RU2753303C1 - Drilling injector for cementation of rock soil and method for cementation of rock soil using this injector - Google Patents

Drilling injector for cementation of rock soil and method for cementation of rock soil using this injector Download PDF

Info

Publication number
RU2753303C1
RU2753303C1 RU2021100423A RU2021100423A RU2753303C1 RU 2753303 C1 RU2753303 C1 RU 2753303C1 RU 2021100423 A RU2021100423 A RU 2021100423A RU 2021100423 A RU2021100423 A RU 2021100423A RU 2753303 C1 RU2753303 C1 RU 2753303C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
injector
supply pipe
cementation
sleeve
Prior art date
Application number
RU2021100423A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Генрихович Малинин
Дмитрий Алексеевич Малинин
Original Assignee
Алексей Генрихович Малинин
Дмитрий Алексеевич Малинин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Генрихович Малинин, Дмитрий Алексеевич Малинин filed Critical Алексей Генрихович Малинин
Priority to RU2021100423A priority Critical patent/RU2753303C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753303C1 publication Critical patent/RU2753303C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B3/00—Rotary drilling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: inventions group relates to construction, namely to the hardening of rocky soil by injecting a hardening water-cement mortar into the rocky soil using the operation of drilling a well, technologically combined with the operation of injection. The drilling injector for cementation of rocky soil contains a supply pipe, the lower end of which is made with an outlet for supplying water-cement mortar to the cementation zone, and a protective pipe, at the lower end of which a drill bit is installed, and the upper end is made open, and an inflatable sleeve with cuffs at the ends, with the help of which the sleeve is installed on the supply pipe so that part of this pipe is inside the sleeve with the formation of a corresponding annular space, in the area of which through holes are made in the side wall of the supply pipe for supplying a water-cement mortar into the specified annular space for the formation of a packer in this space in the process of cementation of rocky soil, the supply pipe together with the specified sleeve is located inside the protective pipe and is connected by its lower end to the lower end of the protective pipe by means of a detachable connection capable of transmitting torque from the supply pipe to the drill bit. The method for cementation of rocky soil using the above drilling injector includes the operation of drilling a well to a predetermined level in the rocky soil, performed by the specified drilling injector, disconnecting the supply pipe from the protective pipe of the injector, raising the supply pipe together with the inflatable sleeve relative to the protective pipe to a predetermined height within the height wells in rocky soil, supply of water-cement mortar through the supply pipe to the annular space to form a packer and to the well space located below the specified annular space for cementation of the rocky soil.
EFFECT: simplification of the injector design and rock grouting technology, formation of a packer with a higher blocking ability.
2 cl, 4 dwg, 1 ex

Description

Область техники, к которой относятся изобретенияThe technical field to which the inventions relate

Изобретения относятся к строительству, а именно, к упрочнению скального грунта путем инъекции в скальный грунт затвердевающего водно-цементного раствора с использованием операции бурения скважины, технологически совмещенной с операцией инъекции.The inventions relate to construction, namely, to hardening rocky soil by injecting a hardening water-cement slurry into rocky soil using a well drilling operation, technologically combined with an injection operation.

Уровень техникиState of the art

Известен инъектор для закрепления грунта, включающий [подающую] трубу, состоящую из двух труб - верхней меньшего диаметра и нижней большего диаметра, соединенных между собой коническим переходником. При этом на верхнем участке нижней трубы, составляющем одну треть длины нижней трубы, закреплены непрерывные винтовые лопасти. Ниже расположены отдельные винтовые лопасти, закрепленные на съемных вкладышах. На нижнем торце нижней трубы установлен буровой наконечник. Вкладыши имеют продольные выступы и внутреннюю кольцевую проточку и закреплены с продольным зазором между собой в проточках трубы. В этих проточках выполнены боковые отверстия, в которых установлены противоположно размещенные клапаны, попарно стянутые упругими элементами (см. описание изобретения к Авт. свид. СССР №1231139 А1, МПК E02D 3/12, опубликовано 15.05.1986, Бюл. №18).Known injector for fixing the soil, including the [supply] pipe, consisting of two pipes - the upper smaller diameter and the lower larger diameter, connected by a conical adapter. In this case, continuous helical blades are fixed on the upper section of the lower tube, which is one third of the length of the lower tube. Below there are separate helical blades fixed on removable liners. A drill bit is installed on the lower end of the lower pipe. The liners have longitudinal projections and an inner annular groove and are fixed with a longitudinal gap between themselves in the pipe grooves. In these grooves, side openings are made, in which oppositely located valves are installed, tightened in pairs by elastic elements (see the description of the invention to the USSR Inventor's Certificate No. 1231139 A1, IPC E02D 3/12, published 05.15.1986, bull. No. 18).

