專利名稱：一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖土工程參數(shù)探測領(lǐng)域，具體說是一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法。
背景技術(shù)：
利用鉆孔現(xiàn)場測量滲透系數(shù)較小的巖土體以及土工結(jié)構(gòu)的滲透系數(shù)一般采用壓水法。根據(jù)《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程SL25 - 92》，在壓水法中對鉆孔及栓塞的要求比較嚴(yán)格，如采用金剛石鉆進(jìn)，巖石堅(jiān)硬、孔壁完整、連續(xù)鉆進(jìn)深度不超過40m等。但由于鉆孔的施工工藝不同，地質(zhì)情況復(fù)雜多變，使得鉆孔壁并不都是很光滑，雙栓塞的密封性大打折扣，導(dǎo)致測量的精度不夠。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供了一種密封性能好，利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法。技術(shù)方案:一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法，包括高壓氣筒、單向閥、壓力計(jì)和封堵裝置，所述封堵裝置包括冷凍鹽水箱、保溫進(jìn)水導(dǎo)管、保溫出水導(dǎo)管、第一栓塞、第二栓塞、花管和水閥；所述高壓氣筒、單向閥、壓力計(jì)和冷凍鹽水箱依次相連通；所述第一栓塞和第二栓塞分別包在花管的兩端，所述冷凍鹽水箱、第一栓塞和第二栓塞通過保溫進(jìn)水導(dǎo)管依次相連通，所述第二栓塞、第一栓塞和水閥還通過保溫出水導(dǎo)管依次相連通。作為優(yōu)選，所述花管上第一栓塞與第二栓塞之間的部位開有鏤孔；花管的下端口封堵，花管上端可以通過導(dǎo)水管接入測量設(shè)備，測量設(shè)備往花管注水，水從鏤孔流入被封堵鉆孔，從而得到準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。。作為優(yōu)選，所述第一栓塞和第二栓塞為丁基橡膠材料制成，所述丁基橡膠材料的膨脹性能、密封性能及耐老化性能都很好，有利于完成被測段鉆孔的封堵工作。作為優(yōu)選，所述第一栓塞和第二栓塞的長度為15-20cm，這樣就可以適應(yīng)不同的鉆孔。一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的方法，包括以下步驟:( I)將第一栓塞和第二栓塞放置到鉆孔中的指定深度；(2)待放好位置后，先打開水閥，往冷凍鹽水箱內(nèi)倒入冷凍液，通過高壓氣筒加壓將冷凍液注入到第一栓塞和第二栓塞內(nèi)，待到水閥處有冷卻液溢出，關(guān)閉水閥；(3)繼續(xù)通過高壓氣筒加壓到指定封堵氣壓之后，停止加壓；(4)靜置至第一栓塞和第二栓塞與鉆孔壁相接觸的地方冰凍結(jié)冰即完成封堵。作為優(yōu)選，步驟(2)中，所述冷卻液為零下19°的濃度為30%的冷凍鹽水。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，容易操作，利用冰封栓塞封堵鉆孔的方法解決了栓塞封堵鉆孔密封性不好的問題，有效的解決了之后的栓塞漏水和繞栓塞滲流造成的測試參數(shù)偏大的問題，使測量結(jié)果更加精確穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1、一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法，包括高壓氣筒1、單向閥2、壓力計(jì)3和封堵裝置，封堵裝置包括冷凍鹽水箱4、保溫進(jìn)水導(dǎo)管5、保溫出水導(dǎo)管6、第一栓塞7、第二栓塞8、花管9和水閥10 ;高壓氣筒1、單向閥2、壓力計(jì)3和冷凍鹽水箱4依次相連通；第一栓塞7和第二栓塞8通過花管9連接，冷凍鹽水箱4、第一栓塞7和第二栓塞8通過保溫進(jìn)水導(dǎo)管5依次相連通，所述第二栓塞8、第一栓塞7和水閥10還通過保溫出水導(dǎo)管6依次相連通。作為優(yōu)選，花管9上第一栓塞7與第二栓塞8之間的部位開有鏤孔9-1。作為優(yōu)選，第一栓塞7和第二栓塞8為丁基橡膠材料制成。作為優(yōu)選，第一栓塞7和第二栓塞8的長度為15_20cm。