用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于裂隙發(fā)育地層高壓注漿技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]裂隙充分發(fā)育的地層是良好的儲水和導(dǎo)水構(gòu)造，同時裂隙的存在也削弱了巖體整體性和強度。在一些特殊的工程中，例如礦井建設(shè)或開采中，裂隙中儲存的水或形成的導(dǎo)水通道會對工程安全造成較大的突水危害；在水利水電工程中，裂隙地層的強度較低且長期的滲流對大壩或其它電力工事長期穩(wěn)定性也會產(chǎn)生安全隱患。為在災(zāi)害發(fā)生后進行治理或者災(zāi)害發(fā)生前進行防護，簡單易行的做法是在地面向裂隙地層中密集鉆探并注漿形成帷幕或加固裂隙地層，利用注漿的方法改造地層的滲透特性和整體性，施工速度快，效果較好，目前在煤礦堵水中較為廣泛。
[0003]地面向裂隙巖層注漿的通常方法是鉆探至一定深度下套管，固管后變徑鉆探至受注層位，套管與鉆孔之間只有Icm左右的固管層，利用孔口管或套管上的法蘭與注漿管連接，直接進行注漿。該種方法在應(yīng)用過程中存在以下幾方面的問題，第一是注漿過程容易產(chǎn)生冒漿現(xiàn)象，由于套管與鉆孔之間較小的間隙，導(dǎo)致固管材料對間隙密封效果差，尤其是套管穿越的松散層較厚，套管與松散地層性質(zhì)差異較大，固管效果不良，高壓注漿過程中漿液會沿著間隙冒至地面；第二是受注層位不準確，套管的長度有限，利用套管直接注漿，將是對全孔深巖層注漿，對注漿材料是一種極大的浪費，同時需要耗費較長的注漿時間；第三是鉆孔注漿成功率和利用率不高，地面冒漿卸壓后漿液在孔低沉積，封堵了注漿孔所揭露的巖層裂隙，漿液無法在裂隙中運移較長距離，導(dǎo)致注漿孔報廢，直接套管孔口注漿方法經(jīng)濟性較差；第四是無法實現(xiàn)高壓注漿，由于套管與鉆孔之間較薄的固管料層，高壓容易擊穿該層，因此注漿過程中不能使用較高的壓力，漿液在受注地層中迀移距離較短。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置及其方法。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型實施例提供一種用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置，該裝置包括注漿管、固定夾板、橡膠圈、活動夾板，所述注漿管末端設(shè)置有連接螺紋，所述注漿管靠近末端的一側(cè)套設(shè)固定夾板、橡膠圈、活動夾板，所述固定夾板、橡膠圈、活動夾板通過夾緊螺栓固定。
[0007]上述方案中，所述注漿管的管壁上設(shè)置有若干個出漿孔，所述若干個出漿孔上下錯位設(shè)置。
[0008]上述方案中，所述連接螺紋與注漿芯管的前端連接。
[0009]上述方案中，所述橡膠圈在圓周上均勻設(shè)置若干個橡膠圈變形縫。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果:
[0011]本實用新型能夠避免利用常規(guī)注漿裝置而出現(xiàn)的密封差跑漿而卸壓與廢孔等問題，達到了厚密封層、高保壓、高效率、低消耗等效果，有利于在短時間內(nèi)形成良好的注漿效果，滿足阻水和加固裂隙地層的作用；