Признаки известного инъектора, общие с признаками заявленного технического решения, заключаются в наличии подающей трубы и бурового наконечника.The features of the known injector, which are common with the features of the claimed technical solution, are the presence of a feed pipe and a drill bit.

Известен способ цементации скального грунта при помощи инъектора по указанному авторскому свидетельству СССР №1231139 путем инъекции в скальный грунт затвердевающего водно-цементного раствора с использованием операции бурения скважины, технологически совмещенной с операцией инъекции, при этом разрыхленный бурением грунт перемещают вверх в зазор между верхней трубой и стенками скважины, уплотняют этот грунт периодическим подъемом инъектора, создавая грунтовый пакер, после этого через подающую трубу в пространство скважины, расположенное ниже пакера, подают водно-цементный раствор (см. упомянутое авт.свидетельство №1231139 А1).There is a method of cementation of rocky soil using an injector according to the specified USSR author's certificate No. 1231139 by injection into the rocky soil of a hardening water-cement mortar using a well drilling operation, technologically combined with an injection operation, while the soil loosened by drilling is moved upward into the gap between the upper pipe and with the walls of the well, this soil is compacted by periodic lifting of the injector, creating a soil packer, after which a water-cement slurry is fed through the supply pipe into the space of the well located below the packer (see the aforementioned author's certificate No. 1231139 A1).

Признаки известного способа цементации, общие с заявленным способом, заключаются в инъекции при помощи этого бурового инъектора в скальный грунт затвердевающего водно-цементного раствора с использованием операции бурения скважины, выполняемой этим буровым инъектором путем технологического совмещения операции бурения и последующей операции инъекции.The features of the known cementation method, which are common with the claimed method, consist in the injection by means of this drilling injector into the rocky soil of a hardening water-cement slurry using a well drilling operation performed by this drilling injector by technological combination of the drilling operation and the subsequent injection operation.

Причина, препятствующая получению в известном инъекторе и в соответствующем способе технического результата, который обеспечивается заявленными техническими решениями, заключается в выполнении трубы с винтовыми лопастями, предназначенными для формирования грунтовой пробки (т.е. грунтового пакера, образованного из грунта путем его уплотнения) в процессе бурения, совмещенного с процессом инъекции в грунт водно-цементного раствора. Наличие указанных лопастей, съемных вкладышей с выступами и проточками, клапанов и упругих элементов значительно усложняет конструкцию инъектора, снижает его надежность, усложняет технологию инъекции. При этом усложнение технологии обусловлено, прежде всего, сложностью формирования грунтового пакера, поскольку это формирование требует многократного периодического подъема инъектора с целью уплотнения грунта в зазоре между верхней трубой и стенкой скважины. Кроме того, и сам грунтовый пакер не может быть использован в процессе цементации скального грунта из-за его (пакера) слабой запирающей способности. Для цементации скального грунта необходимо формирование пакера из того же водно-цементного раствора, который используется для указанной цементации, что для данной конструкции инъектора и соответствующего способа не представляется возможным.The reason that prevents obtaining in the known injector and in the corresponding method of the technical result, which is provided by the claimed technical solutions, is to make a pipe with helical blades designed to form a soil plug (i.e. a soil packer formed from the soil by compaction) in the process drilling, combined with the process of injecting water-cement mortar into the ground. The presence of these blades, removable liners with projections and grooves, valves and elastic elements significantly complicates the design of the injector, reduces its reliability, complicates the injection technology. At the same time, the complication of the technology is primarily due to the complexity of the formation of the soil packer, since this formation requires repeated periodic lifting of the injector in order to compact the soil in the gap between the upper pipe and the borehole wall. In addition, the soil packer itself cannot be used in the process of cementation of rocky soil due to its (packer) weak blocking ability. For cementation of rocky soil, it is necessary to form a packer from the same water-cement slurry that is used for the specified cementation, which is not possible for this injector design and the corresponding method.

