本发明涉及地质岩心钻探，特别是一种堵漏胶凝材料便捷投放装置及方法。
背景技术：
1、现阶段地质岩心钻探已普及绳索取心钻进工艺，其具有钻进效率高、辅助时间短、劳动强度低、取心质量好等诸多优点，nq、hq、pq、sq是常规绳索取心规格。当钻孔出现漏失时，对于小型漏失一般可采用惰性材料随钻堵漏，对于严重漏失一般需要进行停钻堵漏。停钻堵漏常采用泵送注浆的方式，所采用的胶凝材料有水泥浆液、化学浆液等，需要提钻拆卸粗径钻具并下放小一径或同径的裸钻杆到孔底上部，形成灌注管道。泵送注浆方式往往随着钻孔深度和孔内水位增加，其灌注风险系数将成倍增加，同时成功概率也会大幅降低。
2、例如，当孔深较大时，若采用泵送灌注水泥浆液的方式堵漏，其极易出现用浆量、替浆量等计算掌握不准的情况。若替浆量过少，水泥浆液没到预定位置，堵漏效果将很差；若替浆量过多，水泥浆液返出钻杆过高，容易发生埋钻事故。此时若孔内水位较高，水泥浆液将随水线长度增加而出现严重水侵污染的现象，凝固效果无法保证，各方面量的计算将更难把握。因此，现实操作中极少在孔深超过1000m采用泵送注浆的方式进行堵漏，风险太大。
3、对于胶凝材料灌注堵漏，采用裸钻杆泵送注浆堵漏或钻杆接专门的灌注器水压注浆堵漏的方式，存在以下问题：
4、(1)裸钻杆泵送注浆堵漏的优点在于可一次性往孔内灌注大量的浆液，结构简单，但易出现水侵污染和埋钻风险等；
5、(2)钻杆接专门的灌注器水压注浆的堵漏方式，现阶段很难见到，灌注器不易购置，结构复杂，技术要求高，比较适用于速凝性材料的灌注，灌注器被凝固在孔底的风险较大；
6、(3)上述方式均需要提钻后重新下放灌注管线，对于深孔堵漏来说较为繁琐。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种堵漏胶凝材料便捷投放装置及方法，当绳索取心钻进出现漏失时，无需提出整根钻杆柱，即可进行胶凝材料的堵漏操作，效率得到大幅提升，可避免裸钻杆泵送注浆而出现的严重水侵污染情况，也不会出现返浆过高而埋钻的情况，充分利用现有绳索取心的打捞器、内管总成、内管、钻头等机构，仅增设一个结构简单的到位泄浆阀，即可利用内管容腔装载胶凝材料，进行堵漏材料的定点投放。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：
3、一种堵漏胶凝材料便捷投放装置，其设置于钻杆内，包括到位泄浆阀、内管、内管总成、打捞器和钢绳，所述到位泄浆阀安装于内管的下端，所述内管用于装填凝胶材料，所述内管的上端与内管总成的下端连接，所述打捞器与内管总成的上端连接，所述钢绳的一端与打捞器连接，另一端与地表绞车连接，当到位泄浆阀下放至钻杆下端，且到位泄浆阀的前端穿过钻头后，到位泄浆阀开启，凝胶材料将在自重作用下排出。
4、进一步的，所述到位泄浆阀包括泄浆管、母扣、滑挡和防退环，所述泄浆管为上端开口下端封闭的管状结构，所述母扣设置于泄浆管的上端，所述母扣与内管的下端连接成一体，所述泄浆管的下部开设有泄浆口，所述滑挡套装于泄浆管的外侧，所述泄浆管和滑挡均为相互匹配的圆管状结构，所述泄浆管的下端外壁上设置有用于防止滑挡从泄浆管脱落的防退环，所述泄浆管能够从钻头的内孔穿出，所述滑挡的外径大于钻头的内孔直径，所述滑挡的内径小于钻头的内孔直径。
5、进一步的，所述防退环的最大直径小于滑挡的外径，且大于滑挡的内径。
6、进一步的，所述母扣与内管通过螺纹配合连接。
7、进一步的，当滑挡的下端抵接在防退环上时，所述滑挡能够完全遮挡泄浆口。
8、进一步的，所述泄浆管的外侧还套装有弹簧，所述弹簧的上端抵接在母扣的下端面上，下端抵接在滑挡的上端面上。
9、进一步的，所述内管总成的壁上开有泄压口。
10、一种堵漏胶凝材料便捷投放方法，包括以下步骤：
11、s1、装料：钻孔出现漏失时，将钻头提到高出拟灌孔段上部约1-2m，取出内管总成下端单向阀中的钢珠，用胶带缠封泄压口，防止凝胶材料从此处流出，抬高内管的底端，采用倒灌方式从内管的底部灌入调制好的胶凝材料，然后将到位泄浆阀与内管的下端进行连接，此时将到位泄浆阀拨置于关闭状态，将钢绳的一端连接绞车，另一端连接打捞器，打捞器与内管总成连接，用打捞器提起内管总成，在整体下入钻孔前在孔口将胶带拆掉；
