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一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置及施工方法制造方法及圖紙

技術(shù)編號(hào)：44374673 閱讀：3 留言：0更新日期：2025-02-25 09:51

本發(fā)明專利技術(shù)涉及鉆井的技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置及施工方法，其中，一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，包括鉆頭，鉆頭上方依次連接有鉆具節(jié)、防偏斜單元、柔性節(jié)；防偏斜單元包括重垂節(jié)以及對(duì)稱設(shè)置在重垂節(jié)兩端的一對(duì)糾偏節(jié)，糾偏節(jié)上設(shè)置有可伸縮的糾偏塊，糾偏塊的伸縮由泥漿的流動(dòng)來推動(dòng)，兩組糾偏節(jié)上的結(jié)構(gòu)完全相同，重垂節(jié)的中心處設(shè)置有重垂桿，重垂桿用于控制糾偏塊的伸出。該用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，通過防偏斜單元，使重垂節(jié)在偏斜時(shí)，其內(nèi)部的重垂桿始終豎直，控制與重垂桿兩端相近的兩個(gè)糾偏塊伸出，從處于中心對(duì)稱的兩個(gè)方向?qū)Ψ榔眴卧M(jìn)行扶正，進(jìn)而對(duì)鉆頭進(jìn)行扶正。

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【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及鉆井的，尤其涉及一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置及施工方法。

技術(shù)介紹

1、盾構(gòu)接收凍結(jié)孔指的是在盾構(gòu)隧道施工過程中，盾構(gòu)機(jī)接近隧道端點(diǎn)(通常是盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的終點(diǎn)或出發(fā)點(diǎn))時(shí)，采用凍結(jié)法來加固土體，以確保盾構(gòu)機(jī)順利完成接收作業(yè)的過程。凍結(jié)孔是用于凍結(jié)法的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，通過在接收端附近的土體中鉆孔并注入冷凍液，使土體凍結(jié)成穩(wěn)定的凍土墻或凍土塊，從而提供足夠的支撐，避免土體塌陷或地下水滲漏。

2、在專利公開號(hào)為cn216111424u的專利中公開了一種自動(dòng)防斜鉆井裝置，包括有鉆鋌體，鉆鋌體一端部為鉆鋌體支承段，設(shè)有活塞腔，還設(shè)有通孔將活塞腔與鉆鋌體內(nèi)腔連通，在活塞腔內(nèi)匹配設(shè)有活塞。在鉆鋌體另一端部軸向固定套設(shè)有偏心套筒，此偏心套筒內(nèi)壁上設(shè)有半圓環(huán)型槽，鉆鋌體外壁上相對(duì)應(yīng)也有半圓環(huán)型槽，由這兩個(gè)半圓環(huán)型槽所形成的圓環(huán)腔中充滿設(shè)有多個(gè)鋼球。偏心套筒支承塊的外徑大于鉆鋌體支承段的外徑，偏心套筒其它部分的外徑小于鉆鋌體支承段的外徑。偏心套筒的重心邊與支承塊成一定角度。根據(jù)不倒翁原理和杠桿原理，該鉆具能夠自動(dòng)產(chǎn)生很大的降斜力，從而防止井眼的偏斜。

3、現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷：

4、現(xiàn)有的防井斜裝置往往由單個(gè)方向?qū)A斜的鉆桿扶正，扶正力不夠，且需要鉆桿在固定轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)，在面對(duì)不同的地質(zhì)層時(shí)，通常選擇不同的鉆速，因此通過離心力糾偏有一定的不確定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述問題，提出了一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜施工方法。

<p>2、本申請(qǐng)的一方面提供了一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，其目的在于：在鉆井過程中自動(dòng)在中心對(duì)稱方向上施力糾偏，解決多個(gè)方向上的井斜問題，避免多次提升鉆頭測量斜率。

3、本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，包括鉆頭，所述鉆頭上方依次連接有鉆具節(jié)、防偏斜單元、柔性節(jié)；

