CN209025647U - 一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置，由注浆管组件、开口凹槽法兰压套、开口凹槽法兰连接套、开口凹槽法兰套管接头、钻孔内套管和锁紧部件组成，注浆管组件包括三通管和注浆管，三通管与注浆管连通；开口凹槽法兰连接套为两端均连接法兰的套管，套管壁连接注浆支管，注浆支管与套管连通；开口凹槽法兰套管接头为一端连接法兰的套管接头；所有法兰的螺栓连接通孔均为开口凹槽结构，螺栓连接通孔的侧面为开口凹槽结构的底面；开口凹槽法兰套管接头另一端与开口凹槽法兰连接套的一端进行法兰连接；开口凹槽法兰压套与开口凹槽法兰连接套的另一端进行法兰连接；法兰连接为锁紧部件插入两个法兰对齐开口凹槽中的连接。

Description

一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置

技术领域

本实用新型属于矿山、市政、隧道等水害防治领域，涉及一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本实用新型有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

目前利用较深的地面钻孔实施双液注浆是一个具有挑战性的技术难题。原因是双液浆注浆时钻孔孔底一旦出现混合浆液的初凝状态，会瞬时产生较大的管内压力，管内压力会作用在孔口密封混合装置上。而为保证在瞬时高压下不出现泄漏，孔口密封混合装置一般使用法兰连接，依靠螺栓的预紧力和垫圈的作用来达到密封抗压的目的。另外，当钻孔注浆结束时，注浆系统要泄压，泄压后孔底混合浆液会反流向上运移，把注浆管底端封住，造成孔内注浆事故。解决被封住的安全措施是要在混合浆液达到初凝状态前，迅速把注浆管提离混合浆液区域。原有的孔口密封混合装置为螺栓连接，当遇到上述说明的紧急情况时，往往因松开采用丝扣旋紧方式的螺栓费事费力，耽误了较多时间，失去了提离注浆管的有利时机，出现预紧螺栓还没有完全去除，孔内注浆管就被迅速固结的混合浆液封固住，难以提离钻孔而出现了孔内事故。

实用新型内容

为有效解决地面钻孔内双液注浆时存在的风险，本实用新型一方面提供一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置，既能满足抵抗注浆系统内反压不泄漏的要求，还能满足快速安装拆卸的要求。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置，由注浆管组件、开口凹槽法兰压套、开口凹槽法兰连接套、开口凹槽法兰套管接头、钻孔内套管和锁紧部件组成，所述注浆管组件包括三通管和注浆管，三通管与注浆管连通；所述开口凹槽法兰压套为一端连接法兰的压套；所述开口凹槽法兰连接套为两端均连接法兰的套管，套管壁连接注浆支管，注浆支管与套管连通；所述开口凹槽法兰套管接头为一端连接法兰的套管接头；所有法兰的螺栓连接通孔均为开口凹槽结构，螺栓连接通孔的侧面为开口凹槽结构的底面；锁紧部件包括螺帽、螺栓、偏心轮，螺帽连接在螺栓的一端，螺栓另一端的侧壁活动连接偏心轮；

开口凹槽法兰套管接头一端与钻孔内套管连接，开口凹槽法兰套管接头另一端与开口凹槽法兰连接套的一端进行法兰连接，使得钻孔内套管、开口凹槽法兰套管接头、开口凹槽法兰连接套的内部通道连通；压套外径不大于套管内径，压套内径不小于注浆管外径，压套套入开口凹槽法兰连接套内，并且开口凹槽法兰压套与开口凹槽法兰连接套的另一端进行法兰连接，注浆管套入钻孔内套管、开口凹槽法兰套管接头、开口凹槽法兰连接套连通的通道内；所述法兰连接为锁紧部件插入两个法兰对齐开口凹槽中的连接。

本实用新型设置的注浆装置的连接方式有法兰连接和套接，其法兰连接为锁紧部件插入两个法兰对齐开口凹槽中的连接，通过偏心轮的旋转，将两个法兰压紧，实现法兰的快速安装，并进一步实现法兰的快速拆卸，同时能够对套接的部件进行紧固，从而实现了满足抵抗注浆系统内反压不泄漏的要求。

