[发明专利]一种径向预应力钻井井壁结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种径向预应力钻井井壁结构，在混凝土井壁内径向插设呈一定规律排布的预应力筋混凝土井壁；预应力筋上套设长度为其长度的2/3～3/4的波纹管，波纹管和预应力筋之间预留灌浆的孔道。该井壁的施工方法：安装下法兰盘；组立内、外模板；在内模板上预留呈一定规律排布的圆孔；预应力筋带有波纹管的一端穿过圆孔，另一端与外模板连接；安装上法兰盘；混凝土井壁的浇注及内外模板的拆除，待混凝土强度达到设计强度后张拉预应力筋并用锚具固定；孔道的压力灌浆及锚具的密封；重复上述步骤至完成所有井壁段制作。本发明的井壁的总厚度小、承载力高、造价低，同时该施工方法工序简单，施工效率高。

技术领域

本发明涉及一种井壁结构及其施工方法，具体是一种径向预应力钻井井壁结构及其施工方法。

背景技术

钻井法是根据矿井设计的要求，用钻井设备在确定的位置上，钻一个适当直径和深度的井眼并进行永久支护，使之成为符合设计要求的矿井井筒。钻井的全部作业均在地面进行，是一种高度机械化的施工方法。具有用人少、施工安全、成井质量高、在冲击层中凿井具有技术经济效果好的一种特殊凿井方法。

目前，我国常用的钻井井壁结构为钢筋混凝土井壁和钢板筒混凝土井壁，随着钻井穿过的冲积层深度越来越大，相当数量的井筒将穿过深达500m(甚至700m)以上的特厚冲积层，在此条件下，井壁竖向荷载和水平荷载都将加大，造成井壁的承载能力低，如果仍然采用现有的井壁结构，井壁厚度甚至会超过1000mm，造成井壁的成本提升、井壁的施工工序复杂及降低施工效率。在钻井法施工中，井壁的漂浮下沉过程是一个重要的因素，如果采用大厚度的井壁结构，井壁将可能“漂”不起来，会限制钻井法凿井优越性的发挥。

发明内容

本发明提供一种径向预应力钻井井壁结构及其施工方法，在井筒深度相同的条件下，该井壁的总厚度减小、承载力高、造价低，同时该施工方法的工序简单，施工效率提高。

本发明采用的技术方案是：

一种径向预应力钻井井壁结构，由若干节井壁段构成，每一节井壁段包括混凝土井壁，在混凝土井壁的顶部和底部分别设置有上法兰盘和下法兰盘，相邻井壁段之间通过上法兰盘和下法兰盘连接成一体，还包括预应力筋和锚具，预应力筋从井筒中心径向插设在混凝土井壁内，并通过锚具固定预应力筋，靠近混凝土井壁内壁端的预应力筋上套设有波纹管，波纹管的长度为预应力筋长度的2/3～3/4，波纹管和预应力筋之间预留有孔道，孔道中灌注有灌浆。

一种径向预应力钻井井壁的施工方法，步骤如下：

A.首先安装下法兰盘，在下法兰盘上组立内模板，并在内模板顶部安装上法兰盘，再在上法兰盘上预留浇注混凝土所需的窗口；

B.在内模板上预留波纹管穿过的圆孔；

C.在内模板外侧组立外模板；

D.在混凝土井壁内，从井筒中心径向安装套设有波纹管的预应力筋，带有波纹管的一端穿过内模板预留的圆孔，另一端与外模板连接；

E.从上法兰盘上预留的窗口进行混凝土井壁的浇注，成型后拆除内模板与外模板，待混凝土的强度达到设计强度后，对预应力筋进行张拉并用锚具固定；

F.对预应力筋和波纹管之间预留的孔道进行压力灌浆，灌浆完成后随即对锚具进行密封防护，即完成一个井壁段的施工；

G.重复A～F步骤，完成所有钻井井壁段制作，相邻两个钻井井壁段都用一对法兰盘连接起来，即制得完整的径向预应力钻井井壁。