[发明专利]一种液压驱动式水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置

说明书

本发明提供一种液压驱动式水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置，包括：中空内管，其后端设有内管水口；中空外管，内管后端与外管前端插接，外管设有前端设有外管水口，且外管水口与内管水口在径向方向上对齐，内管与外管之间具有环形缓冲腔，缓冲腔内前部设有试压弹簧、后部设有可轴向滑动的滑块，滑块与试压弹簧连接，滑块上设有滑块水口，滑块受水压作用滑动使滑块水口连通或封堵内管水口和外管水口；以及环绕外管设置的栓塞。本发明的有益效果：利用钻井液液压从钻杆内部推送锥块进而打开栓塞泄压水口实现栓塞解封，适用于超长水平定向钻孔环境的压水试验装置，解决了现有压水试验装备无法在超长水平定向钻孔内进行栓塞膨胀和泄压的问题。

技术领域

本发明涉及工程勘察设备技术领域，尤其涉及一种液压驱动式水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置。

背景技术

目前，随着长距离大埋深隧道工程的增加，传统的垂直钻孔勘察方法遇到很大挑战。如果仍然使用传统的垂直钻孔勘察方法会面临很多问题，如所获得的地层信息不能满足工程设计需要，有效钻进长度过低，钻孔过深，钻孔数目过多，造价过高，受地形限制大等问题。

压水试验是工程地质勘察工作中一项重要的组成部分，目的是获取岩层的水文地质资料。但是，目前的压水试验装置不能适应超长水平定向钻孔中的环境。目前水压式的栓塞封堵方法主要有以下两种，一是单独设置一根供水管路，给栓塞充水，使栓塞膨胀，二是利用钻机上下移动钻杆，通过钻杆的上下移动来控制栓塞水口的开关，以实现栓塞的封闭和压水过程的分别进行。在超长水平定向钻孔中，钻杆推进的时候，为了克服孔壁摩擦力，要进行钻杆的旋转。注水管布置在钻杆外，很容易发生缠绕，进而断裂，粗糙的孔壁也有可能对注水管造成损坏。水平定向钻孔长度可达几公里，这时钻杆柔性大，与孔壁摩擦力大，发生的弹性形变也较大，很可能做不到装置内钻杆精确前进后退，无法成功控制水口开关，或者推动力变化不均匀，使栓塞移动，造成试验失败。

综上所述，有必要提供一种适用于超长水平定向钻孔环境的压水试验装置，以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种液压驱动式水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置。

本发明的实施例提供一种液压驱动式水平定向钻进工程地质勘察压水试验装置，包括：

前端封闭的中空内管，所述内管后端设有内管水口；

后端与钻杆连接的中空外管，所述内管后端与所述外管前端插接，所述外管设有前端设有外管水口，且所述外管水口与所述内管水口在径向方向上对齐，所述内管与所述外管之间具有环形缓冲腔，所述缓冲腔内前部设有试压弹簧、后部设有可轴向滑动的滑块，所述滑块与所述试压弹簧连接，所述滑块上设有滑块水口，所述滑块受水压作用滑动使所述滑块水口连通或封堵所述内管水口和所述外管水口；

以及环绕所述外管设置的栓塞，所述栓塞与所述外管表面之间具有环形积水腔，在所述内管水口与所述外管水口连通时水流进入所述积水腔内使所述栓塞膨胀。

进一步地，还包括锥块，

所述积水腔后部设有朝向所述外管外部延伸的泄压水口以及用于封堵所述泄压水口的泄压块Z，所述外管外壁靠近所述泄压水口处设有阶梯座，所述阶梯座上设有轴向设置的泄压弹簧，所述泄压块与所述泄压弹簧后端连接，且所述泄压块前端封堵所述泄压水口、后端被相对所述外管内壁向内凸起形成限位部，所述限位部限制所述泄压块朝向后方移动；所述锥块受水压作用沿着所述钻杆运动直至被所述限位部挡住并推动所述泄压块朝前运动，使所述泄压块前端打开所述泄压水口。

进一步地，所述钻杆与所述外管之间还串接有与所述外管结构相同的续接外管以及与所述内管结构相同的续接内管，所述续接外管表面设有栓塞，且所述续接外管前端与所述续接内管后端的连接方式与所述外管前端与所述内管后端的连接方式相同；