12、s2、投放泄料：控制绞车，将钢绳进行快速下放，当最下端的到位泄浆阀接触到钻头时，泄浆管的外径比钻头的内孔孔径小，能够穿过钻头，而滑挡的外径大于钻头的内孔孔径，滑挡相对于泄浆管向上移动，直至打开泄浆口，凝胶材料在重力作用下，从内管流进泄浆管，最终从泄浆口流出，并对地层裂缝进行填充凝固封堵；
13、s3、回收待凝：当预估内管中的胶凝材料已完全泄掉时，上提钢绳带出打捞器、内管总成、内管和到位泄浆阀，此时滑挡因重力作用，相对于泄浆管向下移并使得到位泄浆阀处于关闭状态，提出投放装置后，提高钻杆2-4m，往钻杆内注水，对钻头进行清洗，并使其处于更安全的位置，待凝固强度达标后即可进行扫孔工作。
14、进一步的，所述凝胶材料的制作方法为：用水和水泥按水灰比为：0.5-0.6配制水泥浆液，加入水泥质量的0.1％-0.5％的聚环氧乙烷作为抗分散剂，加入水泥质量的2％-8％的固体氯化钙作为早强剂。
15、本发明具有以下优点：
16、1、可在充分利用现场已有相关绳索器具的前提下，仅新增一个结构简单且巧妙的到位泄浆阀，即可在不提钻条件下实现胶凝材料的定点投放，凝胶材料用量浪费更少，特别在深孔钻进堵漏时，安全高效的优势将更加明显。当到位泄浆阀抵达钻头位置时，可通过尺寸配合关系，使得滑挡与泄浆口错开，实现到位后泄浆管的侧壁泄浆口自动打开操作。
17、2、绳索取心钻进出现漏失时，无需提出整根钻杆柱，即可进行胶凝材料的堵漏操作，效率得到提升。
18、3、当孔内水位较高时，可避免裸钻杆泵送注浆而出现的严重水侵污染情况，也不会出现返浆过高而埋钻的情况。
1.一种堵漏胶凝材料便捷投放装置，其设置于钻杆（1）内，其特征在于：包括到位泄浆阀（3）、内管（4）、内管总成（5）、打捞器（6）和钢绳（7），所述到位泄浆阀（3）安装于内管（4）的下端，所述内管（4）用于装填凝胶材料，所述内管（4）的上端与内管总成（5）的下端连接，所述打捞器（6）与内管总成（5）的上端连接，所述钢绳（7）的一端与打捞器（6）连接，另一端与地表绞车连接，当到位泄浆阀（3）下放至钻杆（1）下端，且到位泄浆阀（3）的前端穿过钻头（2）后，到位泄浆阀（3）开启，凝胶材料将在自重作用下排出。
2.根据权利要求1所述的一种堵漏胶凝材料便捷投放装置，其特征在于：所述到位泄浆阀（3）包括泄浆管（3a）、母扣（3b）、滑挡（3c）和防退环（3d），所述泄浆管（3a）为上端开口下端封闭的管状结构，所述母扣（3b）设置于泄浆管（3a）的上端，所述母扣（3b）与内管（4）的下端连接成一体，所述泄浆管（3a）的下部开设有泄浆口（3a1），所述滑挡（3c）套装于泄浆管（3a）的外侧，所述泄浆管（3a）和滑挡（3c）均为相互匹配的圆管状结构，所述泄浆管（3a）的下端外壁上设置有用于防止滑挡（3c）从泄浆管（3a）脱落的防退环（3d），所述泄浆管（3a）能够从钻头（2）的内孔穿出，所述滑挡（3c）的外径大于钻头（2）的内孔直径，所述滑挡（3c）的内径小于钻头（2）的内孔直径。
3.根据权利要求2所述的一种堵漏胶凝材料便捷投放装置，其特征在于：所述防退环（3d）的最大直径小于滑挡（3c）的外径，且大于滑挡（3c）的内径。
4.根据权利要求2所述的一种堵漏胶凝材料便捷投放装置，其特征在于：所述母扣（3b）与内管（4）通过螺纹配合连接。
5.根据权利要求3所述的一种堵漏胶凝材料便捷投放装置，其特征在于：当滑挡（3c）的下端抵接在防退环（3d）上时，所述滑挡（3c）能够完全遮挡泄浆口（3a1）。
6.根据权利要求2所述的一种堵漏胶凝材料便捷投放装置，其特征在于：所述泄浆管（3a）的外侧还套装有弹簧（3e），所述弹簧（3e）的上端抵接在母扣（3b）的下端面上，下端抵接在滑挡（3c）的上端面上。
7.根据权利要求1所述的一种堵漏胶凝材料便捷投放装置，其特征在于：所述内管总成（5）的壁上开有泄压口（5a）。
8.如权利要求2-7任意一项所述的一种堵漏胶凝材料便捷投放方法，其特征在于：包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种堵漏胶凝材料便捷投放方法，其特征在于：所述凝胶材料的制作方法为：用水和水泥按水灰比为：0.5-0.6配制水泥浆液，加入水泥质量的0.1-0.5%的聚环氧乙烷作为抗分散剂，加入水泥质量的2%-8%的固体氯化钙作为早强剂。