4、所述防偏斜單元包括重垂節(jié)以及對(duì)稱設(shè)置在重垂節(jié)兩端的一對(duì)糾偏節(jié)，所述糾偏節(jié)上設(shè)置有可伸縮的糾偏塊，糾偏塊的伸縮由泥漿的流動(dòng)來推動(dòng)，兩組所述糾偏節(jié)上的結(jié)構(gòu)完全相同，所述重垂節(jié)的中心處設(shè)置有重垂桿，所述重垂桿的中點(diǎn)在重垂節(jié)的中心處自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述重垂桿用于控制糾偏塊的伸出；當(dāng)鉆井存在偏斜時(shí)，重垂桿由于重力始終具有轉(zhuǎn)動(dòng)到垂直方向的趨勢(shì)，重垂桿控制處于偏斜高側(cè)的下方糾偏節(jié)上的糾偏塊以及處于偏斜低側(cè)的上方糾偏節(jié)上的糾偏塊伸出，從以重垂節(jié)中心處中心對(duì)稱的兩個(gè)方向?qū)Ψ榔眴卧M(jìn)行扶正。

5、采用上述方案，通過防偏斜單元，使重垂節(jié)在偏斜時(shí)，其內(nèi)部的重垂桿始終豎直，控制與重垂桿兩端相近的兩個(gè)糾偏塊伸出，從處于中心對(duì)稱的兩個(gè)方向?qū)Ψ榔眴卧M(jìn)行扶正，進(jìn)而對(duì)鉆頭進(jìn)行扶正；利用重垂桿的豎直狀態(tài)進(jìn)行扶正觸發(fā)，無需電控制系統(tǒng)接入，適用于各種復(fù)雜場景。

6、進(jìn)一步的，所述重垂節(jié)中部設(shè)置有定位階，定位階上設(shè)置有定位環(huán)，定位環(huán)的中心處開設(shè)有球形槽，球形槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)球，轉(zhuǎn)動(dòng)球上方和下方部分裸露于球形槽外，所述重垂桿中點(diǎn)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)球中心處，重垂桿兩端分別延伸至兩組糾偏節(jié)內(nèi)，定位環(huán)上方設(shè)置有鎖定環(huán)，鎖定環(huán)與重垂節(jié)的內(nèi)壁螺紋配合并將定位環(huán)與定位階抵緊，所述重垂桿的下半段內(nèi)設(shè)置有配重塊。

7、采用上述方案，通過定位在重垂節(jié)中心處的定位環(huán)，使轉(zhuǎn)動(dòng)球的球心在重垂節(jié)的中心處轉(zhuǎn)動(dòng)，與之相連的重垂桿在配重塊的作用下始終向豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制與重垂桿相遠(yuǎn)離的糾偏塊伸出，從以重垂節(jié)中心處中心對(duì)稱的兩個(gè)方向?qū)Ψ榔眴卧M(jìn)行扶正。

8、進(jìn)一步的，所述糾偏節(jié)外壁等角度設(shè)置四組圓柱殼體，糾偏塊在圓柱殼體內(nèi)滑動(dòng)，糾偏塊的側(cè)壁與圓柱殼體的內(nèi)壁緊密接觸，糾偏塊的滑動(dòng)方向垂直于重垂節(jié)的軸線，所述糾偏節(jié)的側(cè)壁上設(shè)置有連通孔，連通孔聯(lián)通糾偏節(jié)的內(nèi)腔和圓柱殼體的內(nèi)腔。

9、采用上述方案，通過設(shè)置四組圓柱殼體，使四組糾偏塊在圓柱殼體內(nèi)滑動(dòng)，從而在四個(gè)方向上對(duì)偏斜的重垂節(jié)進(jìn)行扶正，使對(duì)偏斜鉆頭的扶正更加精準(zhǔn)。

10、進(jìn)一步的，所述重垂桿的端部設(shè)置有方形段，方形段上套設(shè)有兩組方向相互垂直的矩形框，矩形框的一組對(duì)邊緊貼方形段滑動(dòng)，另一組對(duì)邊與矩形框之間存在間隙，兩組矩形框滑動(dòng)方向相互垂直，每組矩形框的長邊兩側(cè)設(shè)置有對(duì)稱的弧形桿，處于對(duì)稱位置的弧形桿分別插入與之匹配且相互對(duì)稱的連通孔內(nèi)，弧形桿插入連通孔的深度剛好能夠封堵住連通孔，每組弧形桿的軸線均通過以轉(zhuǎn)動(dòng)球的中心為圓心的大小相同的圓，每對(duì)弧形桿上開設(shè)有弧形缺口，使每對(duì)弧形桿與對(duì)側(cè)的矩形框之間能產(chǎn)生相對(duì)位移。