优选的，套管内壁设有托盘，所述托盘为环状凸起，托盘与压套之间设有密封层。

优选的，所述注浆管由若干注浆短管连接而成。

优选的，三通管的一个开口连接注浆接头Ⅰ，注浆支管的开口连接注浆接头Ⅱ。

进一步优选的，注浆接头Ⅰ的开口方向与注浆管的轴线方向垂直。

优选的，开口凹槽法兰套管与开口凹槽法兰连接套连接的法兰之间、开口凹槽法兰压套与开口凹槽法兰连接套连接的法兰之间均安装环形垫圈。

优选的，开口凹槽法兰套管接头与钻孔内套管之间的连接方式螺纹连接。

优选的，偏心轮设有压杆。

优选的，所述偏心轮为双叶偏心轮，所述双叶偏心轮为两个并列设置的盘形凸轮。

优选的，所述螺栓为异形螺栓，所述异形螺栓为两个直径不同的柱体连接，且两个柱体的轴线在一条直线上，螺帽安装在直径大的柱体的一端，偏心轮安装在直径小的柱体的一端。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型能在地面钻孔内双液注浆结束并泄压后，能迅速打开各部位的法兰连接，拆卸注浆装置，尽快提升注浆管，防止孔底混合浆液反流造成的浆液封住注浆管的事故。锁紧部件把与之连接的法兰锁紧后，能满足注浆装置在一定的反压作用下的密封不泄漏的安全要求。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为双液注浆装置的总结构示意图；

图2为含注浆接头Ⅰ的注浆管总成的结构示意图；

图3为带卡槽法兰压套的结构示意图；

图4为含注浆接头Ⅱ的连接套的结构示意图；

图5为图4的B向视图；

图6为带卡槽法兰套管接头的结构示意图；

图7为快速锁紧(松开)装置的结构示意图；

图8为图7的左视图；

图9为图1的A-A向且快速锁紧(松开)装置插入法兰的视图；

图10为两注浆接头任意角度调节示意图；

图11为连接注浆接头的注浆管在钻机基台的安装位置示意图；

其中：1、提升锁接头，2、三通管，3、连接锁接头，4、注浆管，5、注浆接头Ⅰ，6、带卡槽法兰Ⅰ，7、卡槽，8、压套，9、螺帽，10、异形螺栓，11、双叶偏心轮，12、销栓， 13、压杆，14、带卡槽法兰Ⅱ，15、套管接头，16、带卡槽法兰Ⅲ，17、短套管，18、注浆短管，19、注浆接头Ⅱ，20、带卡槽法兰Ⅳ，21、垫圈Ⅰ，22、密封盘根线，23、垫圈Ⅱ，24、托盘，25、钻孔内套管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

螺栓连接通孔的侧面为开口凹槽结构的底面，是指开口凹槽结构沿法兰的轴线方向设置。开口凹槽结构是指轴线方向两端开口的凹槽结构。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在地面钻孔内双液注浆时孔口混合装置中双液注浆接头难以调整角度的不足，为了解决如上的技术问题，本公开提出了一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置。

本公开的一种典型实施方式，提供了一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置，由注浆管组件、开口凹槽法兰压套、开口凹槽法兰连接套、开口凹槽法兰套管接头、钻孔内套管和锁紧部件组成，所述注浆管组件包括三通管和注浆管，三通管与注浆管连通；所述开口凹槽法兰压套为一端连接法兰的压套；所述开口凹槽法兰连接套为两端均连接法兰的套管，套管壁连接注浆支管，注浆支管与套管连通；所述开口凹槽法兰套管接头为一端连接法兰的套管接头；所有法兰的螺栓连接通孔均为开口凹槽结构，螺栓连接通孔的侧面为开口凹槽结构的底面；锁紧部件包括螺帽、螺栓、偏心轮，螺帽连接在螺栓的一端，螺栓另一端的侧壁活动连接偏心轮；

