一种压水试验止水装置的制作方法

本发明属于压水试验设备，尤其是涉及一种压水试验止水装置。

背景技术：

1、止水栓塞是压水试验的关键设备。国内使用的止水栓塞有双管循环式、单管顶压式、液压式、气压式以及气液混合式等类型。其中，单管顶压式栓塞的优点是操作简单，其缺点是当孔壁岩石较破碎时止水效果较差；液压式、气压式、气液混合式栓塞的共同特点是其胶囊(气囊)易与孔壁紧贴，即使在孔壁不太平直的情况下，也能实现面接触，且栓塞较长、止水可靠性好，对不同孔径、孔深的钻孔均能适应，操作比较方便；液压式栓塞的缺点是试验结束后胶囊内的水不易排放干净；气压式栓塞的缺点是在钻场上需要配置一套高压充气装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种压水试验止水装置，其气囊受轴向挤压后可沿径向膨胀以进行止水，气囊易与孔壁紧贴，止水效果好，挤压气囊的压力卸载后在弹簧的回弹力作用下可以使气囊自动复位，上提该止水装置时不易卡阻。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种压水试验止水装置，包括止水钻杆，所述止水钻杆上固定安装有上压盖，止水钻杆上套装有下压盖，下压盖能与花管可拆卸连接，以此能将下压盖固定在花管的顶端；

4、还包括套装于上压盖与下压盖之间止水钻杆上的至少一个气囊，每个气囊的内部均安装有弹簧，且弹簧随气囊套于止水钻杆上；气囊受轴向挤压时，弹簧被压缩，气囊可沿径向膨胀以封堵止水钻杆与钻孔内壁之间的环形空间，达到止水目的，挤压气囊的压力卸载后，在弹簧的回弹力作用下可使气囊自动收缩复位，在压水试验结束后上提该止水装置时，由于气囊已复位，使上提不易卡阻；能通过选择安装气囊的个数来调节止水段长度，能提高止水效果。

5、进一步的限定，所述止水钻杆上套装有上分隔盘和下分隔盘，上分隔盘位于上压盖与气囊之间，下分隔盘位于气囊与下压盖之间；

6、止水钻杆上套装有上止水垫圈和下止水垫圈，上止水垫圈位于上压盖与上分隔盘之间，下止水垫圈位于下分隔盘与下压盖之间，上止水垫圈、上分隔盘、下分隔盘和下止水垫圈在止水钻杆上均可沿其轴向移动；

7、当气囊轴向受压时，上压盖与上分隔盘挤压上止水垫圈、下分隔盘与下压盖挤压下止水垫圈，使上止水垫圈与下止水垫圈分别在气囊的上下两侧形成密封，在上止水垫圈和下止水垫圈的密封作用下，能防止压水试验过程中钻孔内气囊下方的水经气囊与止水钻杆之间的间隙向上泄露，能提高气囊与止水钻杆之间轴向止水效果。

8、进一步的限定，所述气囊设置有多个，多个气囊在止水钻杆上串连分布，能便于调节止水长度，止水效果好。

9、进一步的限定，相邻两个所述气囊之间设置有套装于止水钻杆上的中间分隔盘，中间分隔盘在止水钻杆上可沿其轴向移动；各个气囊在受轴向挤压时，中间分隔盘在相邻两个气囊之间形成支撑，能有助于支撑弹簧，避免上下两个弹簧被压缩时错位，能确保气囊膨胀和收缩复位的顺畅性。

10、进一步的限定，所述气囊上安装有用于充气的气门，在气囊生产制造时，便将弹簧安装于气囊内，出厂前通过气门为气囊充满气，在压水试验时，若发现气囊亏气，可通过气门给气囊充气。

11、进一步的限定，所述止水钻杆的顶端设置有用于连接钻机和上部钻具的连接接头；利用该止水装置进行压力试验时，上部钻具的顶端连接钻机，止水钻杆的顶端通过连接接头连接上部钻具的底端，利用上部钻具能将止水钻杆下放至钻孔内或将止水钻杆上提至地面。

12、进一步的限定，所述止水钻杆的底端可拆卸安装有中空的限位盘，限位盘的外径大于下压盖的内径；上部钻具携带止水钻杆在钻孔内下放或上提止水装置时，限位盘能支撑悬挂下压盖，使下压盖、花管以及花管下方连接的下部钻具随止水钻杆同步下放或上提；拆卸限位盘后，能便于拆装该止水装置的各个部件。