Известен инъектор для закрепления грунта (прототип), который содержит подающую трубу (полый корпус), выполненную в виде двух усеченных конусов (верхнего и нижнего), состыкованных своими большими основаниями, а также содержит непрерывные лопасти и буровой наконечник. При этом в нижней части подающей трубы (а именно, нижнего конуса) выполнены боковые выпускные отверстия и установлен буровой наконечник, диаметр которого равен наибольшему диаметру подающей трубы (корпуса), а на наружной поверхности обоих конусов подающей трубы установлены охватывающие корпус непрерывные лопасти так, что лопасти верхнего конуса имеют обратное направление навивки относительно лопастей нижнего конуса (патент RU №165656 U1, МПК E02D 3/12, опубликовано 27.10.2016 Бюл. №30).Known injector for securing soil (prototype), which contains a feed pipe (hollow body), made in the form of two truncated cones (upper and lower), joined by their large bases, and also contains continuous blades and a drill bit. In this case, in the lower part of the supply pipe (namely, the lower cone), side outlets are made and a drill bit is installed, the diameter of which is equal to the largest diameter of the supply pipe (body), and on the outer surface of both cones of the supply pipe, continuous blades covering the body are installed so that the blades of the upper cone have a reverse winding direction relative to the blades of the lower cone (patent RU No. 165656 U1, IPC E02D 3/12, published on October 27, 2016 bull. No. 30).

Признаки известного инъектора, общие с признаками заявленного технического решения, заключаются в наличии подающей трубы (полого корпуса), нижний конец которой выполнен с выпускным отверстием, и бурового наконечника.The features of the known injector, which are common with the features of the claimed technical solution, consist in the presence of a feed pipe (hollow body), the lower end of which is made with an outlet, and a drill bit.

Известен способ закрепления грунта с помощью инъектора по указанному патенту RU №165656 (прототип), заключающийся в том, что вращением инъектора осуществляют проходку скважины до необходимой глубины без извлечения грунта, при этом благодаря наличию на усеченных конусах подающей трубы двух групп лопастей с противоположной навивкой тем же вращением осуществляют формирование грунтового пакера, после чего через указанную трубу осуществляют подачу водно-цементного раствора в пространство скважины ниже указанного пакера.There is a known method of soil consolidation using an injector according to the specified patent RU No. 165656 (prototype), which consists in the fact that by rotating the injector, the well is drilled to the required depth without extracting soil, while due to the presence of two groups of blades on the truncated cones of the feed pipe with opposite winding the same rotation is carried out to form a soil packer, after which, through the specified pipe, the water-cement slurry is supplied into the space of the well below the specified packer.

Причина, препятствующая получению в известном инъекторе и соответствующем способе (прототипах) технического результата, который обеспечивается заявленными техническими решениями, заключается в выполнении подающей трубы (корпуса) в виде двух усеченных конусов (верхнего и нижнего), состыкованных своими большими основаниями, и наличии установленных на подающей трубе винтовых лопастей с противоположной навивкой этих лопастей на верхнем и нижнем конусах этой трубы. Это, с одной стороны, усложняет конструкцию инъектора и его эксплуатацию, а с другой стороны, обусловливает возможность создания лишь грунтовой пробки в совмещенном процессе бурения, нагнетания раствора и тампонирования скважины, что делает практически невозможным использование известного инъектора и соответствующего способа для цементации скального грунта из-за слабой запирающей способности такой пробки (грунтового пакера).The reason that prevents from obtaining in the known injector and the corresponding method (prototypes) the technical result, which is provided by the claimed technical solutions, is the implementation of the supply pipe (body) in the form of two truncated cones (upper and lower), joined by their large bases, and the presence of installed on the supply pipe of helical blades with opposite winding of these blades on the upper and lower cones of this pipe. This, on the one hand, complicates the design of the injector and its operation, and on the other hand, makes it possible to create only a soil plug in the combined process of drilling, injection of solution and plugging of the well, which makes it practically impossible to use the known injector and the corresponding method for cementation of rocky soil from - due to the weak blocking ability of such a plug (soil packer).

