一种复合型大口径钻孔结构的制作方法

本实用新型涉及大口径钻孔施工及矿井排水管路、瓦斯管路、钻孔敷设电缆等领域，尤其涉及一种复合型大口径钻孔结构。

背景技术：

随着矿井开采范围扩大、水平延伸，矿井水及瓦斯涌出量增大，通过现有井筒敷设管路及电缆，线路长、阻力大、能耗高且投资高，利用地面施工大口径钻孔敷设管路及电缆可有效解决相关问题。大口径钻孔的施工受地层影响较大，其中松散层段不稳定，施工中容易出现跑浆、塌孔等问题，造成大口径钻孔施工失败。

目前大口径钻孔施工中松散层段跑浆、塌孔问题没有较好的解决方案，大部分参照小口径钻孔采用的泥浆护壁方法，钻孔结构为工作管、水泥砂浆固管的结构形式，但大口径钻孔孔壁不稳定，在基岩段钻孔施工期间松散层存在跑浆、塌孔等问题，泥浆护壁不能有效解决。

技术实现要素：

本实用新型提供一种复合型大口径钻孔结构，能有效防止基岩段钻孔施工期间松散层段跑浆、塌孔问题，提高松散层段大口径钻孔施工的成功率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种复合型大口径钻孔结构，包括上部的松散层段与下部的基岩段；松散层段沿竖直方向从上到下钻设有贯穿整个松散层段的第一通孔，第一通孔侧壁形成松散层段钻孔壁，松散层段钻孔壁顶端与底端均开口，松散层段钻孔壁内设有竖直且呈圆筒形的护壁套管，护壁套管顶端与底端均开口，护壁套管高度与松散层段钻孔壁高度相等，且护壁套管底端与松散层段钻孔壁底端处于同一水平线上，松散层段钻孔壁内侧壁与护壁套管外侧壁之间填充有第一水泥砂浆，且第一水泥砂浆固化后形成第一水泥砂浆固管；基岩段沿竖直方向从上到下钻设有第二通孔，第二通孔侧壁形成基岩段钻孔壁，基岩段钻孔壁顶端与底端均开口，基岩段钻孔壁外径小于护壁套管内径，且基岩段钻孔壁的正投影处于护壁套管的正投影内，护壁套管内设有竖直的工作管，工作管贯穿整个松散层段且工作管下部伸入基岩段钻孔壁内，并且工作管下端伸出基岩段钻孔壁下端，护壁套管内侧壁与相应位置处的工作管外侧壁之间以及基岩段钻孔壁内侧壁与相应位置处的工作管外侧壁之间填充有第二水泥砂浆，且第二水泥砂浆固化后形成第二水泥砂浆固管。

进一步地，第一通孔呈圆筒形。

进一步地，护壁套管的竖直中心线与松散层段钻孔壁的竖直中心线相重合。

进一步地，第二通孔呈圆筒形。

进一步地，基岩段钻孔壁的竖直中心线与护壁套管的竖直中心线相重合。

进一步地，工作管呈圆筒形。

进一步地，工作管的竖直中心线与护壁套管的竖直中心线相重合。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：

本实用新型在工作管和松散层段钻孔壁之间增加护壁套管并进行固管，来防止基岩段钻孔施工期间松散层段出现跑浆、塌孔等现象；待基岩段钻进完成后，安装工作管并进行工作管固管；最终在松散层段形成由外至内依次是松散层段钻孔壁、第一水泥砂浆固管、护壁套管、第二水泥砂浆固管、工作管的复合型大口径钻孔结构；本复合型大口径钻孔结构在常规钻孔结构的基础上增加护壁套管，隔断基岩段施工期间松散层段泥浆与松散层的联系，可有效防止基岩段钻孔施工期间松散层段跑浆、塌孔等现象的出现，且本复合型大口径钻孔结构的抗挤压抗变形能力大，进而提高了松散层段大口径钻孔的强度与施工的成功率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的Ⅰ-Ⅰ剖视图。

附图说明：1、松散层段钻孔壁，2、第一水泥砂浆固管，3、护壁套管，4、第二水泥砂浆固管，5、工作管，6、基岩段钻孔壁。

具体实施方式

如图1和2所示，一种复合型大口径钻孔结构，包括上部的松散层段与下部的基岩段；松散层段沿竖直方向从上到下钻设有贯穿整个松散层段且呈圆筒形的第一通孔，第一通孔侧壁形成松散层段钻孔壁1，松散层段钻孔壁1顶端与底端均开口，松散层段钻孔壁1内设有竖直且呈圆筒形的护壁套管3，护壁套管3顶端与底端均开口，护壁套管3高度与松散层段钻孔壁1高度相等，且护壁套管3底端与松散层段钻孔壁1底端处于同一水平线上，松散层段钻孔壁1内侧壁与护壁套管3外侧壁之间填充有第一水泥砂浆，且第一水泥砂浆固化后形成第一水泥砂浆固管2；基岩段沿竖直方向从上到下钻设有圆筒形的第二通孔，第二通孔侧壁形成基岩段钻孔壁6，基岩段钻孔壁6顶端与底端均开口，基岩段钻孔壁6外径小于护壁套管3内径，且基岩段钻孔壁6的正投影处于护壁套管3的正投影内，护壁套管3内设有竖直且呈圆筒形的工作管5，工作管5贯穿整个松散层段且工作管5下部伸入基岩段钻孔壁6内，并且工作管5下端伸出基岩段钻孔壁6下端，护壁套管3内侧壁与相应位置处的工作管5外侧壁之间以及基岩段钻孔壁6内侧壁与相应位置处的工作管5外侧壁之间填充有第二水泥砂浆，且第二水泥砂浆固化后形成第二水泥砂浆固管4。

其中，护壁套管3的竖直中心线与松散层段钻孔壁1的竖直中心线相重合；基岩段钻孔壁6的竖直中心线与护壁套管3的竖直中心线相重合；工作管5的竖直中心线与护壁套管3的竖直中心线相重合。

施工过程：第一步，先在松散层段进行钻孔至设计大小并形成松散层段钻孔壁1；第二步，在松散层段钻孔壁1内安装护壁套管3，然后在松散层段钻孔壁1内侧壁与护壁套管3外侧壁之间填充第一水泥砂浆，且第一水泥砂浆固化后形成第一水泥砂浆固管2，从而对护壁套管3进行固管；第三步，在基岩段进行钻孔至设计大小并形成基岩段钻孔壁6；第四步，在护壁套管3内与基岩段钻孔壁6内安装工作管5，然后在护壁套管3内侧壁与相应位置处的工作管5外侧壁之间以及基岩段钻孔壁6内侧壁与相应位置处的工作管5外侧壁之间填充第二水泥砂浆，且第二水泥砂浆固化后形成第二水泥砂浆固管4，从而对工作管5进行固管，最后形成复合型大口径钻孔结构。