凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，包括水泥漿輸送泵、電機、高壓水泥漿管路、水泥漿池和水泥漿過濾機構，還包括水泥漿輸送管、鉆孔壁刮磨機構、推出機構和定位機構，所述鉆孔壁刮磨機構位于所述水泥漿輸送管內，所述推出機構與所述鉆孔壁刮磨機構驅動連接并可以將所述鉆孔壁刮磨機構自所述水泥漿輸送管底端推出，所述定位機構用于保持所述鉆孔壁刮磨機構自所述水泥漿輸送管底端推出后不再沿所述水泥漿輸送管軸向發(fā)生位移。能夠將鉆孔壁上附著的泥漿清除掉，使得凍結期結束凍結壁解凍后不會在圍巖與環(huán)形充填空間之間形成縫隙，避免含水地層可能經此縫隙將大量地下水輸送至馬頭門或巷道等位置，減少淹井事故的發(fā)生。
【專利說明】凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及凍結施工【技術領域】，特別涉及一種凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿 裝直。

【背景技術】
[0002] 在現(xiàn)有技術中的凍結施工中，為了避免凍結管與圍巖之間的環(huán)狀空間出現(xiàn)導水問 題，通常采用緩凝水泥漿置換鉆孔中的泥漿。中國專利文獻CN101225740A和CN102536248A 均公開了利用緩凝水泥漿置換鉆孔中泥漿的方法，雖然現(xiàn)有技術中置換方法能夠很好地將 鉆孔中的泥漿順利置換出來，但是對于鉆孔壁上附著的一層致密泥皮卻無能為力。在凍結 期結束凍結壁解凍后，鉆孔壁上附著的致密泥皮會在圍巖與環(huán)形充填空間之間形成縫隙， 含水地層可能經此縫隙將大量地下水輸送至馬頭門或巷道等位置，進而可能會發(fā)生淹井事 故。


【發(fā)明內容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明在于提供一種能夠將鉆孔壁上附著的致密泥皮清除掉的凍結法 施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置。
[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術方案：凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿 裝置，包括水泥漿輸送泵、電機、高壓水泥漿管路、水泥漿池和水泥漿過濾機構，還包括水泥 漿輸送管、鉆孔壁刮磨機構和定位機構，所述鉆孔壁刮磨機構位于所述水泥漿輸送管內，所 述定位機構用于保持所述鉆孔壁刮磨機構自所述水泥漿輸送管底端推出后不再沿所述水 泥漿輸送管軸向發(fā)生位移。
[0005] 上述凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿 裝置還包括推出機構，所述推出機構與所述鉆孔壁刮磨機構驅動連接并可以將所述鉆孔壁 刮磨機構自所述水泥漿輸送管底端推出，所述鉆孔壁刮磨機構包括履帶式刮板組件、連接 板、刮板收納彈簧和連接板限位彈簧，所述推出機構至少包括一個位于所述水泥漿輸送管 內的推出桿，所述連接板的一端與所述推出桿鉸接，所述連接板的另一端與所述履帶式刮 板組件鉸接，所述履帶式刮板組件包括兩個或兩個以上的刮板，相鄰刮板之間鉸接，所述刮 板收納彈簧的一端與所述履帶式刮板組件第一自由端的刮板連接，所述刮板收納彈簧的另 一端與所述履帶式刮板組件第二自由端的刮板連接，所述連接板限位彈簧的一端與所述推 出桿連接，所述連接板限位彈簧的另一端固定安裝在所述連接板兩端之間的板面上。
[0006] 上述凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，所述定位機構包括卡勾和卡槽，所 述卡勾和所述卡槽中的任意一個安裝在所述推出桿的上端頭，所述卡勾和所述卡槽中的另 一個安裝在所述水泥漿輸送管的上端頭外側壁上。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：能夠將鉆孔壁上附著的致密泥皮清除掉，確保凍結孔環(huán)形 空間封堵效果，避免含水地層可能經此縫隙將大量地下水輸送至馬頭門或巷道等位置，減 少淹井事故的發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置的結構示意圖；
[0009] 圖2為本發(fā)明凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置處于工作狀態(tài)的結構示意 圖；
[0010] 圖3為本發(fā)明凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置的鉆孔壁刮磨機構的結構 示意圖；
[0011] 圖4為本發(fā)明凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置的另一種結構示意圖（弧形 橡膠刮片為一個或多個安裝在所述中心安裝桿底端的同一圓周上）；
[0012] 圖5為圖4所示本發(fā)明凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置處于工作狀態(tài)的結 構示意圖；
