一种高压钻孔密封装置及使用方法与流程

本发明属于地下钻孔与灌浆技术领域，具体涉及一种高压钻孔密封装置及使用方法。

背景技术：

随着国家经济建设的发展和对地下空间的开发利用，大量的电力、地铁、公路、水工等隧道需要在江底或海底建设，由于江底或海底工程水文和工程地质条件复杂多变，施工过程中不可避免的要进行超前地质补堪钻孔和超前孔及注浆加固，这样就会涉及在高水压下复杂地质环境下的钻孔施工。由于在江底或海底钻孔，水压大，钻孔过程中不可避免的会发生孔口喷水或涌水，从而带来安全隐患。因此在钻孔过程中在孔口增设密封装置，防止钻孔过程中出现大量漏水和喷涌，具有极为重要的现实意义和价值。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的不足，提供一种结构简单、使用方便、易于推广，既能防止钻孔过程中大量漏水和喷涌，又能方便地实现钻孔过程中的排渣和卸压的高压钻孔密封装置及使用方法。

为解决以上技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种高压钻孔密封装置，其特征在于包括：第一钢管、第一法兰盘、第二法兰盘、第二钢管、卸压球阀、配套使用的第一连接螺栓和第一连接螺母、第三钢管、第三法兰盘、第一钢板圆环、环形的橡胶密封垫圈、紧固螺母、第二钢板圆环、中部设有一个开孔且两侧设有两个圆孔的钢板条、与紧固螺母配套的紧固螺栓和第二连接螺栓；

三个法兰盘的型号一致，法兰盘的内径与第一钢管和第三钢管的外径相同；在第一钢管的侧面上设有一个直径与第二钢管内径一致的圆孔，卸压球阀与第二钢管的尺寸匹配；第一钢板圆环、橡胶密封垫圈和第二钢板圆环的内外径相同，内径略大于钻孔设备的钻杆和钻头的外径，外径与第三钢管的内径一致，第一钢板圆环的厚度与橡胶密封垫圈的长度之和略小于第三钢管的长度；钢板条中部的开孔尺寸大于橡胶密封垫圈的内径，其两侧的圆孔内径与紧固螺母的内径相同，两个圆孔中心间距与焊接在第三钢管上的两个紧固螺母中心间距一致；紧固螺栓的长度大于第二钢板圆环厚度与钢板条厚度之和；

第一法兰盘和第二法兰盘分别焊接在第一钢管的两端，第二钢管的一端焊接在第一钢管上的圆孔周围，另一端的外表面车丝形成螺纹并与卸压球阀连接，组成卸压段；

第三法兰盘和第一钢板圆环分别焊接在第三钢管同一端的内外侧，紧固螺母焊接在第三钢管另一端的外侧，橡胶密封垫圈插入第三钢管的内部，组成密封段；

第二钢板圆环中部的圆孔和钢板条中部的开孔对准接触后组成密封段紧固组件；

卸压段和密封段通过第一连接螺栓和第一连接螺母将第二法兰盘和第三法兰盘连接以完成组装；密封段和密封段紧固组件通过紧固螺栓和紧固螺母连接以完成组装，组装后橡胶密封垫圈和第二钢板圆环的一端卡入第三钢管内，第二钢板圆环的另一端与钢板条直接接触。

作为优选方案，所述的一种高压钻孔密封装置，所述第一法兰盘和第二法兰盘与第一钢管两端的连接方式、以及第三法兰盘和第三钢管的连接方式为螺纹连接。

一种高压钻孔密封装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：通过第二连接螺栓连接已埋设的孔口段和卸压段；

第二步：将第二钢板圆环卡入密封段的第三钢管内部、橡胶密封垫圈外侧，再将钢板条中部的开孔对准橡胶密封垫圈中部的圆孔并压紧第二钢板圆环，然后将紧固螺栓插入钢板条的两侧圆孔内，并拧入密封段上的紧固螺母中，密封段即组装完成；

第三步：将钻杆穿过密封段，在钻杆端部安装钻头；

第四步：调整钻机位置，使钻杆方向与已埋设的孔口段方向一致，并将钻头藏入卸压段内；

步骤五：通过第一连接螺栓和第一连接螺母连接卸压段与密封段；

步骤六：打开已埋设的孔口段上的球阀，开始钻孔施工；

步骤七：钻孔过程中打开卸压段的卸压球阀进行排渣及卸压；

步骤八：钻孔过程中，通过拧紧紧固螺栓压紧橡胶密封圈封堵渗漏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明主要由卸压段、密封段和密封段紧固组件组成，使用过程中，通过打开卸压段上的球阀，可以非常容易可以实现钻孔过程中的排渣和卸压，为防止密封装置发生卸漏，可通过拧紧紧固螺栓压紧橡胶密封圈封堵渗漏，既能防止钻孔过程中大量漏水和喷涌，又能方便地实现钻孔过程中的排渣和卸压。

2、本发明仅由卸压段、密封段和密封段紧固组件和简单的螺栓和螺母组成，结构简单非常简单，拆卸、安装和使用均非常方便，而且相关材料和部件价格低廉，容易获得，因而非常容易推广使用。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是高压钻孔密封装置剖面图。