Техническая проблема, на решение которой направлены заявленные для патентования технические решения, заключается в необходимости создания инъектора для цементации скального грунта и соответствующей технологии цементации скального грунта, характеризующихся более простой конструкцией инъектора и более простой и надежной технологии цементации скального грунта в совмещенном процессе бурения, нагнетания водно-цементного раствора и создания надежного пакера.The technical problem to be solved by the technical solutions claimed for patent is the need to create an injector for cementation of rocky soil and a corresponding technology for cementation of rocky soil, characterized by a simpler injector design and a simpler and more reliable technology for cementing rocky soil in the combined process of drilling, water injection. - cement slurry and creating a reliable packer.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, заключается в упрощении конструкции инъектора и технологии цементации скального грунта этим инъектором за счет отказа в конструкции инъектора от лопастей и от упомянутой конусности подающей трубы, а также в формировании пакера с более высокой запирающей способностью за счет его формирования из того же водно-цементного раствора, который используется для цементации скального грунта, в едином процессе инъекции водно-цементного раствора в окружающий скважину скальный грунт и формирования пакера.The technical result, mediating the solution of this technical problem, is to simplify the design of the injector and the technology of cementation of rocky soil by this injector due to the refusal in the injector design from the blades and from the mentioned taper of the supply pipe, as well as in the formation of a packer with a higher blocking ability due to its formation from the same water-cement mortar that is used for cementing rocky soil, in a single process of injecting water-cement mortar into the rocky soil surrounding the well and forming a packer.

Достигается технический в заявленном буровом инъекторе тем, что буровой инъектор для цементации скального грунта содержит подающую трубу, нижний конец которой выполнен с выпускным отверстием для подачи водно-цементного раствора в зону цементации, буровой наконечник, защитную трубу, на нижнем конце которой установлен буровой наконечник, а верхний конец выполнен открытым, и раздуваемый рукав с манжетами на концах, при помощи которых рукав установлен на подающей трубе так, что часть этой трубы находится внутри рукава с образованием соответствующего кольцевого пространства, в области которого в боковой стенке подающей трубы выполнены сквозные отверстия, предназначенные для подачи водно-цементного раствора в указанное кольцевое пространство для формирования в этом пространстве пакера в процессе цементации скального грунта, при этом подающая труба вместе с указанным рукавом расположена внутри защитной трубы и соединена своим нижним концом с нижним концом защитной трубы при помощи разъемного соединения, способного передавать вращательный момент от подающей трубы к буровому наконечнику.The technical achievement in the claimed drilling injector is that the drilling injector for rock cementation contains a supply pipe, the lower end of which is made with an outlet for supplying water-cement mortar to the cementation zone, a drill bit, a protective pipe, at the lower end of which a drill bit is installed, and the upper end is made open, and the inflated sleeve with cuffs at the ends, with the help of which the sleeve is installed on the supply pipe so that part of this pipe is inside the sleeve with the formation of a corresponding annular space, in the area of which through holes are made in the side wall of the supply pipe, intended for supplying a water-cement slurry to the specified annular space for the formation of a packer in this space during the cementation of rocky soil, while the supply pipe together with the specified sleeve is located inside the protective pipe and is connected by its lower end to the lower end of the protective pipe using a split a connection capable of transmitting torque from the supply pipe to the drill bit.

Достигается технический результат в заявленном способе цементации скального грунта тем, что указанную цементацию осуществляют при помощи описанного выше бурового инъектора так, что этим инъектором сначала осуществляют бурение скважины до заданного уровня в скальном грунте, после этого подающую трубу инъектора отсоединяют от защитной трубы инъектора и вместе с раздуваемым рукавом эту подающую трубу поднимают относительно защитной трубы на заданную высоту в пределах высоты скважины в скальном грунте, затем через подающую трубу осуществляют подачу водно-цементного раствора в указанное кольцевое пространство для образования пакера и в пространство скважины, расположенное ниже указанного кольцевого пространства, для цементации скального грунта.The technical result is achieved in the claimed method of cementation of rocky soil in that said cementation is carried out using the above-described drilling injector so that this injector first drills a well to a predetermined level in the rocky ground, then the injector feed pipe is disconnected from the injector protective pipe and together with With an inflatable sleeve, this supply pipe is raised relative to the protective pipe to a predetermined height within the height of the well in rocky ground, then through the supply pipe, water-cement slurry is fed into the specified annular space to form a packer and into the well space located below the specified annular space for grouting rocky ground.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фиг. 1 показан заявленный буровой инъектор в сборе, состоящий из двух разъемно соединенных узлов - узла бурового наконечника и узла пакера; на фиг. 2 отдельно показан узел бурового наконечника (включает защитную трубу и буровой наконечник, установленный на ее нижнем конце); на фиг. 3 отдельно показан узел пакера (включает подающую трубу и установленный на этой трубе раздуваемый рукав с образованием кольцевого пространства, предназначенного для формирования пакера); на фиг. 4 показано положение упомянутых узлов на стадии инъекции, непосредственно следующей за стадией бурения (узлы разъяты и разнесены по вертикали).FIG. 1 shows the claimed assembly of the drilling injector, consisting of two detachably connected assemblies - the assembly of the drill bit and the assembly of the packer; in fig. 2 shows a separate drill bit assembly (includes a protective tube and a drill bit mounted on its lower end); in fig. 3 separately shows a packer assembly (includes a supply pipe and an inflatable hose installed on this pipe to form an annular space intended to form a packer); in fig. 4 shows the position of said nodes in the injection stage immediately following the drilling stage (the nodes are separated and spaced vertically).