开口凹槽法兰套管接头一端与钻孔内套管连接，开口凹槽法兰套管接头另一端与开口凹槽法兰连接套的一端进行法兰连接，使得钻孔内套管、开口凹槽法兰套管接头、开口凹槽法兰连接套的内部通道连通；压套外径不大于套管内径，压套内径不小于注浆管外径，压套套入开口凹槽法兰连接套内，并且开口凹槽法兰压套与开口凹槽法兰连接套的另一端进行法兰连接，注浆管套入钻孔内套管、开口凹槽法兰套管接头、开口凹槽法兰连接套连通的通道内；所述法兰连接为锁紧部件插入两个法兰对齐开口凹槽中的连接。

本公开设置的注浆装置的连接方式有法兰连接和套接，其法兰连接为锁紧部件插入两个法兰对齐开口凹槽中的连接，通过偏心轮的旋转，将两个法兰压紧，实现法兰的快速安装，并进一步实现法兰的快速拆卸，同时能够对套接的部件进行紧固，从而实现了满足抵抗注浆系统内反压不泄漏的要求。

该实施方式的一种或多种实施例中，套管内壁设有托盘，所述托盘为环状凸起，托盘与压套之间设有密封层。所述密封层的材质为密封盘根线。当压套与托盘之间的距离减小时，使得盘根线向注浆管壁外延展并密封注浆管壁处的空隙，起到密封的作用。

该实施方式的一种或多种实施例中，所述注浆管由若干注浆短管连接而成。方便注浆管套入钻孔内套管、法兰套管接头、连接套连通的通道内。

该实施方式的一种或多种实施例中，三通管的一个开口连接注浆接头Ⅰ，注浆支管的开口连接注浆接头Ⅱ。方便注浆输送管道。注浆接头Ⅰ的开口方向与注浆管的轴线方向垂直。本公开所述的三通管为T形管。

该实施方式的一种或多种实施例中，开口凹槽法兰套管与开口凹槽法兰连接套连接的法兰之间、开口凹槽法兰压套与开口凹槽法兰连接套连接的法兰之间均安装环形垫圈。既能密封，又能防止过分挤压法兰，避免法兰损坏。

开口凹槽法兰套管接头与钻孔内套管之间的连接方式可以为插接、螺纹连接、套接等、为了避免对浆液注入的影响，该实施方式的一种或多种实施例中，开口凹槽法兰套管接头与钻孔内套管之间的连接方式螺纹连接。螺纹连接密封性好，连接处较为平滑，避免连接缝隙影响注浆，同时避免连接缝隙对浆液的积存影响装置的使用。

该实施方式的一种或多种实施例中，偏心轮设有压杆。压杆与偏心轮的固定垂直。方便偏心轮的旋转，使偏心轮更容易锁紧法兰。

该实施方式的一种或多种实施例中，所述偏心轮为双叶偏心轮，所述双叶偏心轮为两个并列设置的盘形凸轮。能够保证锁紧部件锁紧过程中螺栓不发生位移。有利于法兰的安装和拆卸。

该实施方式的一种或多种实施例中，所述螺栓为异形螺栓，所述异形螺栓为两个直径不同的柱体连接，且两个柱体的轴线在一条直线上，螺帽安装在直径大的柱体的一端，偏心轮安装在直径小的柱体的一端。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本公开的技术方案。

实施方式中的开口凹槽结构称为卡槽。

实施例

一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置，如图1～9所示，

分别由含注浆接头Ⅰ5的注浆管总成，带卡槽法兰压套，含注浆接头Ⅱ的连接套，带卡槽法兰套管接头和快速锁紧(松开)装置组成。其中：

(1)含注浆接头Ⅰ5的注浆管总成由提升锁接堵头1、三通管2、连接锁接头3、注浆管4和注浆接头Ⅰ5组成。提升锁接堵头1起到悬吊注浆管总成和封堵注浆管4上端口的作用。注浆管4由多节注浆短管通过连接锁接头3旋紧连接组成。注浆接头Ⅰ5通过高压胶管连接注浆泵，实现对一种浆液(A液)的灌注。

(2)带卡槽法兰压套分别由带卡槽法兰Ⅰ6，压套8组成；

(3)带卡槽法兰套管接头由带卡槽法兰Ⅱ14，套管接头15组成；

(4)含注浆接头的连接套由带卡槽法兰Ⅲ16，带卡槽法兰Ⅳ20，托盘24，短套管17，注浆支管18和注浆接头Ⅱ19组成。注浆接头Ⅱ19通过另一条高压胶管和另一台注浆泵连接，实现对另一种浆液(B液)的灌注。

