一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构及施工方法技术

本发明专利技术公开一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构及施工方法，其结构包括孔口内套管、孔口外套管和密封机构；孔口内套管具有第一轴向空腔，冻结管钻杆穿过第一轴向空腔，孔口内套管与冻结管钻杆之间形成第一环形缝隙，密封机构位于第一环形缝隙内；孔口外套管套装在孔口内套管上，孔口内套管和孔口外套管之间形成第二环形缝隙，孔口外套管上安装有第二球阀，第二球阀与第二环形缝隙流体导通；冻结管钻杆钻进施工时，钻孔循环液自第二缝隙经第二球阀泄出。本发明专利技术采用双层孔口套管可以避免地层中砂砾随钻孔循环液进入孔口管与冻结管钻杆之间的缝隙，降低砂砾引起的冻结管接头焊口磨损及断裂风险。头焊口磨损及断裂风险。头焊口磨损及断裂风险。

【技术实现步骤摘要】
一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及孔口管
具体地说是一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构及施工方法。

技术介绍

[0002]冻结法是市政联络通道及端头加固等工程施工中用于加固地层的常用手段。冻结法应用过程中，随着冻结施工时间的延长冻结管容易发生断裂，一直是影响冻结法应用的重要问题。冻结施工过程中，冻结管之间通常通过焊接的方式连接，冻结管与孔口管之间也是采用焊接的方式固定连接；而冻结管接头一般被认为是冻结管上比较薄弱的部位，施工过程中常见的冻结管断裂大多也都是冻结管接头损坏。这主要有两个方面的原因：一方面，在冻结过程中，由于冻结管接头部位的力学性能无法与温度变化后的收缩和冻结壁变形相适应而导致的冻结管接头部位断裂；对于这种原因，只能从改良冻结钻杆的材质方面提高其力学性能，降低冻结管接头断裂风险。另一方面，在冻结管钻杆钻进时，钻孔循环液通过冻结管钻杆与孔口管之间的空隙流出，在砂质地层中，砂砾容易随钻杆循环液进入冻结管钻杆与孔口管之间的缝隙，导致在后续的冻结施工过程中，砂砾到达冻结管与孔口管的焊接部位造成冻结管接头焊口的磨损，甚至引发冻结管钻杆在冻结管接头部位断管。因此，如何避免砂砾对冻结管接头焊口磨损是解决冻结管断裂的重要途径。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构及施工方法，以解决冻结管钻杆钻进时，因砂砾随钻杆循环液进入冻结管钻杆与孔口管之间的缝隙而导致的冻结管接头焊口磨损及断裂的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，包括孔口内套管、孔口外套管和密封机构；所述孔口内套管具有第一轴向空腔，冻结管钻杆穿过所述第一轴向空腔，所述孔口内套管与所述冻结管钻杆之间形成第一环形缝隙，所述密封机构位于所述第一环形缝隙内，所述孔口内套管与所述冻结管钻杆通过所述密封机构密封配合；所述孔口外套管套装在所述孔口内套管上，所述孔口内套管和所述孔口外套管之间形成第二环形缝隙，所述孔口外套管上安装有第二球阀，所述第二球阀与所述第二环形缝隙流体导通。
[0006]上述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，在远离迎土侧的一端：所述孔口内套管和所述孔口外套管均与同一个法兰盘的一个端面固定连接；在邻近所述迎土侧的一端：所述孔口内套管和所述孔口外套管通过位于所述第二环形缝隙的支撑杆固定连接。
[0007]上述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，所述法兰盘的另一个端面与第一球阀通过螺丝固定连接；所述第一球阀具有第二轴向空腔，所述冻结管钻杆的一端依
次穿过第二轴向空腔和第一轴向空腔伸入到钻孔底部。
[0008]上述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，所述密封机构包括密封件、限位圈、第一橡胶圈、第二橡胶圈、圆筒形滑块和弹簧；在所述第一环形缝隙中，自邻近所述迎土侧的一端至远离所述迎土侧的一端依次为所述限位圈、所述第一橡胶圈、所述密封件、所述第二橡胶圈、所述圆筒形滑块和所述弹簧；所述限位圈固定安装在所述孔口内套管的内壁上，所述第一橡胶圈、所述第二橡胶圈、所述圆筒形滑块和所述弹簧均套装在所述冻结管钻杆上；所述密封件填充在所述第一橡胶圈和所述第二橡胶圈之间的所述第一环形缝隙中；所述弹簧的一端抵顶在所述所述圆筒形滑块上，另一端抵顶在所述第一球阀上。
[0009]上述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，所述密封件为骨架油封或盘根。
[0010]上述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，所述孔口外套管上缠有麻丝。
[0011]一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的施工方法，采用防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构进行钻进施工，防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构包括孔口内套管、孔口外套管和密封机构；所述孔口内套管具有第一轴向空腔，冻结管钻杆穿过所述第一轴向空腔，所述孔口内套管与所述冻结管钻杆之间形成第一环形缝隙，所述密封机构位于所述第一环形缝隙内，所述孔口内套管与所述冻结管钻杆通过所述密封机构密封配合；所述孔口外套管套装在所述孔口内套管上，所述孔口内套管和所述孔口外套管之间形成第二环形缝隙，所述孔口外套管上安装有第二球阀，所述第二球阀与所述第二环形缝隙流体导通；
[0012]在远离迎土侧的一端：所述孔口内套管和所述孔口外套管均与同一个法兰盘的一个端面固定连接；在邻近所述迎土侧的一端：所述孔口内套管和所述孔口外套管通过位于所述第二环形缝隙的支撑杆固定连接；
