一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备的制作方法

1.本发明涉及注浆加固技术领域，具体是一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备。


背景技术：

2.不同类型的岩石具有不同的物理和力学特性，如渗透性、孔隙度、裂缝分布等。然而，传统的注浆方法往往只是简单地进行钻孔和注浆，无法根据岩石的特性进行调整。这导致注浆效果不佳，无法充分填充岩石中的裂缝和孔隙，从而无法达到预期的加固效果，这导致在渗透性较高的岩石中，注浆液很容易流失，无法达到预期的加固效果；而在渗透性较低的岩石中，注浆液很难渗透到岩石内部，同样无法达到预期的加固效果。
3.因此，有必要提供一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，包括依次可拆卸相连的钻杆、第一杆体、第二杆体、第三杆体，其中，所述第三杆体上转动设置有钻头，所述第二杆体上设置有呈对称分布的第二密封环件和第三密封环件，所述第二密封环件、第三密封环件以及钻孔的孔壁之间构成注浆空间，所述第二杆体上还设置有对应于注浆空间的注浆头，所述注浆头由供浆组件供给浆液；
5.所述第一杆体上设置有第一密封环件，所述第一密封环件、第二密封环件以及钻孔的孔壁之间构成渗透性检测空间，所述第一杆体上还设置有对应于渗透性检测空间的注水组件；
6.通过所述注水组件能够对岩石进行渗透性检测并获得岩石渗透性参数，进而指导所述钻头的钻进以及供浆组件的供浆。
7.进一步，作为优选，所述钻杆、第一杆体、第二杆体、第三杆体之间依次万向铰接，所述第三杆体上还设置有推靠器。
8.进一步，作为优选，所述注水组件包括环仓和注水头，其中所述环仓套设于所述第一杆体上，所述环仓上连通有多个注水头。
9.进一步，作为优选，所述环仓上固定有两个呈对称设置的导流板，所述注水头分布于两个导流板之间，所述环仓上还设置有密封囊，所述密封囊位于两个导流板之间且远离所述注水头。
10.进一步，作为优选，所述供浆组件能够根据岩石的渗透性进行调配浆液，当岩石的渗透性较高时，调配具有较高黏度和较低渗透性的浆液成分，以增加浆液在岩石中的停留时间和填充效果；
11.当岩石的渗透性较低时，调配具有较低黏度和较高渗透性的浆液成分，以便浆液能够更容易地渗透到岩石中。
12.进一步，作为优选，所述供浆组件包括混合筒、供料罐以及第一拨料件，其中，所述混合筒为水平放置，其顶部连通有多个供料罐，所述混合筒中转动设置有第一拨料件，所述第一拨料件为筒体结构。
13.进一步，作为优选，所述第一拨料件的内表面分布有第一拨叶，当所述第一拨料件转动时能够将浆液沿混合筒的长度方向移动，所述第一拨料件的长度略小于混合筒的长度。
14.进一步，作为优选，所述混合筒中滑动设置有臂体，所述臂体的一侧转动设置有第二拨料件，所述臂体还由调节机构所驱动调节。
15.进一步，作为优选，所述第二拨料件包括内环、外环以及隔板，其中，所述外环套设于所述内环的外部，所述内环于外环之间固定有多个隔板，所述内环的内侧采用杆体连接有轴体，所述轴体转动设置于所述臂体中，所述内环的内表面还分布有第二拨叶，当所述第二拨料件转动时能够将浆液沿混合筒的长度方向移动。
16.进一步，作为优选，内环、外环以及相邻两个隔板之间滑动设置有滑板。
17.与现有技术相比，本发明提供了一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，具备以下有益效果：
18.本发明实施例中，在钻杆上集成了注水组件，通过所述注水组件能够对岩石进行渗透性检测并获得岩石渗透性参数，进而指导所述钻头的钻进以及供浆组件的供浆，通过调整注浆液的成分和浓度，可以提高注浆效果，充分填充岩石中的裂缝和孔隙，整体的灵活性高、针对性强，无需频繁更换作业工具，效率较高。
附图说明
19.图1为一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备的结构示意图；
20.图2为一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备中注水组件的结构示意图；
