用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统。为了解决现有钻孔高压压水试验观测仪器在灌浆过程中很容易造成观测仪器被后续灌入的水泥（砂）浆液胶接起来，导致观测失效的问题，所述埋设封堵系统包括试验观测孔，设置在试验观测孔内的防渗段，穿过所述防渗段的套管；所述套管的底部和顶部均装有堵头，该套管下部管内装有观测仪，该观测仪与一根外接电缆相连；所述套管、防渗段底部以及试验观测孔底部内壁之间形成试验腔，该试验腔与所述套管通过过水孔连通；所述防渗段为从试验观测孔孔口至孔底顺序设置的水泥浆堵头、膨胀水泥浆封堵段和土工布段。本发明结构简单，操作方便，且可有效保证观测仪器埋设封堵的可靠性。
【专利说明】用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，主要适用于水利水电工程、石油储备等领域地下工程进行岩体原位高压压水试验系统的观测仪器埋设封堵工艺流程。
【背景技术】
[0002]现有钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵时主要采用改性水泥(砂)浆进行灌浆封堵或利用干海带遇水膨胀的机理进行封堵，水泥(砂)浆封堵工艺的缺点在于灌浆过程中很容易造成观测仪器被后续灌入的水泥(砂)浆液胶接起来，造成观测仪器失效，且施工质量难以保证。而干海带封堵效果难以保证，海带绑扎半径过大，则系统阻力过大，仪器难以准确安放到位，若孔内有水，还有可能造成仪器还未到位，海带就已经膨胀；绑扎半径过小，封堵效果不理想，极易串浆和漏水。
【发明内容】
[0003]针对现有钻孔高压压水试验观测仪器埋设封堵工艺存在的不足，本发明旨在提供一种用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，该封堵系统可以有效保证观测仪器安装施工质量。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，包括开设于岩体内的试验观测孔，设置在试验观测孔内的防渗段，以及一穿过所述防渗段的套管；其结构特点是，所述套管的底部和顶部均装有堵头，该套管下部管内装有观测仪器，该观测仪器与一根外接电缆相连；所述套管、防渗段底部以及试验观测孔底部内壁之间形成试验腔，该试验腔与所述套管通过过水孔连通；所述防渗段为从试验观测孔孔口至孔底顺序设置的水泥浆堵头、膨胀水泥浆封堵段和土工布段。
[0005]由此，本发明可以将观测仪器分段单独埋设，观测仪器(渗压计等)电缆外包保护套管，在保护套管的接头部位采用生料带防渗，套管端部设闷头，套管壁钻梅花形孔传递水压力，套管外壁包滤网以阻止泥沙进入压力测试段，采用精密压力表外接在电缆保护套管的地表部位，配合高压截止阀可方便地对升压及降压阶段的渗压进行有效观测，观测仪器封堵采用土工布结合二次灌浆的封堵工艺。
[0006]以下为本发明的进一步改进的技术方案:
进一步地，所述土工布段与试验腔之间设有弹性隔板。
[0007]为了方便排出套管内的水和空气，所述套管上部装有排水排气开关。
[0008]作为一种具体的结构形式，所述套管底部的堵头为封堵闷头。
[0009]作为一种具体的结构形式，所述套管顶部的堵头为环氧树脂堵头。
[0010]为了实时监测套管内的压力，所述套管上部装有水压力表。
[0011]为了便于及时排出膨胀水泥浆封堵段内的气体，所述膨胀水泥浆封堵段内设有与外界连通的排气管。
[0012]为了方便在土工布段中注浆，所述试验观测孔内安装有一注浆管，该注浆管的底端置于所述土工布段内。
[0013]本发明的工作原理为:为准确获取钻孔高压压水试验的测量数据，需提高观测仪器埋设施工质量并对非观测段进行有效封堵，本发明将观测仪器分段单独埋设，在观测仪器(渗压计等)电缆外包保护套管，在保护套管的接头部位采用生料带防渗，外包保护套管端部设闷头，套管壁钻梅花形孔传递水压力，套管外壁包滤网以阻止泥沙进入压力测试段，采用精密压力表外接在电缆保护套管的地表部位，配合高压截止阀可方便地对试验阶段的渗压进行有效观测，观测仪器封堵采用土工布结合二次灌浆的封堵工艺。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明可以方便、快速、有效地将观测仪器安装到设计位置；避免在安装埋设过程对观测仪器电缆的破坏；阻止泥沙进入压力测试段；增加了试验观测手段的保险系数，对各试验阶段的渗压进行有效观测；克服了水泥(砂)浆或干海带封堵工艺不足，有效保证了封堵效果，防止了观测孔孔壁及电缆表层形成渗水通道而导致的串浆、漏水。
[0015]以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明一个实施例的结构原理图。
