水力坐封止浆塞的研制与应用.pdf

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1、第48卷第10期煤炭工程COALENGINEEmNGV01．48．No．10doi：10．11799／ce201610041水力坐封止浆塞的研制与应用蒲朝阳1”，袁辉1”，邓昀1”，董新旺1'2(1．北京中煤矿山工程有限公司，北京100013；2．煤矿深井建设技术国家工程实验室，北京100013)摘要：为解决止浆塞在注浆过程中需要将浆液注入到设计段的岩石裂隙或孔隙内，同时还需要与钻孔井壁形成密封防止钻孔返浆时。存在止浆塞工作不可靠的问题，针对目前我国深井水平裸孔尚无有效止浆机具的状况。研发了水力坐封止浆塞，实现了止浆装备的

2、跨越。重点介绍了该止浆塞的结构组成及工作原理。与目前国内煤矿井筒地面预注浆常用的几种止浆塞进行对比，分析了其使用特点。关键词：水力坐封；止浆塞；注浆加固；水平裸孔；分段注浆中图分类号：TD265．4文献标识码：A文章编号：167卜0959(2016)10．0135—03I)eVelopmentandappUca廿onofhydl舢c∞蛐gpackI盯PUChao—y柚91一，YUANHuil’_，DENGY唧1’-，DONG)(in—w蚰91'2(1．Be玎ingChinaCoalMineEngin∞ringCo．，圳．，

3、Beijing100013，China；2．NationalEngineeringhbomtoryforDeepShaf【C∞stnlction1kllllologyinCoalMine，BeqiIlg100013，Clli】岫)Abs喇：PackerisomoftlIekeydevicesingmutingcoIlstnlction，whosemainfunctionistosepamtetllestaIldby铲outingboreholeaccordingtodesi印I．eqIlirements，陀alizings

4、ectionalgmutiIlg．Astllerew鹊no胡＆tivegm血IlgsealingequipmentfordeeplevelbareholeinoIlrcounny，ahydra曲cs眦ingpackerhadbeendevel叩ed．TlIispaperin捌ucedstlllcturecomposition锄dworkingprincipleof山epacker，comp∽dit1vitIIseveralpacke璐commoIllyusedinsIIII‰epre—gmutingofdomesticco

5、alminesh心s，粕danalyzedi协印plicati∞缸Lmr船．Keywords：hydraulicsetting；packer；gmutingreiIlfbrcement；levelba弛hole；stagegrouting1概述止浆塞在注浆过程中主要是将待注浆的钻孔按设计要求进行分隔，实现分段注浆，让浆液注入到设计段的岩石裂隙或孔隙内．同时还得与钻孔井壁形成密封防止钻孔返浆等。是注浆工程施工中关键设备之一⋯。目前．在深井煤矿井筒地面预注浆工程中普遍使用的是卡瓦式止浆塞[2．3]，其工作原理是在竖向外力作用下

6、，使平钻孔中坐封时．卡瓦止浆塞的卡瓦很难依靠重力下滑与孔壁楔紧，提供坐封的支承点；即使坐封成功，注浆完成后在解封时，由于在水平钻孔中钻具下放时，其重量不能完全传递到止浆塞上．所以当卡瓦式止浆塞上的正反接头解开后，也很难使卡瓦止浆塞的椎体下移。卡瓦与孔壁脱离接触，胶筒收缩，实现卡瓦式止浆塞的解封[4-引。针对目前我国深井水平裸孔尚无有效止浆机具的状况。研发了一种能在水平裸孔中可靠坐封、解封的水力坐封止胶筒产生径向膨胀与钻孔孔壁挤紧，起止浆作用。但在水浆塞，实现了止浆装备的跨越，其主要技术参数见表1。表1水力坐封止浆塞主要技术

7、参数2结构组成及工作原理2．1结构组成水力坐封止浆塞主要由上接头、解封接头、上定位筒、内芯管、胶筒、一级活塞、一级活塞反力座、一级缸筒、二级活塞、二级活塞反力座、二级缸筒等组成，如图l所示。收稿日期：2015—08—25作者简介：蒲朝阳(1984一)，男，贵州遵义人，硕士，主要从事定向钻进技术及装备、注浆设备的研究，E—mail：puchaoy锄92007@163．com。引用格式：蒲朝阳，袁辉，邓昀，等．水力坐封止浆塞的研制与应用[J]．煤炭工程，2016，48(10)：135一137．135煤炭工程2016年第10期l

8、一【：接头：2一解封接头：31‘定位简；4一承力销：5一内芯臀：6L托艋：7胶筒：8F托盘：9一·级活塞：l(卜一一级活塞反力座；ll一一级缸筒；12一二级活塞；13一二级缸筒；14一二级活塞反力座；15一外控接头；16一尾管图l水力坐封止浆塞结构图1)密封组件。主要包括上托盘、下托盘、胶筒、内芯管等。