔輸送第一高壓流體，通過(guò)內(nèi)鉆桿和外鉆桿的環(huán)形間隙輸送第二高壓流體；在鉆孔作業(yè)時(shí)，通過(guò)設(shè)置在內(nèi)鉆頭底部與內(nèi)鉆桿內(nèi)腔連通的垂直噴口噴射第一流體完成鉆孔；在旋噴作業(yè)時(shí)，將垂直噴口密封，通過(guò)設(shè)置在外鉆頭外側(cè)的水平噴口和第三噴口同時(shí)噴射第一高壓流體及第二高壓流體，噴射第二高壓流體的第三噴口設(shè)置在所述水平噴口的上下兩側(cè)或周?chē)?；在第一高壓流體的沖擊下，第二高壓流體迅速滲入孔壁，同時(shí)，第一高壓流體與第二高壓流體混合，共同完成對(duì)鉆孔的注漿加固。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙液旋噴注漿加固的方法，其特征在于，所述第一高壓流體為高壓水，所述第二高壓流體為高壓水泥漿。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙液旋噴注漿加固的方法，其特征在于，所述雙液旋噴注漿加固方法包括如下步驟：

步驟S1，高壓注水管連接高壓水，高壓水泥漿注入管連接高壓水泥漿；

步驟S2，高壓水由注水管進(jìn)入中空內(nèi)鉆桿內(nèi)腔，高壓水泥漿由水泥漿注入管進(jìn)入中空內(nèi)鉆桿和中空外鉆桿的環(huán)柱狀間隙；

步驟S3，當(dāng)雙液旋噴鉆具處于鉆孔狀態(tài)時(shí)，雙液旋噴裝置高壓水垂直噴口開(kāi)放，高壓水從內(nèi)鉆桿內(nèi)腔流經(jīng)雙液旋噴裝置進(jìn)入內(nèi)鉆頭，為鉆孔作業(yè)提供高壓水；

步驟S4，鉆孔作業(yè)完成，進(jìn)行旋噴作業(yè)時(shí)，采用密封件封閉高壓水垂直噴口，高壓水垂直噴口封閉，水平噴口開(kāi)放，高壓水流經(jīng)內(nèi)鉆桿內(nèi)腔從雙液旋噴裝置的水平噴口噴出；

步驟S5，伴隨鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，高壓水旋轉(zhuǎn)噴射于鉆孔內(nèi)壁；分布于水平噴口兩側(cè)或周?chē)乃酀{噴口同時(shí)噴射高壓水泥漿，水泥漿在高壓狀態(tài)下滲入鉆孔內(nèi)壁，并與高壓水混合完成對(duì)鉆孔的填充和加固。