(5)快速锁紧(松开)装置由螺帽9，异形螺栓10，双叶偏心轮11，销栓12和压杆 13等组成。

上述部件中所有带卡槽法兰均是厚度为10mm的圆盘，由钢板制作。除带卡槽法兰Ⅰ6 外，其他三个带卡槽法兰规格完全相同，其内径均与其相装配的套管内径相同。带卡槽法兰Ⅰ6的内径比注浆管的外径大5mm。上述法兰外径由连接套外径和锁紧(松开)装置确定，能保证安装锁紧松开装置并能实现安全操作即可。法兰上的卡槽宽度由异形螺栓的的直径决定，能满足把异形螺栓快速推进即可。压套、短套管和套管接头均由与钻孔内套管规格相同的套管材料加工。带卡槽法兰压套中压套8内外径要满足进入到注浆管和连接套内。托盘24内径大于注浆管4外径5mm，外径与短套管17内径相同。

上述各部分除注浆管4，套管接头15，注浆接头Ⅰ5、注浆接头Ⅱ14、通过丝扣连接外，其他各部均由焊接装配。

可任意调节注浆管角度的双液注浆装置的安装步骤如下：

(1)首先把带卡槽法兰套管接头15和钻孔内套管25通过丝扣旋接。旋紧后，把带有注浆接头Ⅱ19的连接套与带卡槽法兰Ⅳ20对正，对正前，要选择注浆接头的朝向安全且无障碍的方向，便于在注浆接头Ⅱ19上连接高压胶管。带卡槽法兰Ⅱ和带卡槽法兰Ⅳ通过快速锁紧(松开)装置相连接并锁紧，两法兰之间安装环状垫圈Ⅱ23。

(2)钻孔内下入含注浆接头Ⅰ5的注浆管总成。根据钻孔深度和注浆技术要求，确定注浆管总长度后，再把注浆管4下入钻孔内时，在孔口处把注浆短管逐节通过连接锁接头3连接成注浆管4后下入钻孔内，连接锁接头3通过丝扣旋紧连接，不得出现松动或泄漏。

(3)连接带卡槽法兰压套8和含注浆接头Ⅱ19的连接套。先把带卡槽法兰压套8套在位于钻孔孔口处的最上一节注浆短管上，在含注浆接头Ⅱ19的连接套内的托盘24以上部位充填盘根线22，盘根线22在压套8的压力下会向注浆管4壁处延展并密封住注浆管壁处的空隙，起到密封作用。含注浆接头Ⅰ5的注浆管总成下到位置后，要根据注浆接头Ⅱ19的朝向和位置选择注浆接头Ⅰ5的朝向和高度位置，使两个注浆接头的夹角和位置既能满足方便的连接各自的高压胶管而不会互相影响，且能保证孔内注浆一旦结束或遇到危急情况，能快速拆卸掉两个注浆接头。且连接后高压胶管位置处于安全位置。

(4)等两个注浆接头的朝向和高度位置选择好后，通过快速锁紧(松开)装置连接带卡槽法兰Ⅰ6和带卡槽法兰Ⅲ16，并卡紧固定。两个法兰之间有环状垫橡胶垫圈Ⅰ21。

3、把连接注浆接头Ⅰ5、注浆接头Ⅱ19的高压管分别与各自的注浆泵连接，就具备了注浆条件。

4、在安装好两个注浆接头的相对位置并连接高压胶管后，若发现有不合适的情况，可以分别打开带卡槽法兰Ⅰ6和带卡槽法兰Ⅲ16的锁紧(松开)装置，或者打开带卡槽法兰Ⅱ14 和带卡槽法兰Ⅳ20之间的快速锁紧(松开)装置进行调节，直到合适位置，如图11所示。在允许的可活动范围内，两个注浆接头的朝向和相对位置是可以任意调节的，如图10所示。