Осуществление изобретенийImplementation of inventions

Буровой инъектор для цементации скального грунта (фиг. 1) выполнен состоящим из двух узлов - узла бурового наконечника, отдельно показанного на фиг. 2, и узла пакера, отдельно показанного на фиг. 3, соединенных между собой с возможностью произвольного разъятия.The rock grouting injector (FIG. 1) is made up of two assemblies — a drill bit assembly, separately shown in FIG. 2 and the packer assembly shown separately in FIG. 3, connected to each other with the possibility of arbitrary disconnection.

Узел бурового наконечника включает буровой наконечник 1 и защитную трубу 2, на нижнем конце которой неразъемно установлен этот наконечник, при этом верхний конец трубы 2 выполнен открытым (фиг. 1, 2, 4).The drill bit assembly includes a drill bit 1 and a protective pipe 2, at the lower end of which this tip is permanently installed, while the upper end of the pipe 2 is made open (Figs. 1, 2, 4).

Узел пакера включает подающую трубу 3, в стенке которой выполнены отверстия 4, а ее нижний и верхний концы выполнены открытыми, и раздуваемый рукав 5 с манжетами 6 на концах, при помощи которых рукав 5 установлен на трубе 3 с образованием кольцевого пространства 7 между этой трубой 3 и этим рукавом 5. При этом рукав 5 выполнен из нежесткого материала (например, текстильного материала, войлока) со складками, обеспечивающими диаметр его условного прохода, превышающий наружный диаметр защитной трубы 2 (фиг. 1, 3, 4).The packer assembly includes a supply pipe 3, in the wall of which holes 4 are made, and its lower and upper ends are made open, and an inflatable sleeve 5 with cuffs 6 at the ends, with which the sleeve 5 is installed on the pipe 3 with the formation of an annular space 7 between this pipe 3 and this sleeve 5. In this case, the sleeve 5 is made of a non-rigid material (for example, a textile material, felt) with folds providing a diameter of its nominal passage that exceeds the outer diameter of the protective tube 2 (Figs. 1, 3, 4).

В собранном инъекторе (фиг. 1) подающая труба 3 с раздуваемым рукавом 5 установлена внутри защитной трубы 2, так что верхний конец трубы 3 выступает за пределы внутреннего пространства трубы 2, а нижний конец трубы 3 соединен с нижним концом трубы 2 (внутри трубы 2) при помощи разъемного соединения 8, способного передавать вращательный момент от трубы 3 к трубе 2 и, соответственно, к буровому наконечнику 1 в процессе бурения, причем, только в одном направлении, например, по часовой стрелке. Соединение 8 выполнено, например, в виде байонетного соединения; его защиту (а также защиту рукава 5) от разрыхленного грунта в процессе бурения обеспечивает защитная труба 2.In the assembled injector (Fig. 1), the supply pipe 3 with an inflatable sleeve 5 is installed inside the protective pipe 2, so that the upper end of the pipe 3 protrudes beyond the inner space of the pipe 2, and the lower end of the pipe 3 is connected to the lower end of the pipe 2 (inside the pipe 2 ) by means of a detachable connection 8 capable of transmitting a torque from pipe 3 to pipe 2 and, accordingly, to the drill bit 1 during drilling, moreover, only in one direction, for example, clockwise. Connection 8 is made, for example, in the form of a bayonet connection; its protection (as well as protection of sleeve 5) from loosened soil during drilling is provided by protective pipe 2.

Работа бурового инъектора для цементации скального грунта и пример осуществления способа цементации скального грунта при помощи этого инъектора заключаются в следующем.The operation of the rock grouting injector and an example of the implementation of the rock grouting method using this injector are as follows.