21.图3为一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备中供浆组件的结构示意图；
22.图4为一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备中第二拨料件的结构示意图；
23.图中：1、钻杆；2、第一杆体；3、第二杆体；4、第三杆体；5、第一密封环件；6、第二密封环件；7、第三密封环件；8、注水组件；9、供浆组件；10、注浆头；81、环仓；82、注水头；83、导流板；84、密封囊；91、混合筒；92、供料罐；93、第一拨料件；94、调节机构；95、第二拨料件；951、内环；952、外环；953、隔板；954、滑板。
具体实施方式
24.实施例：请参阅图1～4，本发明实施例中，一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，包括依次可拆卸相连的钻杆1、第一杆体2、第二杆体3、第三杆体4，其中，所述第三杆体4上转动设置有钻头，所述第二杆体3上设置有呈对称分布的第二密封环件6和第三密封环件7，所述第二密封环件6、第三密封环件7以及钻孔的孔壁之间构成注浆空间，所述第二杆体3上还设置有对应于注浆空间的注浆头10，所述注浆头10由供浆组件9供给浆液；
25.所述第一杆体2上设置有第一密封环件5，所述第一密封环件5、第二密封环件6以及钻孔的孔壁之间构成渗透性检测空间，所述第一杆体2上还设置有对应于渗透性检测空间的注水组件8；
26.通过所述注水组件8能够对岩石进行渗透性检测并获得岩石渗透性参数，进而指导所述钻头的钻进以及供浆组件9的供浆。
27.本发明实施例中，在钻杆上集成了注水组件，通过注水组件能够对岩石进行渗透性检测并获得岩石渗透性参数，进而指导钻头的钻进以及供浆组件的供浆。通过这种集成化的设计，整体的灵活性和针对性变得更强，不再需要频繁更换作业工具，提高了工作效率。
28.在传统的岩石勘探和钻进过程中，通常需要使用不同的工具来进行渗透性检测和钻进操作。然而，这种方法存在一定的局限性，比如工作效率低，需要频繁更换工具等。而通过在钻杆上集成注水组件，可以将渗透性检测和钻进操作合并在一起，极大地提高了工作效率。
29.注水组件能够对岩石进行渗透性检测，并测量出岩石的渗透性参数。这些参数可以作为钻进工作、注浆工作的指导依据，帮助确定最佳的钻进路径和供浆量。通过根据岩石渗透性参数来调整钻进和供浆的方式，能够更好地应对不同地质条件和岩石类型，达到更好的注浆效果。
30.本实施例中，所述供浆组件9能够根据岩石的渗透性进行调配浆液，当岩石的渗透性较高时，调配具有较高黏度和较低渗透性的浆液成分，以增加浆液在岩石中的停留时间和填充效果；
31.当岩石的渗透性较低时，调配具有较低黏度和较高渗透性的浆液成分，以便浆液能够更容易地渗透到岩石中；
32.也就是说，通过供浆组件9能够根据岩石的渗透性进行调配浆液，使得浆液能够渗透维持在一定的范围内，合理考虑到注浆的经济性以及注浆的稳定性。
33.本实施例中，所述钻杆1、第一杆体2、第二杆体3、第三杆体4之间依次万向铰接，所述第三杆体4上还设置有推靠器，具体可选用液压缸作为推靠器，通过推靠器可以改变钻头的钻进方向。
34.本实施例中，所述注水组件8包括环仓81和注水头82，其中所述环仓81套设于所述第一杆体2上，所述环仓81上连通有多个注水头82；
35.且对渗透性检测空间进行渗透性检测时，水压达到指定值后，保持5-10min，测出耗水量q，求出单位吸水量ω；其公式为：
36.ω＝q/hl；
37.式中，q为压入水量，l/min；h为压水时试验段所受的压力水头，m；l为试验段长度，m；
38.采用巴布什金公式或把岩体视为均值各向同性介质所导出的公式来计算渗透系数。
39.另外，所述环仓81上固定有两个呈对称设置的导流板83，所述注水头82分布于两个导流板83之间，所述环仓81上还设置有密封囊84，所述密封囊84位于两个导流板83之间且远离所述注水头82。