图2是高压钻孔密封装置安装使用状态示意图。

图3是高压钻孔密封装置组成结构示意图。

图4是高压钻孔密封装置卸压段正视图。

图5是高压钻孔密封装置卸压段左视图。

图6是高压钻孔密封装置密封段正视图。

图7是高压钻孔密封装置密封段左视图。

图8是高压钻孔密封装置密封段右视图。

图9是高压钻孔密封装置密封段紧固组件正视图。

图10是高压钻孔密封装置密封段紧固组件左视图。

图11是高压钻孔密封装置密封段紧固组件右视图。

图中，1—第一钢管，2—第一法兰盘，3—第二法兰盘，4—第二钢管，5—卸压球阀，6—第一连接螺栓，7—第一连接螺母，8—第三钢管，9—第三法兰盘，10—第一钢板圆环，11—橡胶密封垫圈，12—紧固螺母，13—第二钢板圆环，14—钢板条，15—紧固螺栓，16—第二连接螺栓。

具体实施方式

下面对照附图，通过实施例，对本发明作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1

如图1所示，一种高压钻孔密封装置，其特征在于包括第一钢管1、第一法兰盘2、第二法兰盘3、第二钢管4、卸压球阀5、配套使用的第一连接螺栓6和第一连接螺母7、第三钢管8、第三法兰盘9、第一钢板圆环10、环形的橡胶密封垫圈11、紧固螺母12、第二钢板圆环13、中部和两侧分别设有一个开孔和两个螺纹孔的钢板条14、与紧固螺母12配套的紧固螺栓15和第二连接螺栓16；

第一钢管1、第三钢管8均为dn100钢管；三个法兰盘2、3、9均为dn100法兰盘，厚度依次为18mm、12mm、12mm；在第一钢管1的侧面上设有一个直径50mm的圆孔，第二钢管4和卸压球阀5分别为dn50mm钢管和dn50mm球阀；第一钢板圆环10、橡胶密封垫圈11、第二钢板圆环13的内径均为46mm，外径均与dn100钢管的内径一致，钻孔设备的钻杆和钻头的外径略小于46mm；第一钢板圆环10的厚度为5mm，橡胶密封垫圈11的长度为120mm，第三钢管8的长度为135mm；钢板条14的长度、宽度和厚度分别为190mm、50mm和10mm，其中部的开孔为70×50mm的矩形，其两侧圆孔的内径与紧固螺母12的内径相同，两个螺纹孔的中心间距与焊接在第三钢管8上的两个紧固螺母12的中心间距一致，第二钢板圆环13的厚度为37mm；第一连接螺栓6为长度不小于40mm的m16螺栓，第一连接螺母7为m16螺母；紧固螺母12为m16螺母，紧固螺栓15为长度80mm的m16螺栓；

第一法兰盘2和第二法兰盘3分别焊接在第一钢管1的两端，第二钢管4的一端焊接在第一钢管1上的圆孔周围，另一端的外表面车丝形成螺纹并与卸压球阀5连接，组成图4～5所示的卸压段；

第三法兰盘9和第一钢板圆环10分别焊接在第三钢管8同一端的内外侧，紧固螺母12焊接在第三钢管8另一端的外侧，橡胶密封垫圈11插入第三钢管8的内部，组成图6～8所示的密封段；

第二钢板圆环13中部的圆孔和钢板条14中部的开孔对准组成图9～11所示的密封段紧固组件；

卸压段和密封段通过第一连接螺栓6和第一连接螺母7将第二法兰盘3和第三法兰盘9连接以完成组装；密封段和密封段紧固组件通过紧固螺栓15和紧固螺母12连接以完成组装，组装后橡胶密封垫圈11和第二钢板圆环13的一端卡入第三钢管8内，第二钢板圆环13的另一端与钢板条14直接接触，组装后的高压钻孔密封装置结构示意图如图3所示。

一种高压钻孔密封装置的使用方法，具体包括以下步骤：

第一步：通过第二连接螺栓16连接已埋设的孔口段和卸压段；

第二步：将第二钢板圆环13卡入密封段的第三钢管8内部、橡胶密封垫圈11的右侧，再将钢板条14中部的开孔对准橡胶密封垫圈11中部的圆孔并压紧第二钢板圆环13，然后将紧固螺栓15插入钢板条14的螺纹孔内并拧入密封段上的紧固螺母中，密封段即组装完成；

第三步：将钻杆穿过密封段，在钻杆端部安装钻头；

第四步：调整钻机位置，使钻杆方向与已埋设的孔口段方向一致，并将钻头藏入卸压段内；

步骤五：通过第一连接螺栓6和第一连接螺母7连接卸压段与密封段，如图1所示；

步骤六：打开已埋设的孔口段上的球阀，开始钻孔施工；

步骤七：钻孔过程中打开卸压段的卸压球阀5进行排渣及卸压；

步骤八：钻孔过程中如密封装置发生卸漏，可通过拧紧紧固螺栓15压紧橡胶密封圈11封堵渗漏。

实施例2

重复实施例1，但有以下不同，一种高压钻孔密封装置，所述第一法兰盘2和第二法兰盘3与第一钢管1两端的连接方式、以及第三法兰盘9和第三钢管8的连接方式均为螺纹连接。

以上所述实施例仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理和设计原则之内所作的任何修改和等同替换，均应包含在本发明要求保护的范围之内。