专利名称：轻便式气囊隔离随钻压水试验器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水利水电工程领域中工程地质勘察钻探的土层或岩石的钻进，涉及绳索取芯钻进工艺中进行压水试验的装置，具体涉及一种轻便式气囊隔离随钻压水试验器。
背景技术：
绳索取芯钻进是一种先进的岩芯钻探工艺，其采用大直径钻杆，在钻具内套装一根取芯管，在钻进过程中，当岩芯装满取芯管后，不需要提钻，采用带绳索的打捞器，从钻杆中把取芯管提出。绳索取芯与普通钻进取芯相比，不需将所有钻杆提升到孔外，提高了钻井效率、岩芯采取率，降低了工程成本。因此，绳索取芯钻进在矿产、煤矿等各行业被广泛的应用。在水利工程钻探中，经常需要进行压水试验，即用高压方式把水压入钻孔，根据岩体吸水量计算了解岩体裂隙发育情况和透水性的一种原位试验。目前，采用绳索取芯钻进工艺进行压水试验包括两种方法，一种是提钻进行压水试验，一种是不提钻即随钻进行压水试验。绳索取芯钻进提钻进行压水试验，一般多使用传统的压水试验设备，需要将钻杆、钻头从孔内全部提出后，再下入压水栓塞和注水导管，然后再进行试验，这种方法较为传统，本质上与常规钻探的压水试验方法没有区别，效率较低，绳索取芯工艺的先进性完全得不到发挥。绳索取芯钻进不提钻进行压水试验，是目前较为先进的一种方法，其采用特制的随钻压水试验装置，能配合绳索取芯工艺的特点，提高工作效率。现在已经有关于这种随钻压水试验装置的研究，如中国实用新型专利CN202039837U所公开的绳索取芯钻进不起钻钻孔压水试验装置，以及中国实用新型专利CN201747350U所公开的孔径75mm绳索取芯钻孔不起钻压水试验的装置。但目前的随钻压水试验装置大都存在结构复杂、故障率高，操作难度大等问题，不能很好的满足现场钻探工作的需要，这也是目前先进的绳索取芯技术没有能够广泛应用于水利水电钻探的真正原因。
发明内容针对上述问题，本实用新型提供了一种新型的轻便式气囊隔离随钻压水试验器，其结构简单、操作简便、可靠性高，能够极大地推动先进的绳索取芯钻进技术在水利水电工程钻探中的应用。为实现上述发明目的，本实用新型提供了如下技术方案:一种轻便式气囊隔离随钻压水试验器，所述压水试验器包括布置于绳钻钻杆4外的安装有气压表15的气泵16以及安装有水压表17的水泵18，其特征在于:压水试验器还包括盖头2 ;绳钻钻杆4 ；专用接头3，其一端连接盖头2、另一端连接绳钻钻杆4，并且专用街头3通过进水管与水泵18连通；送气管5，其一端穿过盖头2与气泵16连接、另一端连接在上接头8上，且与上接头8的上接头通气孔9相连通；上接头8、上气囊10、中接头11、下气囊13以及下接头14，从钻孔入口至钻孔试验段依次连接，形成整体，其中上接头8设有与上气囊10相连通的上接头通气孔9，中接头11布置于钻头12上且设有与上气囊10、下气囊13相连通的中接头通气孔，并且充气后，上气囊10与绳钻钻杆4内壁紧密配合，下气囊13与钻孔孔壁紧密配合；连通管6，其贯穿上接头8、中接头11以及下接头14且通过上接头8、中接头11以及下接头14固定，并且连通管6的进水口位于上接口 8上方，出水口位于下接头14下方。所述送气管5与盖头2之间设有密封圈I。所述送气管5为内缠丝软塑管，通过气管接头7连接至上接头8上。