[0013] 圖6為本發(fā)明凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置的另一種結構示意圖（多個 弧形橡膠刮片安裝在所述中心安裝桿底端并上下交錯分布）；
[0014] 圖7為圖6所示本發(fā)明凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置處于工作狀態(tài)的結 構示意圖。
[0015] 圖中：1_水泥漿輸送泵，2-電機，3-高壓水泥漿管路，4-水泥漿池，5-水泥漿過 濾機構，6-水泥漿輸送管，7-連接板，8-履帶式刮板組件，9-推出桿，10-刮板收納彈簧， 11-連接板限位彈簧，12-卡勾，13-卡槽，14-中心安裝桿，15-弧形橡膠刮片，16-定位圓 盤，17-環(huán)形凸臺，18-漏漿孔。

【具體實施方式】
[0016] 為清楚說明本發(fā)明中的方案，下面給出優(yōu)選的實施例并結合附圖詳細說明。
[0017] 實施例1
[0018] 如圖1至圖3所示，本實施例凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置包括水泥漿 輸送泵1、電機2、高壓水泥漿管路3、水泥漿池4和水泥漿過濾機構5,還包括水泥漿輸送管 6、鉆孔壁刮磨機構100、推出機構和定位機構，所述鉆孔壁刮磨機構100位于所述水泥漿輸 送管6內，所述推出機構與所述鉆孔壁刮磨機構100驅動連接并可以將所述鉆孔壁刮磨機 構100自所述水泥漿輸送管6底端推出，所述定位機構用于保持所述鉆孔壁刮磨機構100 自所述水泥漿輸送管6底端推出后不再沿所述水泥漿輸送管6軸向發(fā)生位移。所述鉆孔壁 刮磨機構100包括履帶式刮板組件8、連接板7、刮板收納彈簧10和連接板限位彈簧11，所 述推出機構至少包括一個位于所述水泥漿輸送管6內的推出桿9,所述連接板7的一端與 所述推出桿9鉸接，所述連接板7的另一端與所述履帶式刮板組件8鉸接，所述履帶式刮板 組件8包括兩個或兩個以上的刮板，相鄰刮板之間鉸接，所述刮板收納彈簧10的一端與所 述履帶式刮板組件8第一自由端的刮板連接，所述刮板收納彈簧10的另一端與所述履帶式 刮板組件8第二自由端的刮板連接，所述連接板限位彈簧11的一端與所述推出桿9連接， 所述連接板限位彈簧11的另一端固定安裝在所述連接板7兩端之間的板面上。所述定位 機構包括卡勾12和卡槽13,所述卡勾12和所述卡槽13中的任意一個安裝在所述推出桿9 的上端頭，所述卡勾12和所述卡槽13中的另一個安裝在所述水泥漿輸送管6的上端頭外 側壁上。
[0019] 本實施例中有四個所述履帶式刮板組件8,其中兩個相對安裝的所述履帶式刮板 組件8分別有五塊刮板，另外兩個相對安裝的所述履帶式刮板組件8分別有三塊刮板，所述 連接板7的另一端分別與每個所述履帶式刮板組件8中間的那塊刮板鉸接，這樣能夠保持 受力平衡，使用起來可靠性更高。
[0020] 本實施例凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置能夠有效地將鉆孔壁上的致密 泥皮刮除（刮除率高達95%以上），而且能夠自適應鉆孔孔徑的變化；確保凍結孔環(huán)形空間 封堵效果，避免含水地層可能經此縫隙將大量地下水輸送至馬頭門或巷道等位置，減少淹 井事故的發(fā)生。
[0021] 實施例2
[0022] 如圖4?7所示，所述鉆孔壁刮磨機構100包括中心安裝桿14和向上彎曲的弧形 橡膠刮片15,所述弧形橡膠刮片15安裝在所述中心安裝桿14底端并且沿所述中心安裝桿 14的周向分布，所述定位機構包括位于所述水泥楽輸送管6內的定位圓盤16和所述水泥 漿輸送管6底端內壁上的環(huán)形凸臺17,所述定位圓盤16上開設有漏漿孔18,所述定位圓盤 16的直徑小于所述水泥漿輸送管6的內徑，所述定位圓盤16的直徑大于所述環(huán)形凸臺17 形成的孔徑并且二者之差大于6毫米且小于10毫米（太大不利于水泥漿通過，太小不能有 效地將所述鉆孔壁刮磨機構100阻擋在所述水泥漿輸送管6的內）；所述中心安裝桿14頂 端與所述定位圓盤16固定連接。當水泥漿注入水泥漿輸送管6內時，水泥漿推著所述鉆孔 壁刮磨機構100沿著所述水泥漿輸送管6下行，直至所述定位圓盤16卡在所述環(huán)形凸臺17 上，此時，所述弧形橡膠刮片15從所述水泥漿輸送管6中被推出，原本處于收縮狀態(tài)的所述 弧形橡膠刮片15展開，其邊緣與鉆孔壁擠壓接觸，隨著所述水泥漿輸送管6的提升，所述弧 形橡膠刮片15會將鉆孔壁上附著的致密泥皮刮下。安裝在所述中心安裝桿14底端的所述 弧形橡膠刮片15可以制成自由舒展開時形成一個球面結構的橡膠刮片；也可以制成多個 所述弧形橡膠刮片15安裝在所述中心安裝桿14底端的同一圓周上，自由舒展開時形成一 個球面結構；還可以是多個所述弧形橡膠刮片15安裝在所述中心安裝桿14底端并上下交 錯分布，自由舒展開時，所述弧形橡膠刮片15沿所述中心安裝桿14軸向的投影為圓形。
