[发明专利]一种钻灌一体化钻灌机具及工艺

说明书

技术领域：

本发明属于基础处理技术领域，特别是涉及一种钻灌一体化钻灌机具及工艺。

背景技术：

灌浆技术是基础处理极其重要的技术之一，有近200年的历史，现广泛应用于各种基础处理和工程防护中。

在目前灌浆工程中，灌浆孔深一般＜100m，少数有100～160m，灌浆段长度一般设计为5m，其主要的钻灌工艺流程为：“灌浆段钻进——灌浆段冲洗——灌浆段灌浆”三道工序。灌浆段钻进工序，需要多个钻进回次，每一个钻进回次，都需要下钻具、钻进、打捞岩心、提升钻具，周而复始完成一个灌浆段钻进；灌浆段冲洗工序，在灌浆段钻进完成后，下入钻具进行冲洗；灌浆段灌浆工序，在完成灌浆段冲洗后，提出钻具，下入灌浆机具，进行灌浆。

传统灌浆技术，成孔工艺采取取心钻进，在成孔、冲洗、灌浆各工序中需要反复提下钻具和射浆管，其存在的不足主要有以下几个方面：

a.灌浆孔除少数先导孔、检查孔外，并不要求取心钻探。传统灌浆技术未充分利用不取心钻进这一技术环境；

b.有效时间利用率低，材料消耗大，施工效率低，作业劳动强度大。据统计因为施工辅助时间长，有效钻灌时间利用率只有45％～50％；见表1：

表1    不同地层钻灌效率和成本消耗数据

地层钻灌效率(m/台·日)成本消耗(元/m)堆积破碎地层3～4m280～320V～VII基岩5～7m210～260VIII以上基岩4～6m240～280

c.孔故率高。由于钻进中需要反复将钻具和射浆管提出钻孔，一方面易造成孔壁坍塌，尤其在破碎松散地层中更是如此；另一方面在灌浆过程中固管率高。

发明内容：

为克服传统灌浆技术工艺存在的问题，本发明的目的是提供一种钻灌一体化钻灌机具及工艺，利用全断面钻进和孔口封闭全孔循环灌浆来完成成孔、冲洗与灌浆，整合各工序之间的衔接支链，实现钻灌工序优化，提高钻灌工序的衔接能力，降低成本，提高效率。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种钻灌一体化钻灌机具，其具有主动钻杆、短钻杆、接头、导向管和全断面钻头，短钻杆上端与主动钻杆和钻机连接，下端通过接头与导向管连接，导向管下端与全断面钻头连接；在地面的孔口管上连接有旋升式孔口密封器。

所述的钻灌一体化钻灌机具，其起导正钻孔作用的导向管采用厚壁钢管。

所述的钻灌一体化钻灌机具，其旋升式孔口密封器由压盖、外套和密封圈组成，压盖与外套螺纹连接，压盖下端与密封圈接触，密封圈与压盖接触部位设置有垫片，密封圈置于外套内部，在外套下部焊接有回浆管。

所述的钻灌一体化钻灌机具，其旋升式孔口密封器的密封圈材质为橡胶材料。

一种钻灌一体化的钻灌工艺，其工艺步骤为：

1、灌浆段钻进：下入钻灌一体化钻灌机具，钻机所给的轴向压力和径向扭矩力，通过主动钻杆、短钻杆和导向管传递给全断面钻头，带动钻头破碎岩石；

2、灌浆段冲洗：将钻灌一体化钻灌机具提离孔底一定距离，用水泵提供的具有一定压力的清水，进行钻孔冲洗；