11、采用上述方案，通過設(shè)置矩形框和弧形桿，使處于垂直狀態(tài)的兩對(duì)弧形桿能獨(dú)立控制兩對(duì)處于垂直狀態(tài)的糾偏塊的伸出，進(jìn)而使前后與左右方向上的糾偏塊獨(dú)立工作，通過相鄰的糾偏塊伸出的組合，可以在最多八個(gè)方向上對(duì)重垂節(jié)進(jìn)行糾偏。

12、進(jìn)一步的，所述連通孔為弧形，其軸線與插入其的弧形桿的軸線處于同一個(gè)圓上，所述弧形桿可以在與之匹配的連通孔內(nèi)滑動(dòng)。

13、采用上述方案，通過弧形桿可以在與之匹配的連通孔內(nèi)滑動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)一側(cè)的弧形桿深入滑動(dòng)至連通孔內(nèi)，對(duì)側(cè)的弧形桿脫離連通孔，使泥漿能夠通過連通孔，推動(dòng)糾偏塊伸出。

14、進(jìn)一步的，所述圓柱殼體內(nèi)設(shè)置有滑動(dòng)腔，滑動(dòng)腔由兩個(gè)直徑不同的圓柱腔體組成，開口處的腔體直徑較大，滑動(dòng)腔的開口處設(shè)置有限位環(huán)，限位環(huán)與滑動(dòng)腔之間螺紋配合，所述糾偏塊由兩個(gè)直徑不同的圓柱體組成，直徑較小的圓柱體在外側(cè)，其直徑與限位環(huán)的內(nèi)徑相同，直徑較大的圓柱體的直徑與滑動(dòng)腔較大的直徑相同，所述糾偏塊上開設(shè)有泄壓孔，泄壓孔的直徑小于連通孔的直徑。

15、采用上述方案，通過設(shè)置滑動(dòng)腔和限位環(huán)，將糾偏塊限制在滑動(dòng)腔內(nèi)滑動(dòng)，通過將泄壓孔的直徑設(shè)置小于連通孔的直徑，使流入連通孔的泥漿大于流出泄壓孔的泥漿，泥漿的流量差產(chǎn)生壓力將糾偏塊退出滑動(dòng)腔。

16、進(jìn)一步的，所述方形段的末端設(shè)置有螺紋段，螺紋段上配合有錐形帽。

17、采用上述方案，通過設(shè)置錐形帽起到限制矩形框位置以及分流泥漿，防止泥漿侵蝕重垂桿的作用。

18、進(jìn)一步的，本專利技術(shù)另一方面提供了一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜施工方法，包括以下步驟，

19、步驟一：根據(jù)地層性質(zhì)和鉆探要求，在泥漿槽中配制泥漿，使用泥漿泵輸送到鉆孔內(nèi)；

20、步驟二：將鉆桿、鉆頭等鉆具安裝到鉆機(jī)上，檢查鉆桿的直線性；通過調(diào)整鉆機(jī)的位置和角度，使鉆具對(duì)正鉆孔的位置。

21、步驟三：啟動(dòng)鉆機(jī)，慢速旋轉(zhuǎn)鉆具，鉆頭開始接觸地面，在初期鉆進(jìn)時(shí)，控制鉆進(jìn)速度，逐漸加深鉆孔；啟動(dòng)泥漿泵，將配制好的泥漿通過鉆桿泵送到鉆孔內(nèi)；泥漿在鉆孔中循環(huán)，通過鉆頭的噴口將巖屑帶出鉆孔，并保持鉆孔壁的穩(wěn)定；

22、步驟四：在鉆進(jìn)過程中，持續(xù)泵送泥漿，保持泥漿的循環(huán)，確保鉆頭始終有足夠的潤滑和冷卻；操作時(shí)應(yīng)保持適當(dāng)?shù)你@壓和轉(zhuǎn)速；

23、步驟五：在鉆進(jìn)深度達(dá)到5-10m后提升鉆桿，在鉆頭和與鉆頭相鄰鉆桿之間安裝用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