[0023] 本實施例凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置能夠有效地將鉆孔壁上的致密 泥皮刮除（刮除率高達90%以上），而且能夠自適應鉆孔孔徑的變化；確保凍結孔環(huán)形空間 封堵效果，避免含水地層可能經此縫隙將大量地下水輸送至馬頭門或巷道等位置，減少淹 井事故的發(fā)生。
[0024] 上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明創(chuàng)造所作的舉例，而并非對本發(fā)明創(chuàng)造具 體實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出 其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的 精神和原則之內所引伸出的任何顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造權利要求的保 護范圍之中。
【權利要求】
1. 凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，其特征在于，包括水泥漿輸送泵（1)、電機 (2)、高壓水泥漿管路（3)、水泥漿池（4)和水泥漿過濾機構（5)，其特征在于，還包括水泥漿 輸送管（6)、鉆孔壁刮磨機構（100)和定位機構，所述鉆孔壁刮磨機構（100)位于所述水泥 漿輸送管（6)內，所述定位機構用于保持所述鉆孔壁刮磨機構（100)自所述水泥漿輸送管 (6)底端推出后不再沿所述水泥漿輸送管（6)軸向發(fā)生位移。
2. 根據(jù)權利要求1所述的凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，其特征在于，凍結 法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置還包括推出機構，所述推出機構與所述鉆孔壁刮磨機構 (100)驅動連接并可以將所述鉆孔壁刮磨機構（100)自所述水泥漿輸送管（6)底端推出； 所述鉆孔壁刮磨機構（100)包括履帶式刮板組件（8)、連接板（7)、刮板收納彈簧（10)和 連接板限位彈簧（11);所述推出機構至少包括一個位于所述水泥漿輸送管（6)內的推出桿 (9)，所述連接板（7)的一端與所述推出桿（9)鉸接；所述連接板（7)的另一端與所述履帶 式刮板組件（8)鉸接；所述履帶式刮板組件（8)包括兩個或兩個以上的刮板，相鄰刮板之間 鉸接；所述刮板收納彈簧（10)的一端與所述履帶式刮板組件（8)第一自由端的刮板連接， 所述刮板收納彈簧（10)的另一端與所述履帶式刮板組件（8)第二自由端的刮板連接；所述 連接板限位彈簧（11)的一端與所述推出桿（9)連接，所述連接板限位彈簧（11)的另一端 固定安裝在所述連接板（7)兩端之間的板面上。
3. 根據(jù)權利要求2所述的凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，其特征在于，所述 定位機構包括卡勾（12)和卡槽（13)，所述卡勾（12)和所述卡槽（13)中的任意一個安裝在 所述推出桿（9)的上端頭，所述卡勾（12)和所述卡槽（13)中的另一個安裝在所述水泥漿 輸送管（6)的上端頭外側壁上。
4. 根據(jù)權利要求1所述的凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，其特征在于，所述 鉆孔壁刮磨機構（100)包括中心安裝桿（14)和向上彎曲的弧形橡膠刮片（15)，所述弧形橡 膠刮片（15)安裝在所述中心安裝桿（14)底端并且沿所述中心安裝桿（14)的周向分布，所 述定位機構包括位于所述水泥漿輸送管（6)內的定位圓盤（16)和所述水泥漿輸送管（6) 底端內壁上的環(huán)形凸臺（17)，所述定位圓盤（16)上開設有漏漿孔（18)，所述定位圓盤（16) 的直徑小于所述水泥漿輸送管￠)的內徑，所述定位圓盤（16)的直徑大于所述環(huán)形凸臺 (17)形成的孔徑并且二者之差大于6毫米且小于10毫米；所述中心安裝桿（14)頂端與所 述定位圓盤（16)固定連接。
5. 根據(jù)權利要求4所述的凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，其特征在于，安裝 在所述中心安裝桿（14)底端的所述弧形橡膠刮片（15)自由舒展開時形成一個球面結構。
6. 根據(jù)權利要求4所述的凍結法施工中緩凝水泥漿置換泥漿裝置，其特征在于，安裝 在所述中心安裝桿（14)底端的所述弧形橡膠刮片（15)上下交錯分布，并且所述弧形橡膠 刮片（15)沿所述中心安裝桿（14)軸向的投影為圓形。
【文檔編號】E21D5/04GK104060992SQ201410274169
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權日:2014年6月18日
【發(fā)明者】王建平, 葉建民, 馮旭海, 管增倫, 田樂, 高曉耕, 劉書杰, 孫光, 吳瑩, 李生生, 安許良, 袁東鋒, 陳振國, 史衛(wèi)河, 陳慧, 肖煒, 王志曉, 賀文, 賀宏偉, 邵晨霞, 強曉宇, 趙仲霖 申請人:天地科技股份有限公司