[发明专利]承压水地层钻孔施工半封闭泥浆保压循环工艺

说明书

本发明公开承压水地层钻孔施工半封闭泥浆保压循环工艺，(A)分别安装设置钻机、泥浆池、泥浆泵、孔口密封装置和固液分离装置；(B)将泥浆池的泥浆出口与泥浆泵的泥浆入口连通，将泥浆泵的泥浆出口与钻机的泥浆入口连通；(C)固液分离装置的泥浆入口与孔口密封装置的泥浆出口连通，固液分离装置的泥浆出口与泥浆池的泥浆入口连通；(D)根据钻孔开孔处位置的承压水压力及地层深度设定固液分离装置内的压力阀值，使得钻孔内的泥浆与地层的水土形成压力平衡；(E)钻机的钻杆穿过孔口密封装置进行钻孔施工。本发明承压水地层钻孔施工半封闭泥浆保压循环工艺既不造成水土流失又不影响钻孔在泥浆保护的情况下正常推进。

技术领域

本发明涉及承压水地层钻孔施工技术领域的设备，特别涉及承压水地层钻孔施工半封闭泥浆保压循环工艺。

背景技术

在市政隧道、深基坑以及地铁建设施工中，钻孔施工的部分工作面位于地下水位以下或开孔位置位于承压水地层中，未采取措施施工时，多出现涌水、涌砂等事故，造成地层水土流失严重，甚至地面塌陷，损害周围结构物。因此，在承压水地层中进行水平钻孔施工过程中，泥浆与地层的水土压力平衡可减缓或避免钻孔施工对原有地层的扰动影响，减少水土流失。如在地勘或煤矿垂直钻孔过程中，泥浆比重产生的水土压力平衡可避免塌孔等事故发生。

现今常用的解决方法是采用孔口管、阀门及压紧装置进行密封钻进(如图1所示)。在该钻孔装置下施工，存有以下弊端：1)孔内泥浆压力不稳定，难以形成泥浆与地层的水土压力平衡；2)钻孔排渣只能依靠孔口管旁通阀的开启，易造成涌水、涌砂。因此，在稳定泥浆压力下孔内排渣是重点，如何在泥浆保压下能有效排渣成为承压水地层钻孔施工的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种既不造成水土流失又不影响钻孔在泥浆保护的情况下正常推进的承压水地层钻孔施工半封闭泥浆保压循环工艺。

本发明是通过如下技术方案实现的：

承压水地层钻孔施工半封闭泥浆保压循环工艺，包括如下步骤：

(A)分别安装设置钻机、泥浆池、泥浆泵、孔口密封装置和固液分离装置；

(B)将所述泥浆池的泥浆出口与所述泥浆泵的泥浆入口连通，将所述泥浆泵的泥浆出口与所述钻机的泥浆入口连通；

(C)所述固液分离装置的泥浆入口与所述孔口密封装置的泥浆出口连通，所述固液分离装置的泥浆出口与所述泥浆池的泥浆入口连通；

(D)根据钻孔开孔处位置的承压水压力及地层深度设定所述固液分离装置内的压力阀值，使得钻孔内的泥浆与地层的水土形成压力平衡；所述固液分离装置内的压力超过设定的压力阀值时，所述固液分离装置的泥浆出口打开并将泥浆排出到所述泥浆池内；所述固液分离装置内的压力低于设定的压力阀值时，所述固液分离装置的泥浆出口关闭；

(E)所述钻机的钻杆穿过所述孔口密封装置进行钻孔施工，泥浆通过所述孔口密封装置排出并进入到所述固液分离装置内。

上述承压水地层钻孔施工半封闭泥浆保压循环工艺，所述孔口密封装置包括孔口管、球阀和压紧装置，所述孔口管的一端伸入到钻孔内，所述压紧装置安装在所述孔口管的另一端上，所述球阀安装在钻孔入口与所述压紧装置之间的所述孔口管上；所述钻杆依次穿过所述压紧装置、所述孔口管远离钻孔一端的管口、以及所述球阀进行钻孔施工。