一种钻探用的封孔装置及封孔方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地质钻探封孔用的封孔装置，包括与被封堵孔形状相匹配的封孔装置本体，封孔装置本体为圆筒状，封孔装置本体由外至内依次设有外层套、中层套和内层套，外层套与中层套之间设有堵隙层，中层套与内层套之间设有膨胀层，内层套内设有密实层，密实层中间设有返浆孔，返浆孔周围由若干注浆孔相连形成，注浆孔与返浆孔底部相通，注浆孔与返浆孔呈正六边形设置，密实层的横截面为蜂窝形状，注浆孔和返浆孔为中空结构且设有容纳浆体的空腔。

A Sealing Device and Method for Drilling

The invention discloses a sealing device for geological drilling, which includes a sealing device body matching the shape of the blocked hole. The sealing device body is cylindrical, and the sealing device body is sequentially provided with an outer sleeve, a middle sleeve and an inner sleeve from the outside to the inside. A gap layer is arranged between the outer sleeve and the middle sleeve, and the middle sleeve and the inner sleeve are arranged between the outer sleeve and the middle sleeve. There is an expansion layer between the sleeves, a compact layer in the inner sleeve, and a return grouting hole in the middle of the compact layer. The surrounding of the return grouting hole is formed by several grouting holes. The grouting hole is connected with the bottom of the return grouting hole. The grouting hole and the return grouting hole are set in a regular hexagonal shape. The cross section of the compact layer is honeycomb shape. The grouting hole and the return grouting hole are hollow structures. A cavity is provided to accommodate the slurry.

【技术实现步骤摘要】
一种钻探用的封孔装置及封孔方法
本专利技术涉及地质钻探领域，尤其是一种地质钻探封孔用的封孔装置及封孔方法。
技术介绍
21世纪作为人类社会可持续发展的三大制约因素是人口、资源与环境，资源中矿产资源具有关键性的地位，地质勘探是矿产资源研究的基础工作，而其中的地质钻探是地质勘查工作中一项重要环节。地质钻探是利用一系列钻探设备在岩（土）层中钻孔，取得地表以下岩矿心，从而了解地质情况，对地质和矿产资源参数作出可靠性评价的一种手段，是一种获取地表下准确的地质资料的重要方法。在钻探工作结束后，就需对钻孔进行封孔。现有的封孔方法主要是对一般性岩性的孔段用粘土封闭，对矿化层一般用水泥进行封闭，而在封闭过程中，传统采用泵输方法将水泥或粘土压入钻孔中。