井筒凍結管切割器的製作方法
2023-05-06 03:10:26 1
專利名稱：井筒凍結管切割器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及切割器，尤其涉及一種切割井筒凍結管的裝置。
背景技術：
近年來，在煤炭開採過程中，礦井建設逐步向深厚衝積層的深井建設發展，而面臨的主要問題是圍巖自承能力差和井筒漏水。凍結法能有效防水和提高圍巖的穩定性，成為穿越不穩定厚表土層、破碎巖層、軟巖地層最有效的立井特殊施工方法，受到了廣泛應用。 但是凍結法施工後的立井井筒，在凍結壁化凍以後，有以下兩個方面的問題很難處理，主要表現在第一，壁後含水層通過凍結管及壁後空隙相互串通，在井壁的接茬和裂隙處很容易發生漏水；第二，凍結過程中的凍脹融縮破壞了土的穩定性，井筒圍巖鬆動和裂隙區域增大，不僅圍巖穩定性減弱，而且增強了串水能力。由於上述原因，國內出現多次淹井事故。為了防止以上事故的發生，一般採用破壁注漿，破壁注漿存在影響井筒使用、工期長、費用高等問題。為此，如果利用分布於井筒周圍凍結管注漿，可以代替井下破壁注漿，不僅節約時間和成本，而且注漿範圍均勻，對凍結管和圍巖孔隙封堵效果明顯。但是，利用凍結管注漿，需要先在設計注漿位置穿透凍結管(切管)，形成注漿通道。目前有人提出凍結管射孔注漿技術，即利用聚能射孔爆破技術，在預定地層位置將凍結管射穿，然後在地面利用凍結管及射孔彈道對特定地層進行注漿充填加固。經試驗，凍結管偏斜位置不好掌握，施工過程中經常出現破管位置不準確、破管尺度不好把握等情況，破管嚴重時還會炸壞井筒壁，出現事與願違的淹井事故，限制了凍結管注漿技術的推廣使用。
實用新型內容本實用新型為解決凍結管注漿技術切管困難的問題，基於長柔性體旋轉擺動原理，實用新型一種井筒凍結管切割器，同時實用新型一種井筒凍結管切割施工方法。井筒凍結管切割器的構造是它是在一個地面支架上安裝一個變速電機，變速電機的輸出軸垂直朝下，輸出軸上設有鋼絞線連接器，鋼絞線連接器上連接一根鋼絞線，鋼絞線上每間隔一定距離吊掛固定上一個金剛石旋轉齒盤。所述的金剛石旋轉齒盤，是在金屬圓盤周邊焊接有金剛石長齒；金剛石旋轉齒盤上設有穿過鋼絞線的中心孔；金剛石旋轉齒盤直徑小於凍結管直徑，使其在凍結管中旋轉時有一定晃動間隙。上述金剛石旋轉齒盤直徑小於凍結管直徑數為15_25mm。本實用新型施工方法如下第一步在凍結管的地面位置豎起地面支架，架起變速電機，使其輸出軸垂直朝下，通過鋼絞線連接器連接上鋼絞線；第二步根據設計注漿時的不同位置深度，在鋼絞線上量取準確尺寸做上標記，再將金剛石旋轉齒盤一個個穿在鋼絞線上，並固定在每個標記處；第三步向凍結管中下放鋼絞線，將金剛石旋轉齒盤一個個順序下放至注漿管中；第四步接通電源，開動變速電機，金剛石旋轉齒盤在凍結管中旋轉，同時來回擺動碰撞管壁進行切割，最終將凍結管切割出與圍巖相通的縫隙。注漿前，可利用LB鑽孔數字彩色攝像儀，探測切管情況，判斷是否繼續切管。本實用新型井筒凍結管切割器的優點為(1)金剛石旋轉齒盤直徑比凍結管偏小，鋼絞線和金剛石旋轉齒盤靠自重懸吊，轉速恆定時，凍結管切管位置準確；(2)可同時安裝多個金剛石旋轉齒盤，切管範圍大；(3)切管尺寸可控制，直到滿足注漿要求；(4)切管對井筒及井筒圍巖不會產生擾動；(5)沒有爆破振動和炸壞井筒壁的危險；(6)施工工藝簡單，不影響井筒的正常使用，成本低，施工速度快，勞動強度小。
