一种防高压水的孔口安全封闭装置的制作方法

本发明涉及孔口安全保护结构的技术领域，特别是一种防高压水的孔口安全封闭装置。

背景技术：

在钻深孔施工作业中，钻杆不断的做高速旋转运动并向下进给钻削地层，钻杆下入地层越深出现的涌水量越大，由于孔内出水的水压和水量以及出水时间无法预测，若孔内涌水量突然猛增，进入到孔内的水压迅速增大，水压施加给钻杆向上的轴向力，造成钻杆上提，导致严重的安全事故。由于涌水大量从孔口处冒出，当涌水量超出工作面或者泵房的排水量时，造成施工面和施工设备被淹没，造成严重的经济损失。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、安全可靠、有效封堵钻孔过程中遇高压水、操作简单、能够随时取出钻杆的防高压水的孔口安全封闭装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种防高压水的孔口安全封闭装置，它包括外筒体和内筒体，所述外筒体的上下端部分别固设有中部带孔的上端盖和下端盖，所述内筒体设置于外筒体内且抵压于上端盖和下端盖之间，所述内筒体内经轴承旋转安装有旋转套，旋转套的顶部和底部分别固设有中部带孔的压块和安装板，旋转套内且沿其轴向上开设有多个连通旋转套的斜槽，斜槽与旋转套轴线呈夹角设置，斜槽内滑动安装有与其配合的滑块，滑块上固设有位于旋转套内的抱紧块，抱紧块的端面上开设有与钻杆相配合的弧形槽，弧形槽的表面上开设有防滑花纹，抱紧块内还开设有斜孔，安装板的顶表面上、位于旋转套内沿其圆周方向固设有多根与抱紧块相对应的导向杆，导向杆和斜孔均平行于斜槽设置，导向杆的上端部伸入于斜孔内，导向杆上套有弹簧，弹簧的一端固定于安装板顶部，另一端固定于抱紧块的底部。

所述斜槽的横截面为t形状。

所述压块的端面上且沿其圆周方向开设有多个导向孔。

该装置还包括取钻杆装置，所述取钻杆装置包括铰链座、连杆、拉杆、中部带孔的上压板和下压板，所述下压板支撑于所有抱紧块顶表面所围成的平面上，上压板位于上端盖的孔内，上压板的底部且沿其圆周方向固设有多根与导向孔相对应的拉杆，拉杆向下贯穿导向孔且固设于下压板上，所述铰链座固设于外筒体的外壁上，连杆的一端经销轴铰接于铰链座上，连杆的底部固设有位于上压板正上方的压头。

所述下端盖的孔内固设有连接套，连接套的上端部开设有旁通管。

所述外筒体柱面上且位于其上下端部分别固设有上法兰和下法兰，所述上端盖经螺钉与上法兰固连，下端盖经螺钉与下法兰固连。

所述外筒体内设置有位于内筒体下方的密封件，密封件抵压于下端盖和内筒体之间，密封件内开设有连通旋转套的孔。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、安全可靠、有效封堵钻孔过程中遇高压水、操作简单、能够随时取出钻杆。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主剖视图；

图3为图2的i部局部防大视图；

图4为旋转套与压块、安装板的安装示意图；

图5为图4的仰视图；

图6为旋转套的结构示意图；

图7为抱紧块的结构示意图；

图8为上下压板与压块的安装示意图；

图中，1-外筒体，2-内筒体，3-上端盖，4-下端盖，5-轴承，6-旋转套，7-压块，8-安装板，9-斜槽，10-滑块，11-抱紧块，12-弧形槽，13-斜孔，14-导向杆，15-弹簧，16-导向孔，17-铰链座，18-连杆，19-拉杆，20-上压板，21-下压板，22-压头，23-连接套，24-旁通管，25-螺钉，26-密封件，27-钻杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~8所示，一种防高压水的孔口安全封闭装置，它包括外筒体1和内筒体2，所述外筒体1的上下端部分别固设有中部带孔的上端盖3和下端盖4，本实施例中所述外筒体1柱面上且位于其上下端部分别固设有上法兰和下法兰，所述上端盖3经螺钉25与上法兰固连，下端盖4经螺钉25与下法兰固连。所述内筒体2设置于外筒体1内且抵压于上端盖3和下端盖4之间。

