【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻进，尤其涉及一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞及使用方法。
技术介绍
1、绳索取心钻进工艺是一种在矿产勘查和工程勘察中常用的钻探方法，该技术的特点是在取岩心时不需要提出钻孔内的全部钻杆柱，而是通过专用带钢丝绳的打捞器，通过孔内钻杆中心孔将装有岩心的孔底内管提至地面，从而减少了提下钻次数和升降钻具的辅助时间，提高了钻进效率。
2、钻孔施工过程中，常用向孔内灌注水泥浆的方法来保护孔壁、堵漏、处理孔内事故，灌入水泥浆的位置是否准确、灌注量是否准确和水灰比是否准确等影响到灌水泥的效果，即水泥浆能否在预定的位置凝固并达到理想的强度，不同地质条件下，钻孔内可能存在地下水，也可能不存在，针对存在地下水时在水下局部孔段灌注水泥的情形，常用方法是：下入钻杆至预定位置，在孔口处将配制好的水泥灌入钻杆内，再将事先准备好的顶替将水泥浆送到孔底(若在孔段中注浆,需在预灌段下部架桥)，然后提出灌浆管，待凝，存在地下水时，地下水和孔内原有泥浆（钻井液）易与水泥浆混合，从而导致彼此产生污染、稀释，且不利于水泥浆凝固。
3、现有技术中，顶替水与水泥浆之间、水泥浆与孔内原有泥浆（钻井液）之间无隔离措施，一般，灌注水泥浆前要用清水冲洗钻孔，防止孔内原有泥浆污染水泥浆，石油钻井领域，隔离液用量较大且需要使用额外材料专门配制，不便于应用到小口径钻孔中，尤其是不适用于水泥浆灌注量较少的情况。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞及使用方法，以解决上
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，包括：
4、充气室，其底部固定安装有可密封的充气口，所述充气室顶部固定安装有丝扣，所述丝扣顶部螺纹连接有充填室，所述充填室与充气室之间通过丝扣而分隔开，所述充填室顶部固定安装有卡簧室，确保卡簧室与钻杆内壁之间保持适当的接触压力，有助于维持密封性能，防止充填材料的水分流失。
5、进一步的，所述卡簧室由顶部的上卡簧层和底部的下卡簧层一体组成，所述上卡簧层的直径大于下卡簧层的直径，所述上卡簧层底部与下卡簧层顶部通过弧形状平面平滑连接，上下两层结构可以提供双重密封效果，上层直接与钻孔壁形成紧密接触，而下层可以辅助上层。
6、进一步的，所述卡簧室顶部固定安装有卡簧，所述充填室上设有切缝，提供一个灵活的接口，允许隔离塞整体在温度变化或结构移动时有一定的伸缩空间，从而减少因应力集中而导致的损坏。
7、进一步的，所述充填室内还设置有辅助机构，辅助机构包括固定杆，所述固定杆固定安装于充填室内侧壁上，使得在充填室膨胀或收缩的过程中，固定杆可以起到辅助的作用。
8、进一步的，所述固定杆顶部延伸至下卡簧层上，所述固定杆的数量有三个，三个所述固定杆以充填室中轴线中心对称分布，三角形分布，工作时更加稳定。
9、进一步的，所述下卡簧层上开设有圆孔，所述圆孔外部固定安装有弹性半圆罩，弹性半圆罩被撑开的饱满状态刚好弥补了下卡簧层与上卡簧层之间的水平距离差。
10、进一步的，所述弹性半圆罩外部弹性安装有叉状凸起，使得不规则泥浆的固态凸起表面被磨削的趋于平滑。
11、进一步的，所述下卡簧层上固定安装有弹性板，所述弹性板上固定安装有推杆，所述推杆外部固定安装有半圆推板，在膨胀时可以将弹性半圆罩推出而撑开的作用。
12、进一步的，所述半圆推板外部贴合弹性半圆罩内侧壁设置，有效的保护弹性半圆罩的表面，避免损坏。
13、一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞使用方法，使用上述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，包括以下步骤：
14、s1、充气和连接，首先打开充气口将充气室内进行充气饱满操作，关闭充气口，随后通过丝扣将充气室与充填室螺纹连接，再向充填室充填遇水膨胀材料，将一号隔离塞置于钻杆内部，随后再将水泥浆灌入钻杆内，充填室内材料遇水膨胀，使得充填室开始膨胀带动卡簧室一起进行膨胀，卡簧室的外壁便会紧贴钻杆的内侧壁上，而此时一号隔离塞便会起到隔离上部水泥浆和下部泥浆的作用；
15、s2、灌入水泥浆，当灌入水泥浆到达设计量后，通过钻杆的孔口投入二号隔离塞，随后向钻杆内利用进水泵加入顶替水，在顶替水的压力推动下，一号隔离塞和二号隔离塞均会向下移动，移动过程中，一号隔离塞和二号隔离塞均可利用弹性半圆罩和叉状凸起将钻杆内侧壁上附着的不规则泥浆固态凸起进行磨削，当一号隔离塞到达钻杆底部时，因为管靴的内径小于钻杆的内径，使得一号隔离塞的移动会受到管靴的阻碍，泵压便会升高，此时便会提示地面操作人员一号隔离塞已到钻杆底部，继续加压，一号隔离塞在逐渐加压后会适度收缩并穿过管靴，当一号隔离塞穿过钻杆后，充填室和卡簧室便会继续撑开与钻孔的内侧壁接触，同时水压的接触并且利用充气室的自稳作用和泥浆的浮力，使得一号隔离塞不会继续下沉；