[0012]本實用新型的注漿密封效果好，利用較細的注漿芯管與鉆孔之間的大間隙，形成較厚且較長的密封層，將不需注漿的地層隔離，注漿層段明確；注漿保壓效果好，較好的密封層為調(diào)節(jié)注漿壓力和實現(xiàn)較高壓力注漿是十分有益的，可在長時間內(nèi)保持高壓而不會造成冒漿和廢孔的現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的固定夾板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型的橡膠圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實用新型的活動夾板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0018]本實用新型實施例提供一種用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置，如圖1~4所示，該裝置包括注漿管1、固定夾板4、橡膠圈5、活動夾板6，所述注漿管I末端設(shè)置有連接螺紋3，所述注漿管I靠近末端的一側(cè)套設(shè)固定夾板4、橡膠圈5、活動夾板6，所述固定夾板4、橡膠圈5、活動夾板6通過夾緊螺栓7固定。
[0019]所述注漿管I的管壁上設(shè)置有若干個出漿孔2，所述若干個出漿孔2上下錯位設(shè)置，所述出漿孔2的布排根據(jù)受注層裂隙的發(fā)育情況確定，裂隙較為發(fā)育，則布置出漿孔2較密，反之則較疏，但所述出漿孔2的間距不宜大于2m，所述出漿孔2開至注漿管I末端2m處。
[0020]所述連接螺紋3與注漿芯管的前端連接。
[0021]所述橡膠圈5在圓周上均勻設(shè)置若干個橡膠圈變形縫。
[0022]實施例1:
[0023]本實用新型實施例提供一種用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置，如圖1~4所示，本實用新型整體呈圓柱狀，主體由鋼鐵構(gòu)成，局部使用橡膠材料。根據(jù)裂隙地層受注段的長度，制作比受注段長約3m的注漿管1，所述注漿管I的直徑應(yīng)小于注漿孔直徑8cm左右，在注漿管I前段約0.5m位置起開鑿出漿孔2，末端加工為連接螺紋3，所述連接螺紋3用于與注漿芯管連接，所述出漿孔2上下錯位布置，所述出漿孔2的布排根據(jù)受注層裂隙的發(fā)育情況確定，裂隙較為發(fā)育，則布置出漿孔2較密，反之則較疏，但所述出漿孔2的間距不宜大于2m，所述出漿孔2開至注漿管I末端2m處；在所述注漿管I末端1.5m處焊接帶有夾緊螺栓7的固定夾板4，所述固定夾板4直徑比注楽孔直徑小4cm左右，在固定夾板4的下部套入橡膠圈5，所述橡膠圈5的直徑比注漿孔直徑大2cm左右，所述橡膠圈5的厚度約為0.5cm,然后套入活動夾板6，所述活動夾板6的直徑比注漿孔小2cm左右，然后通過加緊螺栓孔7用夾緊螺栓將橡膠圈5及活動夾板6與固定夾板4及注漿管I連接在一起，形成本實用新型的注漿裝置，然后本實用新型通過螺紋連接于注漿管的前端，下入注漿孔中，然后進行固管及高壓注漿等工作。
[0024]本實用新型與注漿芯管聯(lián)合使用，注漿芯管及本實用新型中的注漿管I比注漿孔直徑小8cm左右，注漿芯管及注漿管I與孔壁之間有4cm左右的空隙，在將本本實用新型下至目標層位后，在固定夾板4與活動夾板6的限位作用下，所述橡膠圈5通過橡膠圈變形縫向上翻，隔開了注漿孔的上下空間，然后由孔口向注漿芯管與注漿孔之間空隙中填入固管料，所述固管料在橡膠圈5上部凝固，封堵了上部空間，隔離出了下部空間，較厚的固管料厚度，保證了橡膠圈5下部的高壓漿液不會從孔壁中溢出，而是進入地層的裂隙中，從而保證了注漿的效果。
[0025]本實用新型利用直徑大于注漿孔的橡膠圈5以及注漿管I與注漿孔之間較厚且較長的固管層，將孔壁及注漿管壁固結(jié)牢固，不飽和位置少，實現(xiàn)了較好的密封效果，通過注漿芯管進行注漿作業(yè)，漿液不會將固管層擊穿而由孔隙中冒至地面，且可實現(xiàn)較高的注漿壓力，保證了是僅對目標裂隙注漿，實現(xiàn)了利用高壓注漿的方法在裂隙發(fā)育地層中形成阻水帷幕和加固裂隙發(fā)育地層的工程目的。
[0026]利用本實用新型的的密封保壓過程為:
[0027]步驟1:注漿孔鉆進:在注漿孔孔位上安放鉆機，鉆進至注漿受注層位，用清水對鉆孔進行沖洗，若孔口地層松散需在鉆進過程中安放孔口管；
[0028]步驟2:密封保壓裝置制作:選取比注漿孔直徑小8cm的鋼管做注漿管1，在注漿管I前段0.5m位置起開鑿出漿孔2，末端加工為連接螺紋3，所述連接螺紋3用于與注漿芯管連接，所述出漿孔2上下錯位布置；在所述注漿管I末端1.5m處焊接帶有夾緊螺栓7的固定夾板4，所述固定夾板4直徑比注漿孔直徑小4cm左右，在固定夾板4的下部套入橡膠圈5，所述橡膠圈5的直徑比注漿孔直徑大2cm左右，所述橡膠圈5的厚度約為0.5cm，然后套入活動夾板6，所述活動夾板6的直徑比注漿孔小2cm左右，然后通過加緊螺栓孔7用夾緊螺栓將橡膠圈5及活動夾板6與固定夾板4及注漿管I連接在一起；
[0029]步驟3:密封保壓裝置安裝:將制作好的密封保壓裝置通過連接螺紋3與注漿芯管連接，將密封保壓裝置下入注漿孔內(nèi)，使橡膠圈5在受注層位以上1.5m左右，將注漿芯管固定，向注漿孔內(nèi)投入砂石骨料，所述砂石骨料投入量約0.01m3，骨料上部采用水灰比為
0.5:1的純水泥漿灌注至注漿孔孔口 ；
[0030]步驟4:高壓注漿:密封保壓裝置安裝12h后按設(shè)計壓力向孔內(nèi)壓注漿液。
[0031]所述步驟2中的所述出漿孔2上下錯位布置具體為:所述出漿孔2的布排根據(jù)受注層裂隙的發(fā)育情況確定，當裂隙較為發(fā)育時，布置出漿孔2較密，反之則較疏，但所述出漿孔2的間距不宜大于2m，所述出漿孔2開至注漿管I末端2m處。
[0032]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置，其特征在于，該裝置包括注漿管(I)、固定夾板(4)、橡膠圈(5)、活動夾板(6)，所述注漿管(I)末端設(shè)置有連接螺紋(3)，所述注漿管(I)靠近末端的一側(cè)套設(shè)固定夾板(4)、橡膠圈(5)、活動夾板(6)，所述固定夾板(4)、橡膠圈(5)、活動夾板(6)通過夾緊螺栓(7)固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置，其特征在于:所述注漿管(I)的管壁上設(shè)置有若干個出漿孔(2)，所述若干個出漿孔(2)上下錯位設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置，其特征在于:所述連接螺紋(3)與注漿芯管的前端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置，其特征在于:所述橡膠圈(5)在圓周上均勻設(shè)置若干個橡膠圈變形縫。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于裂隙發(fā)育地層高壓注漿的密封保壓裝置，該裝置包括注漿管、固定夾板、橡膠圈、活動夾板，所述注漿管末端設(shè)置有連接螺紋，所述注漿管靠近末端的一側(cè)套設(shè)固定夾板、橡膠圈、活動夾板，所述固定夾板、橡膠圈、活動夾板通過夾緊螺栓固定。本實用新型能夠利用較細的注漿芯管與鉆孔之間的大間隙，形成較厚且較長的密封層，將不需注漿的地層隔離，注漿層段明確；注漿保壓效果好，較好的密封層為調(diào)節(jié)注漿壓力和實現(xiàn)較高壓力注漿是十分有益的，可在長時間內(nèi)保持高壓而不會造成冒漿和廢孔的現(xiàn)象。
【IPC分類】E21D11/10, E21D11/38
【公開號】CN204783050
【申請?zhí)枴緾N201520298182
【發(fā)明人】李建文, 徐拴海
【申請人】中煤科工集團西安研究院有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月11日