Инъектор в собранном виде (фиг. 1) устанавливают с помощью штанг (штанги не показаны) на буровую установку и осуществляют вращение подающей трубы 3 по часовой стрелке. Вращательный момент от трубы 3 вследствие наличия соединения 8 передается защитной трубе 2, а от нее - буровому наконечнику 1. Тем самым осуществляется проходка скважины до необходимой глубины скального грунта без извлечения грунта на поверхность. Затем вращение трубы 3 по часовой стрелке прекращают и осуществляют поворот трубы 3 против часовой стрелки на заданный угол, при котором происходит разъятие соединения 8 (т.е. разъединение труб 2 и 3). Вследствие этого разъятия труба 3 вместе с раздуваемым рукавом 5 (узел пакера) становится свободной от соединения с трубой 2 (узлом бурового наконечника). После этого узел пакера (трубу 3 вместе с рукавом 5) поднимают внутри скважины на заданную высоту относительно трубы 2, но в пределах толщины скального грунта, как показано на фиг. 4, и подают в трубу 3 через ее верхний конец водно-цементный раствор. Данный раствор через отверстия 4 в стенке трубы 3 поступает в кольцевое пространство 7, создает в этом пространстве давление, раздувающее рукав 5 до его радиального упора в стенку скважины. При этом излишки воды водно-цементного раствора, поступившего в кольцевое пространство 7, через материал рукава 5, имеющий мелкие поры, выходит наружу в скважину, а частицы цемента ввиду малости указанных пор задерживаются внутри кольцевого пространства 7, создавая тем самым искомый пакер. Одновременно водно-цементный раствор через открытый нижний конец трубы 3 выходит в скважину, осуществляя тем самым постепенное заполнение этой скважины ниже пакера, а также трещин и щелей окружающего скважину скального грунта, осуществляя тем самым его (грунта) цементацию. По окончании цементации трубу 3 извлекают из скважины. При этом в скважине остается рукав 5 и труба 2 с наконечником 1.The assembled injector (Fig. 1) is installed using rods (rods not shown) on the drilling rig and the supply pipe 3 is rotated clockwise. The torque from the pipe 3 due to the presence of the connection 8 is transmitted to the protective pipe 2, and from it to the drill bit 1. Thus, the borehole is drilled to the required depth of the rocky soil without extracting the soil to the surface. Then the clockwise rotation of the pipe 3 is stopped and the pipe 3 is rotated counterclockwise by a predetermined angle at which the connection 8 is disconnected (i.e., the pipes 2 and 3 are disconnected). As a result of this detachment, the pipe 3, together with the inflation sleeve 5 (packer assembly), becomes free from connection with the pipe 2 (drill bit assembly). Thereafter, the packer assembly (pipe 3 together with sleeve 5) is lifted inside the well to a predetermined height relative to pipe 2, but within the rocky soil thickness, as shown in FIG. 4, and a water-cement slurry is fed into the pipe 3 through its upper end. This solution through the holes 4 in the wall of the pipe 3 enters the annular space 7, creates pressure in this space that inflates the sleeve 5 to its radial stop against the borehole wall. In this case, the excess water of the water-cement slurry entering the annular space 7, through the material of the sleeve 5, which has small pores, goes out into the well, and the cement particles, due to the smallness of these pores, are retained inside the annular space 7, thereby creating the desired packer. At the same time, the water-cement slurry through the open lower end of the pipe 3 enters the well, thereby gradually filling this well below the packer, as well as cracks and cracks in the rocky soil surrounding the well, thereby cementing it (the soil). At the end of cementation, pipe 3 is removed from the well. In this case, sleeve 5 and pipe 2 with tip 1 remain in the well.

Claims (2)

