提拉式卡瓦止浆塞的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及一种止浆塞，尤其是一种提拉式卡瓦止浆塞。
[0002]【背景技术】:
近年来由于矿山井巷建设技术的不断进步和加快，作为关键线路上的立井井筒也在不断加深和加快，越来越多的超千米井筒已经或正在形成生广能力，在井筒施工过程中，井筒的防治水已经是制约井筒建设形成及质量的重要因素之一。
[0003]注浆技术是井巷施工中与地下水害作斗争的重要手段之一。通常以注浆泵为动力源，利用泵的压力把配制好的、具有充塞胶结性能的浆液，通过注浆孔(或注浆管)注入含水地层中，浆液以充填或渗透等形式驱走岩石裂隙或孔隙中的水，达到封堵裂隙、隔绝水源，或将松散岩层胶结成不透水的整体的目的，从而起到永久性的堵水与加固作用，然后进行井巷挖掘工作。
[0004]井筒地面预注浆，是在井筒开凿之前，从地面围绕着井筒的四周钻进一些注浆孔，到裂隙含水岩层，然后把配制好的浆液用注浆泵通过输浆管和注浆管，注入到裂隙含水岩层中堵水，经检查达到封水目的后，再进行井筒掘砌的施工方法。我国经过几十年的发展和探索，随着施工装备的进步，预注浆防治水已经取得了比较成熟的经验和技术，随着超深矿井的越来越多，原有的止浆技术(装备)已不能满足现在施工的需要，特别是随着矿井深度的增加，注浆压力越来越大，现在的注浆压力很多超过25MPa，甚至达到30 MPa，原有止浆塞压力基本上在15 MPa以下，所以注浆技术对止浆塞的要求越来越高。而且止浆塞止浆效果的好坏直接影响到注浆堵水的效果，影响到井筒建设的速度，直至影响整个建井的速度。
[0005]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种承载压力大，止浆效果好，操作方便，简单实用，能够反复多次使用的提拉式卡瓦止浆塞。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种提拉式卡瓦止浆塞，包括连接头、芯杆、法兰、连接杆、反丝接头、卡瓦、圆锥体、上托盘、胶筒和下托盘，其特征是:在芯杆的顶端设有连接头，在芯杆的外面自上而下依次设有法兰、连接杆、反丝接头、卡瓦、圆锥体、上托盘、胶筒和下托盘。
[0007]根据所述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述芯杆由上芯杆和下芯杆组成，采用钻探用钻杆，经过特殊工艺处理，具有强度高、韧性好等特点，不仅能承受较大拉力，还能承受较高的注浆压力。
[0008]根据所述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的连接杆为空心金属管，套在上芯杆的外部，设备设有法兰，下部设有卡瓦。
[0009]根据所述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的反丝接头采用45#空心钢加工而成，上端连接上芯杆，下端连接下芯杆，采用反丝结构主要是保证注浆结束后，通过旋转钻具(右旋、正转)能使上、下芯杆脱开，锥体下移，卡瓦与井壁分离，顺利提出止浆塞。
[0010]根据所述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的卡瓦采用45#空心钢加工而成，表面增加了 4-6道沟槽，使卡瓦与井壁的接触面积更加可靠，从而加大止浆塞的提拉力。
[0011]根据所述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的圆锥体的顶端设有锥体压帽，锥体侧面上设有导向键，采用45#空心钢加工而成，斜度按照注浆深度、压力和止浆塞规格的不同选用不同的锥度，主要达到提拉时使卡瓦有效、可靠胀开，并能够在设定拉力下锁死，防止注浆过程中向下滑动，导致卡瓦松动，止浆失败。
[0012]根据所述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的导向键采用燕尾设计，不仅保证与卡瓦可靠结合，而且能够使卡瓦在导向键上自由滑动，在锥体上下移动时，卡瓦能够相应的与井壁接触、分离。
[0013]根据所述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的胶筒采用优质橡胶制作，保证在受拉工作时与井壁密实结合、不漏浆液，在锥体下移、卡瓦松开时恢复原状，顺利从钻孔内提出。
[0014]本发明的有益效果是:承载压力大，止浆效果好，操作方便，简单实用，能够反复多次使用。
[0015]【附图说明】:
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0016]图1是本发明的结构示意图。
[0017]图2是本发明的工作(止浆)示意图。
[0018]图3是本发明的起塞示意图。
[0019]图中:1接头、2上芯杆、3法兰、4连接杆、5反丝接头、6下芯杆、7锥体压帽、8卡瓦、9导向键、10圆锥体、11上托盘、12胶筒、13下托盘。