所述内筒体2内经轴承5旋转安装有旋转套6，旋转套6的顶部和底部分别固设有中部带孔的压块7和安装板8，所述压块7的端面上且沿其圆周方向开设有多个导向孔16，旋转套6内且沿其轴向上开设有多个连通旋转套6的斜槽9，斜槽9的横截面为t形状，斜槽9与旋转套6轴线呈夹角设置，斜槽9内滑动安装有与其配合的滑块10，滑块10上固设有位于旋转套6内的抱紧块11，抱紧块11的端面上开设有与钻杆相配合的弧形槽12，弧形槽12的表面上开设有防滑花纹，抱紧块11内还开设有斜孔13，安装板8的顶表面上、位于旋转套6内沿其圆周方向固设有多根与抱紧块11相对应的导向杆14，导向杆14和斜孔13均平行于斜槽9设置，导向杆14的上端部伸入于斜孔13内，导向杆14上套有弹簧15，弹簧15的一端固定于安装板8顶部，另一端固定于抱紧块11的底部。

该装置还包括取钻杆装置，所述取钻杆装置包括铰链座17、连杆18、拉杆19、中部带孔的上压板20和下压板21，所述下压板21支撑于所有抱紧块11顶表面所围成的平面上，上压板20位于上端盖3的孔内，上压板20的底部且沿其圆周方向固设有多根与导向孔16相对应的拉杆19，拉杆19向下贯穿导向孔16且固设于下压板21上，所述铰链座17固设于外筒体1的外壁上，连杆18的一端经销轴铰接于铰链座17上，连杆18的底部固设有位于上压板20正上方的压头22。

所述下端盖4的孔内固设有连接套23，连接套23的上端部开设有旁通管24，旁通管24具有排渣和排水的功能。

所述外筒体1内设置有位于内筒体2下方的密封件26，密封件26抵压于下端盖4和内筒体2之间，密封件26内开设有连通旋转套6的孔，当密封件26与钻杆27磨损出现间隙后，只需拧紧上法兰与上端盖3之间的螺钉25，上端盖3向下压内筒体2，内筒体2又压向密封件26，密封件26发生径向变形，从而补偿出现的间隙，因此当密封件损坏后无需频繁更换密封件，降低了维护成本。

本发明的工作过程如下：

s1、将孔口管安装于孔口内；将连接套23通过螺纹或法兰盘的方式与孔口管连接，以将该封闭装置固定住；

s2、钻杆的安装：在钻杆的下端部顺次连接逆止阀和钻头；工人向下压连杆18，连杆18绕着铰链座17向下转动，压头22将上压板20向下运动，作用力经拉杆19传递给下压板21，下压板21将所有的抱紧块11往下压，抱紧块11随着滑块10沿着斜槽9向下运动，抱紧块11压缩弹簧15，当压缩一段距离后，工人将钻杆27从上往下穿过上压板20的孔、压块7的孔、下压板21的孔、所有抱紧块11所围区域、安装板8的孔以及密封件26的孔，下防钻杆27后工人向上拉动连杆18，连杆18绕着铰链座17向上转动，压头22与上压板20分离，此时抱紧块11在弹簧15的恢复力下沿着斜槽9向上运动，所有抱紧块11的弧形槽12全部抱在钻杆27的外部，从而实现了钻杆的安装；当钻杆27高速向下钻进时，钻杆27带动旋转套6在内筒体2内做旋转运动，逆止阀防止水进入钻杆内，避免了涌水从钻杆顶部涌出，造成涌水淹没施工面和施工设备，确保了施工的正常进行；

s3、钻杆27在钻削过程中，若地层中出现高压大排量涌水，涌水进入钻杆27内并给钻杆27施加向上的轴向力，钻杆27上提后，抱紧块11沿着斜槽9向上运动，所有抱紧块11所围区域直径逐渐变小，抱紧块11将钻杆27夹持的更紧，从而有效避免了钻杆在高压下从孔口退出而造成安全隐患，因此该安全封闭装置具有安全可靠的特点。