采用上述传统方法进行封孔时，对裂隙不能进行有效的封堵，而且封孔不密实，孔中容易存在大量空隙，会大大降低强度等力学性能，导致封孔效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种钻孔封孔用的封孔设备，既能对裂隙进行有效封堵，还能整体封孔性能。本专利技术采用的技术方案如下：一种地质钻探封孔用的封孔装置，包括与被封堵孔形状相匹配的封孔装置本体，封孔装置本体为圆筒状，封孔装置本体由外至内依次设有外层套、中层套和内层套，外层套与中层套之间设有堵隙层，中层套与内层套之间设有膨胀层，内层套内设有密实层，密实层中间设有返浆孔，返浆孔周围由若干注浆孔相连形成，注浆孔与返浆孔底部相通，注浆孔与返浆孔呈正六边形设置，密实层的横截面为蜂窝形状，注浆孔和返浆孔为中空结构且设有容纳浆体的空腔。由于采用上述技术方案，封孔装置由外至内依次为堵隙层、膨胀层和密实层，堵隙层中的填充物可通过外层套渗透入被封堵孔中的裂隙中，将裂隙进行封堵，而膨胀层通过膨胀挤压堵隙层，若被封堵孔还有裂隙空间，堵隙层通过受到挤压将更多进入裂隙中，通过挤压可实现将裂隙完全填满，实现裂隙的有效封堵，密实层中，浆体从注浆孔中进入，通过底部进入返浆孔，直至注浆孔与返浆孔内部充满浆体，实现对被封堵孔的有效封堵，密实层的蜂窝形状设置，使密实层的密合度最高，所需原料最简，具有更高的强度和刚度，能大大提高封孔力学性能。进一步，所述外层套为可变形的硅质胶结套，硅质胶结套外层设有一层细网。由于采用上述技术方案，由于硅质胶结套中含有大量无机成分硅，与地质的物理相容性更好，能够减少化学材料对地质的破坏与损伤。进一步，所述中层套为可变形的环氧树脂套。由于采用上述技术方案，环氧树脂套韧性好，同时具有高强度。进一步，所述内层套为低合金钢套。由于采用上述技术方案，低合金钢套可为20MnSi或20MnTi或20MnSiV。进一步，所述堵隙层内填充有泥质胶结物和硅质胶结物的混合物。由于采用上述技术方案，泥质胶结物和硅质胶结物的混合物既具有优异的胶结性能，同时具有良好的硬度，同时无机物对地层无污染，不会对地层产生伤害。进一步，所述膨胀层内可填充聚氨酯和水泥浆的混合物。由于采用上述技术方案，聚氨酯和水泥浆的混合物具有优异的固结性能。进一步，所述注浆孔内填充水泥浆。进一步封孔方法包括如下步骤：步骤1：将封孔装置送入被封堵孔中，使封孔装置高于被封堵孔孔口0.3-0.5m；步骤2：向堵隙层中注入泥质胶结物和硅质胶结物的混合物；步骤3：向膨胀层中充入液体，同时密封膨胀层的开口，使液体充满膨胀层，逐渐增大压力挤压中层套，进而挤压堵隙层，堵隙层中的混合物受到压力通过外层套渗透如被封堵孔中的裂隙中，直至将裂隙填满，裂隙填满后中层套将不再挤压变形，压力无法增大，停止加压，当堵隙层中的混合物固结后，将膨胀层中的水抽除；步骤4：向膨胀层中充入聚氨酯和水泥浆的混合物；步骤5：密实孔内的注浆孔与注浆管连接，返浆孔与返浆管连接，返浆管与负压装置连接，注浆管向注浆孔内注入水泥浆，水泥浆通过注浆孔的底部不断流入返浆孔中，直至返浆孔内充满水泥浆，返浆管与负压装置断开，将返浆孔封住，当注浆孔表面充满水泥浆时，停止注浆，待水泥浆固结，完成封孔。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的地质钻探封孔用的封孔装置，通过堵隙层和膨胀层实现将钻孔四周的裂隙填满，实现对裂隙的有效封堵，堵隙层与钻孔直接接触，堵隙层的泥质胶结物与硅质胶结物与地层的生物相容性更好，具有优异的胶结性能，同时具有良好的硬度，同时无机物对地层无污染，不会对地层产生伤害，聚氨酯和水泥浆具有优异的固结性能，密实层的蜂窝形状设置，使密实层的密合度最高，所需原料最简，具有更高的强度和刚度，能大大提高封孔力学性能。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是封孔装置整体结构示意图；图2是封孔装置截面示意图。图中标记：1为封孔装置本体、2为外层套、3为堵隙层、4为中层套、5为膨胀层、6为内层套、7为密实层、8为注浆孔、9为返浆孔、10为被封堵孔。