1.一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，包括鉆頭(1)，其特征在于：所述鉆頭(1)上方依次連接有鉆具節(jié)(2)、防偏斜單元(3)、柔性節(jié)(4)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，其特征在于：所述重垂節(jié)(5)中部設(shè)置有定位階(9)，定位階(9)上設(shè)置有定位環(huán)(10)，定位環(huán)(10)的中心處開設(shè)有球形槽(11)，球形槽(11)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)球(12)，轉(zhuǎn)動(dòng)球(12)上方和下方部分裸露于球形槽(11)外，所述重垂桿(8)中點(diǎn)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)球(12)中心處，重垂桿(8)兩端分別延伸至兩組糾偏節(jié)(6)內(nèi)，定位環(huán)(10)上方設(shè)置有鎖定環(huán)(13)，鎖定環(huán)(13)與重垂節(jié)(5)的內(nèi)壁螺紋配合并將定位環(huán)(10)與定位階(9)抵緊，所述重垂桿(8)的下半段內(nèi)設(shè)置有配重塊(14)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，其特征在于：所述糾偏節(jié)(6)外壁等角度設(shè)置四組圓柱殼體(15)，糾偏塊(7)在圓柱殼體(15)內(nèi)滑動(dòng)，糾偏塊(7)的側(cè)壁與圓柱殼體(15)的內(nèi)壁緊密接觸，糾偏塊(7)的滑動(dòng)方向垂直于重垂節(jié)(5)的軸線，所述

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，其特征在于：所述重垂桿(8)的端部設(shè)置有方形段(17)，方形段(17)上套設(shè)有兩組方向相互垂直的矩形框(18)，矩形框(18)的一組對(duì)邊緊貼方形段(17)滑動(dòng)，另一組對(duì)邊與矩形框(18)之間存在間隙，兩組矩形框(18)滑動(dòng)方向相互垂直，每組矩形框(18)的長邊兩側(cè)設(shè)置有對(duì)稱的弧形桿(19)，處于對(duì)稱位置的弧形桿(19)分別插入與之匹配且相互對(duì)稱的連通孔(16)內(nèi)，弧形桿(19)插入連通孔(16)的深度剛好能夠封堵住連通孔(16)，每組弧形桿(19)的軸線均通過以轉(zhuǎn)動(dòng)球(12)的中心為圓心的大小相同的圓，每對(duì)弧形桿(19)上開設(shè)有弧形缺口(20)，使每對(duì)弧形桿(19)與對(duì)側(cè)的矩形框(18)之間能產(chǎn)生相對(duì)位移。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，其特征在于：所述連通孔(16)為弧形，其軸線與插入其的弧形桿(19)的軸線處于同一個(gè)圓上，所述弧形桿(19)在與之匹配的連通孔(16)內(nèi)滑動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，其特征在于：所述圓柱殼體(15)內(nèi)設(shè)置有滑動(dòng)腔(21)，滑動(dòng)腔(21)由兩個(gè)直徑不同的圓柱腔體組成，開口處的腔體直徑較大，滑動(dòng)腔(21)的開口處設(shè)置有限位環(huán)(22)，限位環(huán)(22)與滑動(dòng)腔(21)之間螺紋配合，所述糾偏塊(7)由兩個(gè)直徑不同的圓柱體組成，直徑較小的圓柱體在外側(cè)，其直徑與限位環(huán)(22)的內(nèi)徑相同，直徑較大的圓柱體的直徑與滑動(dòng)腔(21)較大的直徑相同，所述糾偏塊(7)上開設(shè)有泄壓孔(23)，泄壓孔(23)的直徑小于連通孔(16)的直徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，其特征在于：所述方形段(17)的末端設(shè)置有螺紋段，螺紋段上配合有錐形帽(24)。

8.一種用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜施工方法，采用如權(quán)利要求1-7任一所述的用于盾構(gòu)接收垂直凍結(jié)孔防偏斜鉆進(jìn)裝置，其特征在于，包括以下步驟：

...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：華照毅，王超，張海濤，魏衍睿，張?jiān)?/a>，魏紹光，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中鐵十局集團(tuán)第二工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：

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