1. Буровой инъектор для цементации скального грунта, содержащий подающую трубу, нижний конец которой выполнен с выпускным отверстием для подачи водно-цементного раствора в зону цементации, и буровой наконечник, отличающийся тем, что он содержит защитную трубу, на нижнем конце которой установлен буровой наконечник, а верхний конец выполнен открытым, и раздуваемый рукав с манжетами на концах, при помощи которых рукав установлен на подающей трубе так, что часть этой трубы находится внутри рукава с образованием соответствующего кольцевого пространства, в области которого в боковой стенке подающей трубы выполнены сквозные отверстия, предназначенные для подачи водно-цементного раствора в указанное кольцевое пространство для формирования в этом пространстве пакера в процессе цементации скального грунта, при этом подающая труба вместе с указанным рукавом расположена внутри защитной трубы и соединена своим нижним концом с нижним концом защитной трубы при помощи разъемного соединения, способного передавать вращательный момент от подающей трубы к буровому наконечнику.1. Drilling injector for cementation of rocky soil, containing a feed pipe, the lower end of which is made with an outlet for supplying water-cement slurry to the grouting zone, and a drill bit, characterized in that it contains a protective pipe, at the lower end of which a drill bit is installed , and the upper end is made open, and the inflated sleeve with cuffs at the ends, with the help of which the sleeve is installed on the supply pipe so that part of this pipe is inside the sleeve with the formation of a corresponding annular space, in the area of which through holes are made in the side wall of the supply pipe, intended for supplying a water-cement slurry into the specified annular space for the formation of a packer in this space during the cementing of rocky soil, while the supply pipe together with the specified sleeve is located inside the protective pipe and connected by its lower end with the lower end of the protective pipe using a detachable connection, capable transfer torque from the feed pipe to the drill bit. 2. Способ цементации скального грунта при помощи бурового инъектора, в котором используемый для цементации инъектор содержит подающую трубу, нижний конец которой выполнен с выпускным отверстием для подачи водно-цементного раствора в зону цементации, и буровой наконечник, при этом способ указанной цементации заключается в инъекции при помощи этого бурового инъектора в скальный грунт затвердевающего водно-цементного раствора с использованием операции бурения скважины, выполняемой этим буровым инъектором путем технологического совмещения операции бурения и последующей операции инъекции, отличающийся тем, что используемый для указанной цементации инъектор также содержит защитную трубу, на нижнем конце которой установлен буровой наконечник, а верхний конец выполнен открытым, и раздуваемый рукав с манжетами на концах, при помощи которых рукав установлен на подающей трубе так, что часть этой трубы находится внутри рукава с образованием соответствующего кольцевого пространства, в области которого в боковой стенке подающей трубы выполнены сквозные отверстия, предназначенные для подачи водно-цементного раствора в указанное кольцевое пространство для формирования в этом пространстве пакера в процессе цементации скального грунта, при этом подающая труба вместе с указанным рукавом расположена внутри защитной трубы и соединена своим нижним концом с нижним концом защитной трубы при помощи разъемного соединения, способного передавать вращательный момент от подающей трубы к буровому наконечнику, а указанную цементацию скального грунта осуществляют при помощи этого бурового инъектора так, что этим инъектором сначала осуществляют бурение скважины до заданного уровня в скальном грунте, после этого подающую трубу инъектора отсоединяют от защитной трубы инъектора и вместе с раздуваемым рукавом эту подающую трубу поднимают относительно защитной трубы на заданную высоту в пределах высоты скважины в скальном грунте, затем через подающую трубу осуществляют подачу водно-цементного раствора в указанное кольцевое пространство для образования пакера и в пространство скважины, расположенное ниже указанного кольцевого пространства, для цементации скального грунта.2. A method of cementation of rocky soil using a drilling injector, in which the injector used for cementation comprises a supply pipe, the lower end of which is made with an outlet for supplying a water-cement slurry to the cementation zone, and a drill bit, wherein the method of said cementation consists in injection with the help of this drilling injector into the rocky soil of the hardening water-cement slurry using the drilling operation performed by this drilling injector by technological combination of the drilling operation and the subsequent injection operation, characterized in that the injector used for said grouting also contains a protective pipe at the lower end of which a drill bit is installed, and the upper end is made open, and an inflatable sleeve with cuffs at the ends, with the help of which the sleeve is installed on the supply pipe so that part of this pipe is inside the sleeve with the formation of a corresponding annular space, in the area of which th, through holes are made in the side wall of the supply pipe, designed to supply the water-cement slurry into the specified annular space for the formation of a packer in this space during the cementation of rocky soil, while the supply pipe together with the specified sleeve is located inside the protective pipe and connected by its lower end with the lower end of the protective pipe by means of a detachable connection capable of transmitting a torque from the supply pipe to the drill bit, and the specified cementation of the rocky soil is carried out using this drilling injector so that this injector first drills a well to a predetermined level in the rocky ground, then the supply pipe of the injector is disconnected from the protective pipe of the injector and, together with the inflated sleeve, this supply pipe is raised relative to the protective pipe to a predetermined height within the height of the borehole in rocky ground, then the water-cement solution is fed through the supply pipe into said annular space to form a packer; and into a well space located below said annular space to cement the rock.
RU2021100423A 2021-01-12 2021-01-12 Drilling injector for cementation of rock soil and method for cementation of rock soil using this injector RU2753303C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100423A RU2753303C1 (en) 2021-01-12 2021-01-12 Drilling injector for cementation of rock soil and method for cementation of rock soil using this injector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100423A RU2753303C1 (en) 2021-01-12 2021-01-12 Drilling injector for cementation of rock soil and method for cementation of rock soil using this injector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753303C1 true RU2753303C1 (en) 2021-08-13