40.通过如此设置可以使得仅对渗透性检测空间的部分区域进行渗透性检测，其中，密封囊84由外部液压控制器控制进行涨缩，利用钻头进行钻进时，通过外部液压控制器控制密封囊进行憋缩，使得密封囊并不会影响钻头的钻进，而利用注水头82进行注水时，可选
择性的通过外部液压控制器控制密封囊进行膨胀，从而对钻孔进行部分封堵，使得注水头82对某一方向进行注水。
41.本实施例中，所述供浆组件9包括混合筒91、供料罐92以及第一拨料件93，其中，所述混合筒91为水平放置，其顶部连通有多个供料罐92，所述混合筒91中转动设置有第一拨料件93，所述第一拨料件93为筒体结构。
42.每个供料罐92中可放置不同的料体，当然，供料罐92自带有阀门、计量器等，在此不再赘述；
43.在实施时，通过驱动第一拨料件93转动即可实现对于混合筒91中浆液的混合；
44.为了提升混合效果，所述第一拨料件93的内表面分布有第一拨叶，当所述第一拨料件93转动时能够将浆液沿混合筒91的长度方向移动，所述第一拨料件93的长度略小于混合筒91的长度。
45.需要解释的是，第一拨叶是一种螺旋形叶片，螺旋形叶片对于浆液具有拨动和导向作用，从而引导其沿混合筒91的长度方向移动，而具体是引导其沿混合筒91的哪一长度方向移动，是与第一拨叶的螺旋方向以及转动方向有关的；
46.将第一拨叶配置为螺旋形叶片的好处在于提升混合效率和效果；
47.当然，第一拨叶并不会引导所有的料体均做如此运动，而是仅引导部分靠近第一拨叶的浆液进行如此运动，因此，为了进一步提升混合效率和效果，本实施例中，在所述混合筒91中滑动设置有臂体，所述臂体的一侧转动设置有第二拨料件95，所述臂体还由调节机构94所驱动调节。
48.所述第二拨料件95包括内环951、外环952以及隔板953，其中，所述外环952套设于所述内环951的外部，所述内环951于外环952之间固定有多个隔板953，所述内环951的内侧采用杆体连接有轴体，所述轴体转动设置于所述臂体中，所述内环951的内表面还分布有第二拨叶，当所述第二拨料件95转动时能够将浆液沿混合筒91的长度方向移动。
49.同样的，第二拨叶是一种螺旋形叶片，螺旋形叶片对于浆液具有拨动和导向作用，从而引导其沿混合筒91的长度方向移动，而具体是引导其沿混合筒91的哪一长度方向移动，是与第二拨叶的螺旋方向以及转动方向有关的；
50.将第二拨叶配置为螺旋形叶片的好处在于提升混合效率和效果；
51.也就是说，本实施例中，通过配置第一拨料件和第二拨料件能够极大的提升对于浆液的处理效率，如此则能够快速的为注浆头10提供浆液。
52.作为较佳的实施例，内环951、外环952以及相邻两个隔板953之间滑动设置有滑板954。
53.实际上，内环951、外环952、相邻两个隔板953以及滑板954能够构成槽体结构，在第二拨料件95移动过程中，槽体结构能够帮助位于槽体结构中的浆液随之移动，并且在第二拨料件95变向时，槽体结构的开口方向也随之对应改变，从而继续帮助位于槽体结构中的浆液随之移动，提高了浆液的混合效果。
54.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：包括依次可拆卸相连的钻杆(1)、第一杆体(2)、第二杆体(3)、第三杆体(4)，其中，所述第三杆体(4)上转动设置有钻头，所述第二杆体(3)上设置有呈对称分布的第二密封环件(6)和第三密封环件(7)，所述第二密封环件(6)、第三密封环件(7)以及钻孔的孔壁之间构成注浆空间，所述第二杆体(3)上还设置有对应于注浆空间的注浆头(10)，所述注浆头(10)由供浆组件(9)供给浆液；所述第一杆体(2)上设置有第一密封环件(5)，所述第一密封环件(5)、第二密封环件(6)以及钻孔的孔壁之间构成渗透性检测空间，所述第一杆体(2)上还设置有对应于渗透性检测空间的注水组件(8)；通过所述注水组件(8)能够对岩石进行渗透性检测并获得岩石渗透性参数，进而指导所述钻头的钻进以及供浆组件(9)的供浆。2.根据权利要求1所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：所述钻杆(1)、第一杆体(2)、第二杆体(3)、第三杆体(4)之间依次万向铰接，所述第三杆体(4)上还设置有推靠器。3.