[發(fā)明專利]一種穿越碎石地層的鉆進(jìn)工具

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110068764.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN112878900A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市華普生產(chǎn)力促進(jìn)有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/00
• 分類號(hào): E21B7/00;E21B12/00;E21B15/00;E21B3/02;E21B33/13;E21B10/43
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 龍濤

對(duì)于鉆頭穿越碎石地層時(shí)易掉鉆的技術(shù)難題，本發(fā)明提出了設(shè)置護(hù)壁段這種隔離裝置的技術(shù)構(gòu)思，通過護(hù)壁段將碎石地層與鉆孔內(nèi)部隔離，保護(hù)鉆頭繼續(xù)向下鉆進(jìn)。進(jìn)一步的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種帶有護(hù)壁段的可插拔鉆進(jìn)工具，使得鉆進(jìn)工具鉆進(jìn)至碎石地層時(shí)將護(hù)壁段滯留至此，并將動(dòng)力段攜帶上去，動(dòng)力段可循環(huán)使用。護(hù)壁段設(shè)置有鉆進(jìn)部使其具有鉆進(jìn)能力，鉆進(jìn)充填有粉煤灰/水泥的碎石地層時(shí)，碎石充填體會(huì)進(jìn)入護(hù)壁段內(nèi)，故設(shè)置了包含內(nèi)鉆桿、羽翼狀刀翼、階梯鉆頭的內(nèi)部鉆進(jìn)系統(tǒng)，可以破碎護(hù)壁段內(nèi)的碎石充填體,且由于護(hù)壁段尺寸遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)鉆頭尺寸因此不會(huì)出現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于市政施工領(lǐng)域，涉及一種穿越碎石地層的鉆進(jìn)工具。

背景技術(shù)

市政工程一般是指在城市區(qū)規(guī)劃建設(shè)范圍內(nèi)設(shè)置各種建筑物、構(gòu)筑物，在進(jìn)行施工時(shí)，其必要的條件是保證地基的穩(wěn)定。地基是指建筑物下面支撐的土體或巖體，地基不屬于建筑的組成部分，但它對(duì)保證建筑物的堅(jiān)固耐久具有非常重要的作用。地基要具有足夠的承載力,地基的沉降量需控制在一定范圍內(nèi)，地基要有防止產(chǎn)生傾覆、失穩(wěn)方面的能力，因此在進(jìn)行地面建筑物施工之前必須先加固地基。

地基下覆的碎石地層一直是地基加固的重點(diǎn)區(qū)域，一般而言碎石地層的加固方法是通過地面鉆孔向其內(nèi)注入充填材料，如粉煤灰、水泥漿加固。但是當(dāng)遇到兩層碎石地層時(shí)，鉆具需穿越上一層碎石地層以后才能對(duì)下一層碎石地層進(jìn)行加固，而鉆具穿越碎石地層時(shí)容易產(chǎn)生抱鉆現(xiàn)象，從而無法提鉆，導(dǎo)致鉆孔報(bào)廢，因此急需提供一種可以穿越碎石地層的鉆進(jìn)工具，以解決兩層碎石地層的加固問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種穿越碎石地層的鉆進(jìn)方法，包括如下施工步驟：S1，在地基加固區(qū)域內(nèi)，采用常規(guī)鉆頭連接鉆桿，自地面向碎石地層施工多個(gè)鉆孔；

優(yōu)選的，鉆孔孔徑小于護(hù)壁筒的外徑；

S2,當(dāng)鉆進(jìn)至上部碎石地層時(shí)，提鉆，注漿，注入的漿體為粉煤灰漿體；在孔口安裝井口裝置，井口裝置采用一個(gè)四通結(jié)構(gòu)，上路連接壓力表，下路連接鉆孔，水平兩路中一路連接注漿管路，一路連接注水管路；先注水沖刷管路以及上部碎石地層中碎石間的間隙，再注漿，之后交替泵注漿體和清水；

優(yōu)選的，采用常壓注漿高壓注水的注入方案。

S3,注漿結(jié)束后，采用穿碎石鉆進(jìn)工具沿著原鉆孔進(jìn)行鉆進(jìn)，該穿碎石鉆進(jìn)工具包括動(dòng)力段和護(hù)壁段，兩者同軸設(shè)置，動(dòng)力段包括自上而下的鉆桿連接段、喇叭形過渡段、上連接段，護(hù)壁段包括自上而下的下連接部、護(hù)壁筒、多個(gè)鉆進(jìn)部，上連接段通過其下端的上連接部與下連接部可插拔連接；將鉆桿連接段上部與鉆桿連接，鉆進(jìn)部切割上部碎石地層內(nèi)碎石與充填體，直至鉆進(jìn)至上部碎石地層的底板一定深度處，此時(shí)護(hù)壁段頂端位于上部碎石地層完整頂板內(nèi)一定范圍；

與此同時(shí)，內(nèi)部鉆進(jìn)系統(tǒng)也工作，該內(nèi)部鉆進(jìn)系統(tǒng)具體為在過渡段內(nèi)部水平設(shè)置支撐架，支撐架上固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸上連接內(nèi)鉆桿，內(nèi)鉆桿上部設(shè)置有多層羽翼狀刀片，每層均勻設(shè)置2個(gè)以上，內(nèi)鉆桿底部連接有階梯鉆頭；啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)內(nèi)鉆桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)階梯鉆頭、羽翼狀刀片切割鉆進(jìn)工具內(nèi)部的碎石；

優(yōu)選的，整個(gè)鉆進(jìn)過程自鉆桿內(nèi)部泵入泥漿沖洗液；

優(yōu)選的，上連接段的直徑大于鉆桿連接段的直徑，各鉆進(jìn)部沿著護(hù)壁筒周向間隔、均勻設(shè)置，階梯鉆頭底端高于護(hù)壁段底端。

S4，提鉆，動(dòng)力段隨著鉆桿一起提升至地面，下部的護(hù)壁段留在上部碎石地層中，將上部碎石地層與鉆孔內(nèi)部空間隔絕；

S5，采用常規(guī)鉆頭連接鉆桿，繼續(xù)沿著原鉆孔鉆進(jìn)，此時(shí)鉆頭在護(hù)壁段的保護(hù)下從其內(nèi)部穿過上部碎石層；

S6，繼續(xù)鉆進(jìn)，當(dāng)鉆進(jìn)至下部碎石地層時(shí)，提鉆，之后注漿，注漿方法同步驟S2；

S7，注漿結(jié)束后，采用水泥漿封孔至距地表一定距離，然后放入鋼筋籠，繼續(xù)灌注水泥漿形成鋼筋水泥樁用以加固淺層地基。