[0020]【具体实施方式】:
在图1、图2、图3中，一种提拉式卡瓦止浆塞，包括连接头1、芯杆(2，6)、法兰3、连接杆
4、反丝接头5、卡瓦8、圆锥体10、上托盘11、胶筒12和下托盘13。在芯杆的顶端设有连接头I，在芯杆的外面自上而下依次设有法兰3、连接杆4、反丝接头5、卡瓦8、圆锥体10、上托盘11、胶筒12和下托盘13。所述芯杆由上芯杆2和下芯杆6组成，采用钻探用钻杆，经过特殊工艺处理，具有强度高、韧性好等特点，不仅能承受较大拉力，还能承受较高的注浆压力。所述的连接杆4为空心金属管，套在上芯杆2的外部，设备设有法兰3，下部设有卡瓦8。所述的反丝接头5采用45#空心钢加工而成，上端连接上芯杆2，下端连接下芯杆6，采用反丝结构主要是保证注浆结束后，通过旋转钻具(右旋、正转)能使上、下芯杆6脱开，锥体下移，卡瓦8与井壁分离，顺利提出止浆塞。所述的卡瓦8采用45#空心钢加工而成，表面增加了4-6道沟槽，使卡瓦8与井壁的接触面积更加可靠，从而加大止浆塞的提拉力。所述的圆锥体10的顶端设有锥体压帽7，锥体侧面上设有导向键9，采用45#空心钢加工而成，斜度按照注浆深度、压力和止浆塞规格的不同选用不同的锥度，主要达到提拉时使卡瓦8有效、可靠胀开，并能够在设定拉力下锁死，防止注浆过程中向下滑动，导致卡瓦8松动，止浆失败。所述的导向键9采用燕尾设计，不仅保证与卡瓦8可靠结合，而且能够使卡瓦8在导向键9上自由滑动，在锥体上下移动时，卡瓦8能够相应的与井壁接触、分离。所述的胶筒12采用优质橡胶制作，保证在受拉工作时与井壁密实结合、不漏浆液，在锥体下移、卡瓦8松开时恢复原状，顺利从钻孔内提出。
[0021]工作原理:主要利用胶筒12受拉变形与井壁密实结合达到封闭止浆的目的，通过锥体与卡瓦8的相对运动，使卡瓦8通过膨胀力与井壁岩石紧密贴合，成为胶筒12受拉支点，胶筒12受拉产生变形，与井壁贴实封闭止浆。在注浆结束后，通过倒开反丝接头5，是卡瓦8与锥体不再形成相对运动，卡瓦8呈最小状态，不再胀开，胶筒12没有受力支点，恢复原来状态，顺利提出止浆塞。
[0022]使用方法:
1、首先根据钻孔直径、深度、注浆压力选择相应规格的止浆塞，检查所有接头I，对所有正丝(右旋)接头I施以大力矩，防止在下塞、注浆过程中脱扣；
2、检查活动法兰3、卡瓦8沿导向键9活动是否灵活，导向键9固定是否牢靠；
3、反丝接头5旋紧前要涂丝扣油并加缠盘根；
4、上下托盘(11，13)的配合要使胶筒12呈自然状态，不要受力和留有间隙；
5、配好钻具，下入设计深度，下放过程中速度不要太快，遇阻时不要强行下放和提拉，要将止浆塞倒开后起塞，以免损坏；
6、下至设计深度时，向上提拉，达到设计拉力锁死，防止由于重力原因是锥体下移，卡瓦8松动，止浆失败；
7、压水实验、注浆作业见图2;
8、注浆作业结束后，按照设计设计及压力情况泄压；
9、泄压结束后，右旋倒开反丝接头5，缓慢上提，确认卡瓦8不再受力、上芯杆2和下芯杆6脱离后再以正常速度提出止浆塞见图3 ；
10、清洗、检修，准备下次使用。
【主权项】
1.一种提拉式卡瓦止浆塞，包括连接头、芯杆、法兰、连接杆、反丝接头、卡瓦、圆锥体、上托盘、胶筒和下托盘，其特征是:在芯杆的顶端设有连接头，在芯杆的外面自上而下依次设有法兰、连接杆、反丝接头、卡瓦、圆锥体、上托盘、胶筒和下托盘。2.根据权利要求1所描述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述芯杆由上芯杆和下芯杆组成，采用钻探用钻杆，经过特殊工艺处理，具有强度高、韧性好等特点。3.根据权利要求1所描述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的连接杆为空心金属管，套在上芯杆的外部，设备设有法兰，下部设有卡瓦。4.根据权利要求1所描述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的反丝接头采用45#空心钢加工而成，上端连接上芯杆，下端连接下芯杆。5.根据权利要求1所描述的提拉式卡瓦止浆塞，其特征在于:所述的卡瓦采用45#空心钢加工而成，表面增加了 4-6道沟槽。
【专利摘要】本发明涉及一种岩层注浆用的提拉式卡瓦止浆塞，特别适用于中、深孔及超深孔止浆。主要利用胶筒受拉变形与井壁密实结合达到封闭止浆的目的，通过锥体与卡瓦的相对运动，使卡瓦通过膨胀力与井壁岩石紧密贴合，成为胶筒受拉支点，胶筒受拉产生变形，与井壁贴实封闭止浆。在注浆结束后，通过倒开反丝接头，是卡瓦与锥体不再形成相对运动，卡瓦呈最小状态，不再胀开，胶筒没有受力支点，恢复原来状态，顺利提出止浆塞。本发明的有益效果是：承载压力大，止浆效果好，操作方便，简单实用，能够反复多次使用。
【IPC分类】E21B33/134
【公开号】CN105089550
【申请号】CN201410212909
【发明人】陈刚, 张玉清, 张继新, 张健
【申请人】枣庄矿业集团中兴建安工程有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月20日