[0013]所述法兰盘的另一个端面与第一球阀通过螺丝固定连接；所述第一球阀具有第二轴向空腔，所述冻结管钻杆的一端依次穿过第二轴向空腔和第一轴向空腔伸入到钻孔底部；
[0014]防止冻结管接头焊口磨损及断裂的施工方法具体包括如下步骤：
[0015]步骤A：按照所述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，将所述孔口内套管、所述孔口外套管和所述法兰盘组装好，并下放到已经钻好的钻孔中；
[0016]步骤B：在所述冻结管钻杆与所述孔口内套管形成的所述第一环形缝隙中安装所述密封机构；
[0017]步骤C：将所述第一球阀通过所述螺丝与所述法兰盘固定连接；
[0018]步骤D：施工冻结管钻杆，并打开所述第二球阀，以使得钻进过程中，钻孔循环液自所述第二球阀泄出。
[0019]上述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的施工方法，所述密封机构包括密封件、限位圈、第一橡胶圈、第二橡胶圈、圆筒形滑块和弹簧；在所述第一环形缝隙中，自邻近所述迎土侧的一端至远离所述迎土侧的一端依次为所述限位圈、所述第一橡胶圈、所述密封件、所述第二橡胶圈、所述圆筒形滑块和所述弹簧；所述限位圈固定安装在所述孔口内套管的内壁上，所述第一橡胶圈、所述第二橡胶圈、所述圆筒形滑块和所述弹簧均套装在所述冻结管
钻杆上；所述密封件填充在所述第一橡胶圈和所述第二橡胶圈之间的所述第一环形缝隙中；所述弹簧的一端抵顶在所述所述圆筒形滑块上，另一端抵顶在所述第一球阀上。
[0020]上述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的施工方法，所述密封件为骨架油封或盘根。
[0021]上述防止冻结管接头焊口磨损及断裂的施工方法，在所述孔口外套管上缠有麻丝。
[0022]本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：
[0023]本专利技术孔口管包括孔口内套管和孔口外套管，并在孔口内套管与冻结管钻杆之间安装密封机构；这种结构相对于现有技术中的单层孔口管而言，可以有效避免地层中的砂砾随钻孔循环液进入孔口管与冻结管钻杆之间的缝隙中，进而避免砂砾引起的冻结管接头焊口磨损及断裂。
[0024]支撑杆的设置一方面可以将孔口内套管和孔口外套管连接起来，防止第二环形缝隙变形，另一方面可以阻挡尺寸较大的砂砾进入第二环形缝隙，避免第二环形缝隙堵塞；密封机构中的密封件(骨架油封或盘根)对第一环形缝隙具有密封作用；限位圈能够将密封件、第一橡胶圈、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，其特征在于，包括孔口内套管(4)、孔口外套管(5)和密封机构；所述孔口内套管(4)具有第一轴向空腔，冻结管钻杆(1)穿过所述第一轴向空腔，所述孔口内套管(4)与所述冻结管钻杆(1)之间形成第一环形缝隙，所述密封机构位于所述第一环形缝隙内，所述孔口内套管(4)与所述冻结管钻杆(1)通过所述密封机构密封配合；所述孔口外套管(5)套装在所述孔口内套管(4)上，所述孔口内套管(4)和所述孔口外套管(5)之间形成第二环形缝隙，所述孔口外套管(5)上安装有第二球阀(11)，所述第二球阀(11)与所述第二环形缝隙流体导通。2.根据权利要求1所述的防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，其特征在于，在远离迎土侧(12)的一端：所述孔口内套管(4)和所述孔口外套管(5)均与同一个法兰盘(15)的一个端面固定连接；在邻近所述迎土侧(12)的一端：所述孔口内套管(4)和所述孔口外套管(5)通过位于所述第二环形缝隙的支撑杆(2)固定连接。3.根据权利要求2所述的防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，其特征在于，所述法兰盘(15)的另一个端面与第一球阀(10)通过螺丝(8)固定连接；所述第一球阀(10)具有第二轴向空腔，所述冻结管钻杆(1)的一端依次穿过第二轴向空腔和第一轴向空腔伸入到钻孔底部。4.根据权利要求2所述的防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，其特征在于，所述密封机构包括密封件(14)、限位圈(3)、第一橡胶圈(9)、第二橡胶圈(13)、圆筒形滑块(6)和弹簧(7)；在所述第一环形缝隙中，自邻近所述迎土侧(12)的一端至远离所述迎土侧(12)的一端依次为所述限位圈(3)、所述第一橡胶圈(9)、所述密封件(14)、所述第二橡胶圈(13)、所述圆筒形滑块(6)和所述弹簧(7)；所述限位圈(3)固定安装在所述孔口内套管(4)的内壁上，所述第一橡胶圈(9)、所述第二橡胶圈(13)、所述圆筒形滑块(6)和所述弹簧(7)均套装在所述冻结管钻杆(1)上；所述密封件(14)填充在所述第一橡胶圈(9)和所述第二橡胶圈(13)之间的所述第一环形缝隙中；所述弹簧(7)的一端抵顶在所述所述圆筒形滑块(6)上，另一端抵顶在所述第一球阀(10)上。5.根据权利要求4所述的防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，其特征在于，所述密封件(14)为骨架油封或盘根。6.根据权利要求1所述的防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构，其特征在于，所述孔口外套管(5)上缠有麻丝。7.一种防止冻结管接头焊口磨损及断裂的施工方法，其特征在于，采用防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构进行钻进施工，防止冻结管接头焊口磨损及断裂的孔口管结构包括孔口内套管(4)、孔口外套管(5)和密封机构；所述孔口内套管(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令辉，成广谋，王刚，高伟，付财，丁航，刘明亮，杨志刚，崔兵兵，王磊，董世卓，黄宝龙，孙佳，张洪波，
申请(专利权)人：杭州市地铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：