2006年肥城某煤矿8500工作面发生突水事故，突水量357m³/h，突水造成工作面停止生产，不仅严重影响了该采区的安全生产，还大幅提高了矿井的排水费用。根据注浆堵水设计方案，要在地面布设及施工注浆钻孔用于抢险注浆堵水。设计钻孔数量12个，深度在350～420m之间。为尽快封堵断层突水，设计采用水泥-水玻璃双液浆。地面钻孔双液注浆孔口密封混合装置使用了螺栓连接法兰的结构方式，注浆中曾有4个钻孔出现了注浆事故，造成注浆管无法提离钻孔。酿成注浆钻孔报废、严重影响注浆工程进度的现象。经分析发现是钻孔内出现险情后，松开剥离螺栓耗费较长时间，失去了注浆管在孔底混合浆液初凝前提离浆液影响范围的机会，造成注浆管底部被封固住。后经过试验，实用新型了锁紧(松开)装置，并在相关的法兰盘上加工卡槽，使用时直接把锁紧(松开)装置推入卡槽即可，达到了快速安装、快速拆卸连接法兰的目的。对经打压试验，双液注浆快速拆卸注浆装置上使用锁紧(松开)装置后，同样能满足注浆装置的抗压和密封要求。该实用新型应用于后期施工的8个钻孔，均消除了因此造成的孔内事故，提高了注浆安全系数，保证了注浆堵水工作的顺利进行。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地面钻孔内双液注浆快速拆卸抗压注浆装置，其特征是，由注浆管组件、开口凹槽法兰压套、开口凹槽法兰连接套、开口凹槽法兰套管接头、钻孔内套管和锁紧部件组成，所述注浆管组件包括三通管和注浆管，三通管与注浆管连通；所述开口凹槽法兰压套为一端连接法兰的压套；所述开口凹槽法兰连接套为两端均连接法兰的套管，套管壁连接注浆支管，注浆支管与套管连通；所述开口凹槽法兰套管接头为一端连接法兰的套管接头；所有法兰的螺栓连接通孔均为开口凹槽结构，螺栓连接通孔的侧面为开口凹槽结构的底面；锁紧部件包括螺帽、螺栓、偏心轮，螺帽连接在螺栓的一端，螺栓另一端的侧壁活动连接偏心轮；

开口凹槽法兰套管接头一端与钻孔内套管连接，开口凹槽法兰套管接头另一端与开口凹槽法兰连接套的一端进行法兰连接，使得钻孔内套管、开口凹槽法兰套管接头、开口凹槽法兰连接套的内部通道连通；压套外径不大于套管内径，压套内径不小于注浆管外径，压套套入开口凹槽法兰连接套内，并且开口凹槽法兰压套与开口凹槽法兰连接套的另一端进行法兰连接，注浆管套入钻孔内套管、开口凹槽法兰套管接头、开口凹槽法兰连接套连通的通道内；所述法兰连接为锁紧部件插入两个法兰对齐开口凹槽中的连接。

2.如权利要求1所述的注浆装置，其特征是，套管内壁设有托盘，所述托盘为环状凸起，托盘与压套之间设有密封层。

3.如权利要求1所述的注浆装置，其特征是，所述注浆管由若干注浆短管连接而成。

4.如权利要求1所述的注浆装置，其特征是，三通管的一个开口连接注浆接头Ⅰ，注浆支管的开口连接注浆接头Ⅱ。

5.如权利要求4所述的注浆装置，其特征是，注浆接头Ⅰ的开口方向与注浆管的轴线方向垂直。

6.如权利要求1所述的注浆装置，其特征是，开口凹槽法兰套管与开口凹槽法兰连接套连接的法兰之间、开口凹槽法兰压套与开口凹槽法兰连接套连接的法兰之间均安装环形垫圈。

7.如权利要求1所述的注浆装置，其特征是，开口凹槽法兰套管接头与钻孔内套管之间的连接方式螺纹连接。

8.如权利要求1所述的注浆装置，其特征是，偏心轮设有压杆。

9.如权利要求1所述的注浆装置，其特征是，所述偏心轮为双叶偏心轮，所述双叶偏心轮为两个并列设置的盘形凸轮。

10.如权利要求1所述的注浆装置，其特征是，所述螺栓为异形螺栓，所述异形螺栓为两个直径不同的柱体连接，且两个柱体的轴线在一条直线上，螺帽安装在直径大的柱体的一端，偏心轮安装在直径小的柱体的一端。