圖1為本實用新型井筒凍結管切割器構造及使用情況示意圖。圖例說明1-變速電機，2-地面支架，3-鋼絞線連接器，4-鋼絞線，5-凍結管， 6-金剛石旋轉齒盤。
具體實施方式
如圖1，井筒凍結管切割器的構造是它是在一個地面支架2上安裝一個變速電機 1，變速電機1的輸出軸垂直朝下，變速電機1的輸出軸上設有鋼絞線連接器3，鋼絞線連接器3上連接一根鋼絞線4，鋼絞線4上每間隔一定距離吊掛固定上一個金剛石旋轉齒盤6。所述的金剛石旋轉齒盤6，是在金屬圓盤周邊焊接有金剛石長齒；金剛石旋轉齒盤上設有穿過鋼絞線的中心孔；金剛石旋轉齒盤直徑小於凍結管直徑，使其在凍結管中旋轉時有一定擺動間隙。上述金剛石旋轉齒盤直徑小於凍結管直徑數為15_25mm。本實用新型施工方法如圖1所示，具體步驟是第一步首先，在凍結管5的地面位置豎起地面支架2，架起變速電機1，使其輸出軸垂直朝下，連接上鋼絞線4，鋼絞線4上每間隔一定距離穿掛上一個金剛石旋轉齒盤6 ；第二步根據設計注漿時的不同位置深度，在鋼絞線4上量取準確尺寸做上標記， 再將金剛石旋轉齒盤6 —個個穿在鋼絞線上，並牢牢固定在每個標記處；第三步向凍結管5中下放鋼絞線4，將金剛石旋轉齒盤6 —個個順序下放至注漿管中；第四步接通電源，開動變速電機1，金剛石旋轉齒盤6在凍結管5中旋轉，同時來回擺動碰撞管壁進行切割，最終將凍結管5切割出與圍巖相通的縫隙。
權利要求1. 一種井筒凍結管切割器，其特徵在於，它是在一個地面支架上安裝一個變速電機，變速電機的輸出軸垂直朝下，輸出軸上設有鋼絞線連接器，鋼絞線連接器上連接一根鋼絞線， 鋼絞線上每間隔一定距離吊掛固定上一個金剛石旋轉齒盤；所述的金剛石旋轉齒盤，是在金屬圓盤周邊焊接有金剛石長齒；金剛石旋轉齒盤上設有穿過鋼絞線的中心孔；金剛石旋轉齒盤直徑小於凍結管直徑，使其在凍結管中旋轉時有一定晃動間隙；上述金剛石旋轉齒盤直徑小於凍結管直徑數為15-25mm。
專利摘要本實用新型公開了一種井筒凍結管切割器，它是在一個地面支架上安裝一個變速電機，變速電機的輸出軸垂直朝下，輸出軸上設有鋼絞線連接器，鋼絞線連接器上連接一根鋼絞線，鋼絞線上每間隔一定距離吊掛固定上一個金剛石旋轉齒盤，通過金剛石旋轉齒盤在凍結管中的旋轉，同時來回擺動碰撞管壁進行切割，最終將凍結管切割出與圍巖相通的縫隙。本實用新型切割器施工工藝簡單，不影響井筒的正常使用，成本低，施工速度快，勞動強度小。
文檔編號E21B29/08GK202220575SQ201120364450
公開日2012年5月16日 申請日期2011年9月12日 優先權日2011年9月12日
發明者劉洪強, 李廷春, 趙仁樂, 鄭小平 申請人:山東科技大學