13、进一步的限定，所述下压盖的底面设置有用于与花管可拆卸连接的下压盖螺纹接头或多个螺柱；拆卸下压盖后，能将下压盖与花管拆分开，能便于将止水钻杆底端的限位盘从花管内取出，拆卸限位盘之后能便于拆装该止水装置的各个部件。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、该止水装置应用于压水试验时能将其下入钻孔内指定位置进行止水，在止水时，钻机通过上部钻具向止水钻杆施加向下的压力，能使止水钻杆继续向下移动，同时，在花管以及下部钻具的支撑作用下，下压盖固定在花管顶端保持不动，上压盖能随止水钻杆继续下行以沿轴向挤压气囊，气囊受轴向挤压后沿径向膨胀，直至气囊紧贴孔壁，气囊封堵止水钻杆与钻孔内壁之间的环形空间，达到止水目的，止水效果好，同时弹簧被压缩积蓄弹性能，压水结束后，钻机上提上部钻具以解除施加给气囊的轴向压力，在弹簧的回弹力作用下，弹簧伸展复位，气囊能自动收缩复位，使气囊脱离孔壁，钻机继续上提试验装置，能将该止水装置、花管以及下部钻具从钻孔内提出，由于气囊已复位，使上提该止水装置时不易卡阻；该止水装置具备单管顶压式栓塞操作简单的优点，又具备液压式、气压式、气液混合式栓塞的胶囊易与孔壁紧贴的优点，通过调节气囊的个数能使止水长度可调节，具有止水效果好、设备简单、操作简便等优点。

技术特征：

1.一种压水试验止水装置，包括止水钻杆(1)，其特征在于：所述止水钻杆(1)上固定安装有上压盖(2)，止水钻杆(1)上套装有下压盖(9)；

2.根据权利要求1所述的压水试验止水装置，其特征在于：所述止水钻杆(1)上套装有上分隔盘(4)和下分隔盘(7)，上分隔盘(4)位于上压盖(2)与气囊(5)之间，下分隔盘(7)位于气囊(5)与下压盖(9)之间；

3.根据权利要求1所述的压水试验止水装置，其特征在于：所述气囊(5)设置有多个，多个气囊(5)在止水钻杆(1)上串连分布。

4.根据权利要求3所述的压水试验止水装置，其特征在于：相邻两个所述气囊(5)之间设置有套装于止水钻杆(1)上的中间分隔盘(18)，中间分隔盘(18)在止水钻杆(1)上可沿其轴向移动。

5.根据权利要求1或3所述的压水试验止水装置，其特征在于：所述气囊(5)上安装有用于充气的气门(13)。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的压水试验止水装置，其特征在于：所述止水钻杆(1)的顶端设置有连接接头。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的压水试验止水装置，其特征在于：所述止水钻杆(1)的底端可拆卸安装有中空的限位盘(10)，限位盘(10)的外径大于下压盖(9)的内径。

8.根据权利要求6所述的压水试验止水装置，其特征在于：所述下压盖(9)的底面设置有下压盖螺纹接头(12)或多个螺柱。

技术总结本发明属于压水试验设备技术领域，涉及一种压水试验止水装置，包括止水钻杆；所述止水钻杆上固定安装有上压盖，止水钻杆上套装有下压盖；上压盖与下压盖之间止水钻杆上套装有至少一个气囊，每个气囊的内部均安装有弹簧，且弹簧随气囊套于止水钻杆上。该止水装置应用于压水试验时能将其下入钻孔内指定位置进行止水，气囊受轴向挤压后能沿径向膨胀以紧贴孔壁，封堵止水钻杆与钻孔内壁之间的环空，达到止水目的，同时弹簧被压缩，压水结束解除施加给气囊的轴向压力后，在弹簧的回弹力作用下，弹簧伸展复位使气囊能自动收缩复位以脱离孔壁，上提时不易卡阻，通过调节气囊的个数能使止水长度可调节，具有止水效果好、设备简单、操作简便等优点。技术研发人员：唐泓宁,唐红波,龚利受保护的技术使用者：唐泓宁技术研发日：技术公布日：2024/11/4