16、s3、继续加入顶替水，继续增加顶替水到达设计量后，便可直接将钻杆向上提出一定距离，使得二号隔离塞可以穿过管靴，此时二号隔离塞也会由于膨胀而停留在钻孔的内侧壁上，二号隔离塞起到隔离顶替水和水泥浆的作用，最后，完整提出钻杆，等待水泥浆凝固，整体操作完毕。
17、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
18、1、本专利技术，通过卡簧室的上下层设计，上下两层结构可以提供双重密封效果，上层直接与钻孔壁形成紧密接触，而下层可以辅助上层，下层直径较小，可以在充气或膨胀时帮助更均匀地分布压力，增强密封效果，下层直径小于上层，可以增加隔离塞的稳定性，防止在压力变化时发生偏移；
19、2、本专利技术，通过设置有弹性半圆罩和叉状凸起，叉状凸起与不规则泥浆的固态凸起接触，预先削平凸起，从而为上层的紧密贴合创造条件，可以显著提高隔离塞的接触面积，从而增强整体的密封效果，下层的叉状凸起能够优先接触并处理不规则泥浆的固态凸起，能够有效避免上层直接与不规则泥浆的固态凸起接触时产生的密封不良问题；
20、3、本专利技术，通过使用此隔离塞，解决灌水泥操作中顶替水与水泥浆、水泥浆与孔内原有泥浆直接接触，对彼此产生污染、稀释，不利于水泥浆凝固的问题，同时，实现水泥到位报警并及时停止泵入顶替水，从而确保水泥浆充满预定孔段，即同时解决了水泥浆按预期凝固和位置准确的技术问题。
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1.一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述卡簧室（5）由顶部的上卡簧层（51）和底部的下卡簧层（52）一体组成，所述上卡簧层（51）的直径大于下卡簧层（52）的直径，所述上卡簧层（51）底部与下卡簧层（52）顶部通过弧形状平面平滑连接。
3.根据权利要求2所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述卡簧室（5）顶部固定安装有卡簧（7），所述充填室（4）上设有切缝（6）。
4.根据权利要求3所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述充填室（4）内还设置有辅助机构，辅助机构包括固定杆（8），所述固定杆（8）固定安装于充填室（4）内侧壁上。
5.根据权利要求4所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述固定杆（8）顶部延伸至下卡簧层（52）上，所述固定杆（8）的数量有三个，三个所述固定杆（8）以充填室（4）中轴线中心对称分布。
6.根据权利要求5所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特
7.根据权利要求6所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述弹性半圆罩（10）外部弹性安装有叉状凸起（11）。
8.根据权利要求7所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述下卡簧层（52）上固定安装有弹性板（12），所述弹性板（12）上固定安装有推杆（13），所述推杆（13）外部固定安装有半圆推板。
9.根据权利要求8所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述半圆推板外部贴合弹性半圆罩（10）内侧壁设置。
10.一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞使用方法，其特征在于，使用权利要求9所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述卡簧室（5）由顶部的上卡簧层（51）和底部的下卡簧层（52）一体组成，所述上卡簧层（51）的直径大于下卡簧层（52）的直径，所述上卡簧层（51）底部与下卡簧层（52）顶部通过弧形状平面平滑连接。
3.根据权利要求2所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述卡簧室（5）顶部固定安装有卡簧（7），所述充填室（4）上设有切缝（6）。
4.根据权利要求3所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述充填室（4）内还设置有辅助机构，辅助机构包括固定杆（8），所述固定杆（8）固定安装于充填室（4）内侧壁上。
5.根据权利要求4所述的一种绳索取心钻孔孔内灌水泥用隔离塞，其特征在于：所述固定杆（8）顶部延伸至下卡簧层（52）上，所述固定杆（8）的数量有三个，三个...
【专利技术属性】
技术研发人员：马映辉，包清林，杨世平，马志强，肖开建，贾宏福，赵丹，许文引，
申请(专利权)人：四川省金钻地质矿产勘探工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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