根据权利要求1所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：所述注水组件(8)包括环仓(81)和注水头(82)，其中所述环仓(81)套设于所述第一杆体(2)上，所述环仓(81)上连通有多个注水头(82)。4.根据权利要求3所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：所述环仓(81)上固定有两个呈对称设置的导流板(83)，所述注水头(82)分布于两个导流板(83)之间，所述环仓(81)上还设置有密封囊(84)，所述密封囊(84)位于两个导流板(83)之间且远离所述注水头(82)。5.根据权利要求1所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：所述供浆组件(9)能够根据岩石的渗透性进行调配浆液，当岩石的渗透性较高时，调配具有较高黏度和较低渗透性的浆液成分，以增加浆液在岩石中的停留时间和填充效果；当岩石的渗透性较低时，调配具有较低黏度和较高渗透性的浆液成分，以便浆液能够更容易地渗透到岩石中。6.根据权利要求1所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：所述供浆组件(9)包括混合筒(91)、供料罐(92)以及第一拨料件(93)，其中，所述混合筒(91)为水平放置，其顶部连通有多个供料罐(92)，所述混合筒(91)中转动设置有第一拨料件(93)，所述第一拨料件(93)为筒体结构。7.根据权利要求6所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：所述第一拨料件(93)的内表面分布有第一拨叶，当所述第一拨料件(93)转动时能够将浆液沿混合筒(91)的长度方向移动，所述第一拨料件(93)的长度略小于混合筒(91)的长度。8.根据权利要求6所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：所述混合筒(91)中滑动设置有臂体，所述臂体的一侧转动设置有第二拨料件(95)，所述臂体还由调节机构(94)所驱动调节。9.根据权利要求8所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：所述第二拨料件(95)包括内环(951)、外环(952)以及隔板(953)，其中，所述外环(952)套设于所述内环(951)的外部，所述内环(951)于外环(952)之间固定有多个隔板(953)，所述内环(951)的内侧采用杆体连接有轴体，所述轴体转动设置于所述臂体中，所述内环(951)的内
表面还分布有第二拨叶，当所述第二拨料件(95)转动时能够将浆液沿混合筒(91)的长度方向移动。10.根据权利要求9所述的一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，其特征在于：内环(951)、外环(952)以及相邻两个隔板(953)之间滑动设置有滑板(954)。

技术总结
本发明公开了一种基于岩石渗透性的岩石钻孔注浆设备，包括依次可拆卸相连的钻杆、第一杆体、第二杆体、第三杆体，其中，所述第三杆体上转动设置有钻头，所述第二杆体上设置有呈对称分布的第二密封环件和第三密封环件，所述第二密封环件、第三密封环件以及钻孔的孔壁之间构成注浆空间，所述第二杆体上还设置有对应于注浆空间的注浆头，所述注浆头由供浆组件供给浆液；所述第一杆体上设置有第一密封环件，所述第一密封环件、第二密封环件以及钻孔的孔壁之间构成渗透性检测空间，所述第一杆体上还设置有对应于渗透性检测空间的注水组件；通过所述注水组件能够对岩石进行渗透性检测并获得岩石渗透性参数，进而指导所述钻头的钻进以及供浆组件的供浆。及供浆组件的供浆。及供浆组件的供浆。


技术研发人员：罗勇 刘宗文 潘荣生 费浩 谢刚 薛永 阳俊 雷军 于晋川 王登科 张宏图 卫彦昭 朱熹 张小东
受保护的技术使用者：四川芙蓉川南建设工程有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/10/15