工作原理:采用上述技術(shù)方案，首先將第一栓塞和第二栓塞放置到鉆孔中的指定深度擺好位置；待放好位置后，先打開水閥，往冷凍鹽水箱內(nèi)倒入冷凍液，這種冷卻液為零下19°的濃度為30%的冷凍鹽水，通過高壓氣筒加壓將冷凍液注入到第一栓塞和第二栓塞內(nèi)，待到水閥處有冷卻液溢出，關(guān)閉水閥，這時(shí)第一栓塞與第二栓塞內(nèi)部填充滿了冷卻液，繼續(xù)通過高壓氣筒加壓到指定封堵氣壓之后，停止加壓，這時(shí)第一栓塞與第二栓塞已經(jīng)膨脹鼓起并且擠壓鉆孔壁，待一段時(shí)間后，第一栓塞和第二栓塞與鉆孔壁相接觸的地方在冷卻液的作用下冰凍結(jié)冰，即完成封堵。由于通過冷卻液冰凍結(jié)冰的作用，使第一栓塞和第二栓塞封堵的鉆孔段密封性能非常好，在花管上端通過導(dǎo)水管可以接入上部壓水實(shí)驗(yàn)設(shè)備或者降水頭測滲設(shè)備，這樣可以精確的測量出封堵段鉆孔的滲透系數(shù)，不會造成因各種問題出現(xiàn)的參數(shù)偏大或者偏小的問題。待測量設(shè)備完成該段鉆孔滲透系數(shù)的測量后，打開水閥，釋放栓塞內(nèi)壓力使栓塞收縮，改變雙栓塞的深度，重復(fù)上述動作即可完成不同深度鉆孔段的封堵工作，為后續(xù)分段測滲透系數(shù)做好準(zhǔn)備。
權(quán)利要求
1.一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法，包括高壓氣筒(I)、單向閥(2)、壓力計(jì)(3)和封堵裝置，其特征在于:所述封堵裝置包括冷凍鹽水箱(4)、保溫進(jìn)水導(dǎo)管(5)、保溫出水導(dǎo)管(6)、第一栓塞(7)、第二栓塞(8)、花管(9)和水閥(10);所述高壓氣筒(I)、單向閥(2)、壓力計(jì)(3)和冷凍鹽水箱(4)依次相連通；所述第一栓塞(7)和第二栓塞(8)分別包在花管(9)的兩端，所述冷凍鹽水箱(4)、第一栓塞(7)和第二栓塞(8)通過保溫進(jìn)水導(dǎo)管(5)依次相連通，所述第二栓塞(8)、第一栓塞(7)和水閥(10)還通過保溫出水導(dǎo)管(6)依次相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法，其特征在于:所述花管(9)上第一栓塞(7)與第二栓塞(8)之間的部位開有鏤孔(9-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法，其特征在于:所述第一栓塞(7)和第二栓塞(8)為丁基橡膠材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法，其特征在于:所述第一栓塞(7)和第二栓塞(8)的長度為15_20cm。
5.一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將第一栓塞(7)和第二栓塞(8)放置到鉆孔中的指定深度； (2)待放好位置后，先打開水閥，往冷凍鹽水箱(4)內(nèi)倒入冷凍液，通過高壓氣筒(I)加壓將冷凍液注入到第一栓塞(7)和第二栓塞(8)內(nèi)，待到水閥(10)處有冷卻液溢出，關(guān)閉水閥； (3)繼續(xù)通過高壓氣筒(I)加壓到指定封堵氣壓之后，停止加壓； (4)靜置至第一栓塞(7)和第二栓塞(8)與鉆孔壁相接觸的地方冰凍結(jié)冰即完成封堵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的方法，其特征在于:步驟(2)中，所述冷卻液為零下19°的濃度為30%的冷凍鹽水。
全文摘要
本發(fā)明公開一種利用冰封栓塞分段封堵鉆孔的裝置及方法，包括高壓氣筒、單向閥、壓力計(jì)和封堵裝置，所述封堵裝置包括冷凍鹽水箱、保溫進(jìn)水導(dǎo)管、保溫出水導(dǎo)管、第一栓塞、第二栓塞、花管和水閥；所述高壓氣筒、單向閥、壓力計(jì)和冷凍鹽水箱依次相連通；所述第一栓塞和第二栓塞通過花管連接，所述冷凍鹽水箱、第一栓塞和第二栓塞通過保溫進(jìn)水導(dǎo)管依次相連通，所述第二栓塞、第一栓塞和水閥還通過保溫出水導(dǎo)管依次相連通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，容易操作，利用冰封栓塞封堵鉆孔的方法解決了栓塞封堵鉆孔密封性不好的問題，有效的解決了栓塞漏水和繞栓塞滲流造成的測滲參數(shù)偏大的問題，使測量結(jié)果更加精確穩(wěn)定。
文檔編號E21B33/10GK103114823SQ201310039360
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者黃德文, 陳亮, 林家彬, 趙小龍, 詹瀘成, 季純波 申請人:河海大學(xué)