[0017]在图中
1-电缆；2_环氧树脂堵头；3_排水排气开关；4_三通；5_水压力表；6_注浆管；7_排气管；8_水泥砂浆堵头；9_试验观测孔；10-膨胀水泥浆封堵段；11_套管；12-土工布段；13-弹性隔板；14_花管段；15_过水孔；16_观测仪器；17_封堵闷头；18_试验腔。
【具体实施方式】
[0018]一种用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，如图1所示，包括开设于岩体内的试验观测孔9，一根套管11的一端伸入试验观测孔9底部，套管底部采用闷头17进行封堵。一只观测仪器(渗压计)16固定在套管11的底端，其电缆I穿过套管11伸出到试验观测孔9以外，且该观测仪器(渗压计)16的外面由套管11及封堵闷头17进行保护。在固定观测仪器(渗压计)16的套管11 一端以上设置20cm长的花管段14，即该花管段14上设置有内外贯通的过水孔15，使套管内部的观测仪器(渗压计)16与试验段18水体连通。在套管的花管段14以上20cm处的外侧设置一弹性隔板13，最好是橡胶隔板，从弹性隔板13处开始向上200cm范围内绑扎土工布段12，从而可以有效地将观测仪器(渗压计)16和后续灌入的水泥浆分隔开来，起到保护观测仪器(渗压计)16的作用。试验观测孔9内还安装有一注浆管6，该注浆管6伸入到土工布段12处。试验观测孔9的土工布段12以上通过注浆管6注入微膨胀水泥浆形成膨胀水泥浆封堵段10进行封堵，在距离试验观测孔9的孔口附近范围采用微膨胀水泥砂浆形成的水泥沙浆堵头8封堵。试验观测孔9内另外还安装有一排气管7，该排气管7伸入到膨胀水泥浆封堵段10处，以排除水泥浆中的空气。套管11中的电缆引出端采用环氧树脂堵头2封堵，从而可有效避免对观测仪器(渗压计)电缆I造成损害。试验观测孔9的孔口以外套管上连接有两个三通4，其分别连接水压力表5和排水排气开关3。
[0019]上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
【权利要求】
1.一种用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，包括开设于岩体内的试验观测孔(9)，设置在试验观测孔(9)内的防渗段，以及一穿过所述防渗段的套管(11);其特征在于，所述套管(11)的底部和顶部均装有堵头(2，17)，该套管(11)下部管内装有观测仪器(16)，该观测仪器(16)与一根外接电缆(11)相连；所述套管(11)、防渗段底部以及试验观测孔(9)底部内壁之间形成试验腔(18)，该试验腔(18)与所述套管(11)通过过水孔(15)连通；所述防渗段为从试验观测孔(9)孔口至孔底顺序设置的水泥浆堵头(8)、膨胀水泥浆封堵段(10)和土工布段(12)。
2.根据权利要求1所述的用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，其特征在于，所述土工布段(12)与试验腔(18)之间设有弹性隔板(13)。
3.根据权利要求1所述的用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，其特征在于，所述套管(11)上部装有排水排气开关(3 )。
4.根据权利要求1所述的用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，其特征在于，所述套管(11)底部的堵头为封堵闷头(17)。
5.根据权利要求1所述的用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，其特征在于，所述套管(11)顶部的堵头为环氧树脂堵头(2)。
6.根据权利要求1所述的用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，其特征在于，所述套管(11)上部装有水压力表(5 )。
7.根据权利要求1所述的用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，其特征在于，所述膨胀水泥浆封堵段(10)内设有与外界连通的排气管(7)。
8.根据权利要求1所述的用于钻孔高压压水试验的观测仪器埋设封堵系统，其特征在于，所述试验观测孔(9)内安装有一注浆管(6)，该注浆管(6)的底端置于所述土工布段(12)内。
【文档编号】E21B47/00GK103821498SQ201410092115
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】冯树荣, 赵海斌, 翦波, 陈建胜, 钟辉亚, 左成荣, 于新华, 王丽新 申请人:中国水电顾问集团中南勘测设计研究院有限公司