所述中接头11两侧设有与钻头12的尺寸相匹配的凸起。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:(I)本实用新型的轻便式气囊隔离随钻压水试验器适用于绳索取芯钻进技术，当绳钻内管和岩芯提出后，不需提出绳钻外管和钻头，直接将压水试验器下入钻孔内，对钻孔试验段进行密封，并进行压水试验，极大的提高了工作效率。(2)本实用新型的压水试验器结构简单，可靠性高，制造成本低。本实用新型压水试验器采用内缠丝软塑管作为送气管，将送气管和提吊绳索一体化设计；并利用各个接头连接上下气囊，形成一个整体，提供良好的封闭隔离效果；此外，还取消了传统的孔底专用的孔底送水管设计，而巧妙地直接利用了绳钻钻杆作为送水管，简化了结构设计，使得加工制作更加容易。(3)采用本实用新型的轻便式气囊隔离随钻压水试验器，操作简单，劳动强度低。本实用新型压水试验器利用送气管将压水试验器送至钻孔试验段，进行充气后，即可有效完成封闭工作，施工工艺操作简单，无须专门培训，将操作人员从传统的繁琐工序中解放出来。(4)本实用新型的压水试验器适应性广，可根据实际应用，制作成Φ75、Φ91等多种规格，与绳索取芯钻进做压水试验配套使用。
图1为本实用新型的轻便式气囊隔离随钻压水试验器的结构示意图。附图标记I密封圈2盖头3专用接头4绳钻钻杆5送气管6连通管7气管接头8上接头9上接头通气孔10上气囊11中接头12钻头13下气囊14下接头15气压表16气泵[0031]17水压表18水泵具体实施方式
下面，结合附图和具体实施例，对本实用新型的气囊隔离随钻压水试验器进行详细地解释。本实用新型的气囊隔离随钻压水试验器，如图1所示，其通过专用接头3与绳钻钻杆4连接，除布置于绳钻钻杆4外的安装有气压表15的气泵16以及安装有水压表17的水泵18之外，其余部件均布置于绳钻钻杆4内且位于钻孔试验段的上方。本实用新型的压水试验器包括气压表15、气泵16、水压表17、水泵18、密封圈1、盖头2、专用接头3、绳钻钻杆4、送气管5、连通管6、气管接头7、上接头8、上接头通气孔9、上气囊10、中接头11、钻头12、下气囊13、下接头14。其中，盖头2用于密封绳钻钻杆4上方开口，防止水从绳钻钻杆4上方溢出。盖头2上开有孔，供送气管5穿过，并且在盖头2与送气管5之间还设有密封圈1，以达到更好的S封效果。专用接头3，其一端连接盖头2，另一端连接绳钻钻杆4，且通过进水管与水泵18连通。在水泵18的作用下，水通过进水管从专用接头3进入绳钻钻杆4中。送气管5，其一端穿过盖头2与气泵16连接、另一端连接在上接头8上，且与上接头8的上接头通气孔9相连通。并且，送气管5为内缠丝软塑管，并通过气管接头7连接至上接头8上。在本实施例中，送气管5具有两个作用，一方面与气泵16连接，为上、下气囊供气，另一方面，起到传统压水试验器中提吊绳索的作用，将本实施例的压水试验器放入绳钻钻杆内。上接头8、上气囊10、中接头11、下气囊13以及下接头14从钻孔入口至钻孔试验段依次连接，形成整体。其 中上 接头8设有与上气囊10相连通的上接头通气孔9，中接头11布置于钻头12上且设有与上气囊10、下气囊13相连通的中接头通气孔，并且充气后，上气囊10与绳钻钻杆4内壁紧密配合，封闭位于钻头上部的绳钻钻杆4，下气囊13与钻孔孔壁紧密配合，封闭位于钻头下部的压水试验器部分，从而完成对钻孔试验段的密封。其中，中接头11的两侧设有与钻头12的尺寸相匹配的凸起，其作用是定位、导向，将压水试验器放置于钻杆内，当中接头11的凸起部分放置在钻头内的台阶上后，表明压水试验器安装到位。