Family

ID=77348988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021100423A RU2753303C1 (en) 2021-01-12 2021-01-12 Drilling injector for cementation of rock soil and method for cementation of rock soil using this injector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753303C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU358469A1 (en) * Б. П. Воропаев, Г. М. Крастошевский , В. В. Тулузаков
US3949561A (en) * 1974-06-27 1976-04-13 Chapman Roger S Soil grouting apparatus
SU1231139A1 (en) * 1984-07-12 1986-05-15 Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.М.А.Суслова Injector for consolidation soil
RU63409U1 (en) * 2007-02-09 2007-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Строймехсервис Метростроя" (ООО "Строймехсервис Метростроя") DEVICE FOR FORMING GROUND-CEMENT BODIES
RU85495U1 (en) * 2008-12-29 2009-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") INJECTOR DESIGN FOR INJECTION PILES
RU165656U1 (en) * 2016-04-04 2016-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) INJECTOR FOR FIXING SOILS
RU2605979C2 (en) * 2015-03-05 2017-01-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" Embedded injector

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU358469A1 (en) * Б. П. Воропаев, Г. М. Крастошевский , В. В. Тулузаков
US3949561A (en) * 1974-06-27 1976-04-13 Chapman Roger S Soil grouting apparatus
SU1231139A1 (en) * 1984-07-12 1986-05-15 Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.М.А.Суслова Injector for consolidation soil
RU63409U1 (en) * 2007-02-09 2007-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Строймехсервис Метростроя" (ООО "Строймехсервис Метростроя") DEVICE FOR FORMING GROUND-CEMENT BODIES
RU85495U1 (en) * 2008-12-29 2009-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") INJECTOR DESIGN FOR INJECTION PILES
RU2605979C2 (en) * 2015-03-05 2017-01-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" Embedded injector
RU165656U1 (en) * 2016-04-04 2016-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) INJECTOR FOR FIXING SOILS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2390623C2 (en) Single-trip downhole device equipped with means of minimising sand ingress
CN106193030B (en) A kind of prestressing force grouted anchor bar and construction method with hangnail head
CN112031655B (en) Drilling tool combining water jet reaming and local grouting and hole fixing process method
US20180252069A1 (en) A Plugging Tool, and Method of Plugging a Well
EP3042035B1 (en) Method for isolation of a permeable zone in a subterranean well
WO2008086693A1 (en) Piling machine with high-pressure jet spiral bit and its piling method
CN105239957A (en) Expanded tube leaking stoppage device capable of being assembled and released
KR101868086B1 (en) drive rod apparatus for a drilling and grouting
CN113047294B (en) Duplex-pipe type multifunctional grouting device and construction method thereof
US6120214A (en) Process for constructing reinforced subterranean columns
CN104763348A (en) Embedded bionic nozzle type drilling and expanding integral drilling tool and drilling and hole expandin method thereof
RU2753303C1 (en) Drilling injector for cementation of rock soil and method for cementation of rock soil using this injector
RU2682391C1 (en) Formation in the well interval by interval multi-stage hydraulic fracturing performance method and a device for its implementation
KR102076246B1 (en) Anchor hole boring method to emit the crushed slime and the injected water by forming the negative pressure on the slope of the cone-shaped bit
CN107630670A (en) Automatic shut-in well integrated window-opening side-drilling tool
CN105507939B (en) A kind of slip casting displaced type drilling solidification sealing and method of the gas without pipe extraction
CN204476294U (en) The brill of the bionical nozzle of a kind of build-in expands integral type drilling tool
US10190391B2 (en) Valve, system and method for completion, stimulation and subsequent re-stimulation of wells for hydrocarbon production
JP5216477B2 (en) Ground injection method
CN205713982U (en) A kind of pile foundation construction drilling equipment being applicable to karst area
CN203891767U (en) Intro-hole expanding drilling tool allowing convenient running casting
KR101024257B1 (en) The earth anchor operate method which reinforces a soft ground and the device
CN105545215B (en) A kind of drill bit of broken formation probing
CN115387793B (en) Coal mine area large-diameter through roadway Kong Zhongkong well cementation method
CN116065580B (en) High-bearing-capacity multi-bag expansion anchor rod drilling and expanding structure and integrated construction method thereof