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例1一种地质钻探封孔用的封孔装置，包括与被封堵孔10形状相匹配的封孔装置本体1，封孔装置本体1为圆筒状，封孔装置由外至内依次设有外层套2、中层套4和内层套6，外层套2与中层套4之间设有堵隙层3，中层套4与内层套6之间设有膨胀层5，内层套6内设有密实层7，密实层7中间设有返浆孔9，返浆孔9周围由若干注浆孔8相连形成，注浆孔8与返浆孔9底部相通，注浆孔8与返浆孔9呈正六边形设置，密实层7的横截面为蜂窝形状，注浆孔8和返浆孔9为中空结构且设有容纳浆体的空腔。所述外层套2为可变形的硅质胶结套，硅质胶结套外层设有一层细网。所述中层套4为可变形的环氧树脂套。所述内层套6为低合金钢套，低合金钢套为20MnSi。所述堵隙层3内填充有泥质胶结物和硅质胶结物的混合物。所述膨胀层5内可填充聚氨酯和水泥浆的混合物。所述注浆孔8内填充水泥浆。实施例2封孔方法包括如下步骤：步骤1：将封孔装置送入被封堵孔10中，使封孔装置高于被封堵孔10孔口0.3-0.5m；步骤2：向堵隙层3中注入泥质胶结物和硅质胶结物的混合物；步骤3：向膨胀层5中充入液体，同时密封膨胀层5的开口，使液体充满膨胀层5，逐渐增大压力挤压中层套4，进而挤压堵隙层3，堵隙层3中的混合物受到压力通过外层套2渗透如被封堵孔10中的裂隙中，直至将裂隙填满，裂隙填满后中层套4将不再挤压变形，压力无法增大，停止加压，当堵隙层3中的混合物固结后，将膨胀层5中的水抽除；步骤4：向膨胀层5中充入聚氨酯和水泥浆的混合物；步骤5：密实孔内的注浆孔8与注浆管连接，返浆孔9与返浆管连接，返浆管与负压装置连接，注浆管向注浆孔8内注入水泥浆，水泥浆通过注浆孔8的底部不断流入返浆孔9中，直至返浆孔9内充满水泥浆，返浆管与负压装置断开，将返浆孔9封住，当注浆孔8表面充满水泥浆时，停止注浆，待水泥浆固结，完成封孔。封孔装置由外至内依次为堵隙层3、膨胀层5和密实层7，堵隙层3中的泥质胶结物和硅质胶结物的混合物可通过外层套2渗透入被封堵孔10中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质钻探封孔用的封孔装置，其特征在于，包括与被封堵孔（10）形状相匹配的封孔装置本体（1），封孔装置本体（1）为圆筒状，封孔装置本体（1）由外至内依次设有外层套（2）、中层套（4）和内层套（6），外层套（2）与中层套（4）之间设有堵隙层（3），中层套（4）与内层套（6）之间设有膨胀层（5），内层套（6）内设有密实层（7），密实层（7）中间设有返浆孔（9），返浆孔（9）周围由若干注浆孔（8）相连形成，注浆孔（8）与返浆孔（9）底部相通，注浆孔（8）与返浆孔（9）呈正六边形设置，密实层（7）的横截面为蜂窝形状，注浆孔（8）和返浆孔（9）为中空结构且设有容纳浆体的空腔。

【技术特征摘要】
1.一种地质钻探封孔用的封孔装置，其特征在于，包括与被封堵孔（10）形状相匹配的封孔装置本体（1），封孔装置本体（1）为圆筒状，封孔装置本体（1）由外至内依次设有外层套（2）、中层套（4）和内层套（6），外层套（2）与中层套（4）之间设有堵隙层（3），中层套（4）与内层套（6）之间设有膨胀层（5），内层套（6）内设有密实层（7），密实层（7）中间设有返浆孔（9），返浆孔（9）周围由若干注浆孔（8）相连形成，注浆孔（8）与返浆孔（9）底部相通，注浆孔（8）与返浆孔（9）呈正六边形设置，密实层（7）的横截面为蜂窝形状，注浆孔（8）和返浆孔（9）为中空结构且设有容纳浆体的空腔。2.如权利要求1所述的一种地质钻探封孔用的封孔装置，其特征在于，所述外层套（2）为可变形的硅质胶结套，硅质胶结套外层设有一层细网。3.如权利要求2所述的一种地质钻探封孔用的封孔装置，其特征在于，所述中层套（4）为可变形的环氧树脂套。4.如权利要求3所述的一种地质钻探封孔用的封孔装置，其特征在于，所述内层套（6）为低合金钢套。5.如权利要求4所述的一种地质钻探封孔用的封孔装置，其特征在于，所述堵隙层（3）内填充有泥质胶结物和硅质胶结物的混合物。6.如权利要求5所述的一种地质钻探封孔用的封孔装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翔，
申请(专利权)人：王翔，
类型：发明
国别省市：四川,51