连通管6，其贯穿上接头8、中接头11以及下接头14且通过上接头8、中接头11以及下接头14固定。其中，连通管6的进水口位于上接口 8上方，出水口位于下接头14下方。通过与水泵18连接的进水管进入绳钻钻杆4内的水可经过连通管6进入钻孔试验段。工作过程:当绳索取芯钻进至压水试验段后，提出绳钻内管和岩芯，并将钻具提起一个试验段高度(一般为5米)，利用送气管5将本实施例的压水试验器放入绳钻钻杆4内，并且当中接头11放至绳钻钻头上时，压水试验器到达指定位置。打开气泵16，依次通过送气管5，上接头8和中接头11中的通气孔，对上气囊10、下气囊13进行充气，以完成对钻孔试验段的密封，然后打开水泵18，水从专用接头3进入绳钻钻杆4，并通过绳钻钻杆4、连通管6向钻孔试验段注水，开始压水试验。
权利要求1.一种轻便式气囊隔离随钻压水试验器，所述压水试验器包括布置于绳钻钻杆(4)外的安装有气压表(15)的气泵(16)以及安装有水压表(17)的水泵(18)，其特征在于:压水试验器还包括盖头(2);绳钻钻杆(4)； 专用接头(3)，其一端连接盖头(2)、另一端连接绳钻钻杆(4)，并且专用接头(3)通过进水管与水泵(18)连通； 送气管(5)，其一端穿过盖头(2)与气泵(16)连接、另一端连接在上接头(8)上，且与上接头(8)的上接头通气孔(9)相连通； 上接头(8)、上气囊(10)、中接头(11)、下气囊(13)以及下接头(14)，从钻孔入口至钻孔试验段依次连接，形成整体，其中上接头(8)设有与上气囊(10)相连通的上接头通气孔(9)，中接头(11)布置于钻头(12)上且设有与上气囊(10)、下气囊(13)相连通的中接头通气孔，并且充气后，上气囊(10)与绳钻钻杆(4)内壁紧密配合，下气囊(13)与钻孔孔壁紧密配合； 连通管￠)，其贯穿上接头(8)、中接头(11)以及下接头(14)且通过上接头(8)、中接头(11)以及下接头(14)固定，并且连通管(6)的进水口位于上接口⑶上方，出水口位于下接头(14)下方。
2.如权利要求1所述的压水试验器，其特征在于:所述送气管(5)与盖头(2)之间设有密封圈⑴。
3.如权 利要求1所述的压水试验器，其特征在于:所述送气管(5)为内缠丝软塑管，通过气管接头(7)连接至上接头(8)上。
4.如权利要求1所述的压水试验器，其特征在于:所述中接头(11)两侧设有与钻头(12)的尺寸相匹配的凸起。
专利摘要本实用新型涉及一种轻便式气囊隔离随钻压水试验器，包括气泵(16)以及安装有水压表(17)的水泵(18)，还包括盖头(2)；绳钻钻杆(4)；专用接头(3)，送气管(5)，；上接头(8)、上气囊(10)、中接头(11)、下气囊(13)以及下接头(14)，从钻孔入口至钻孔试验段依次连接，形成整体；连通管(6)，其贯穿上接头(8)、中接头(11)以及下接头(14)且通过上接头(8)、中接头(11)以及下接头(14)固定，并且连通管(6)的进水口位于上接口(8)上方，出水口位于下接头(14)下方。本实用新型适用于绳索取芯钻进技术，结构简单，可靠性高，制造成本低。
文档编号G01V9/00GK203164441SQ20132013691
公开日2013年8月28日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者张辉, 马明, 肖冬顺, 曾立新, 张涛, 孙策, 周治刚, 刘青, 陈世敏, 丁晔, 常宝, 严绎强, 胡郁乐 申请人:长江岩土工程总公司(武汉)武汉分公司