一种高压压水用大流量推拉开关的制作方法

1.本实用新型适用于水电、水利、交通、矿山等工程地质现场原位测量技术领域，具体涉及一种高压压水用大流量推拉开关。


背景技术：

2.高压压水试验是在钻孔内采用高压管路通过止水装置打压使橡胶栓塞膨胀，其中，止水装置一般是一对橡胶栓塞，隔离需要进行高压压水测试的钻孔岩体，然后向隔离的测试岩体内注入高压水流，测量实时压力和流量，便可计算得到测试岩体的透水率和渗透系数。
3.试验时，一般采用钻杆连接试验设备，用钻杆将高压水流输送到试验段处设备上，并在钻杆和设备之间安装推拉开关，可以将高压水流先给橡胶栓塞加压，使之膨胀固定，之后在地面继续下放钻杆，推动推拉开关，使钻杆通过推拉开关与试验段连通，进行高压压水试验。
4.推拉开关最开始是进行水压致裂法地应力测量试验的专用设备，将传统的推拉开关用于高压压水试验时，存在较多的局限性，具体包括：(1)水压致裂法地应力测量测段长度相对高压压水试验短很多，一般为0.5m～1.0m，而高压压水测段长度在3.0～5.0m之间；(2)水压致裂法地应力测量试验一般要求是大压力、小流量，便于精确测量岩体的破裂、重张、闭合等典型压力值，而高压压水试验特点是小压力、大流量；尤其是在相对破碎岩体，透水率大的岩体时，要求设备能通过大流量水流；因此，当前推拉开关在透水率高的测段开展高压压水试验时，出现设备过水能力不足，试验压力、流量失真等情况，导致试验数据有较大误差。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种高压压水用大流量推拉开关，可有效解决上述问题。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.本实用新型提供一种高压压水用大流量推拉开关，包括：推拉管(100)、上限位套管(200)、分流主筒(300)、活塞内芯(400)、试验段钢管(500)、橡胶栓塞(600)和栓塞限制套环(700)；
8.所述分流主筒(300)的两侧沿轴向各开设试验段加压过水通道(320)和橡胶栓塞加压过水通道(330)；
9.所述分流主筒(300)的上部固定安装所述上限位套管(200)；所述上限位套管(200)的中心开设轴向的推拉管过水孔(110)；所述上限位套管(200) 的底部固定安装所述活塞内芯(400)；其中，所述活塞内芯(400)的中心沿轴向开设与所述推拉管过水孔(110)连通的活塞内芯过水孔(410)，所述活塞内芯(400)的下部开设多个活塞内芯径向出水口(420)，并且，所述活塞内芯径向出水口(420)与所述活塞内芯过水孔(410)连通；当所述活
塞内芯(400) 在所述上限位套管(200)的带动下，运动到下工位时，所述活塞内芯径向出水口(420)与所述试验段加压过水通道(320)连通；当所述活塞内芯(400)运动到上工位时，所述活塞内芯径向出水口(420)与所述橡胶栓塞加压过水通道 (330)连通；
10.所述分流主筒(300)的下部内侧固定安装所述试验段钢管(500)，所述试验段钢管(500)的中心沿轴向开设试验段钢管过水孔(510)，所述试验段钢管过水孔(510)与所述试验段加压过水通道(320)连通；所述分流主筒(300) 的下部外侧固定安装所述橡胶栓塞(600)，所述橡胶栓塞(600)套于所述试验段钢管(500)的外部，与所述试验段钢管(500)之间的间隙形成橡胶栓塞过水孔(610)，所述橡胶栓塞过水孔(610)与所述橡胶栓塞加压过水通道(330) 连通；所述橡胶栓塞(600)的外面设置所述栓塞限制套环(700)。
11.优选的，所述上限位套管(200)的下部设置上限位套管下端连接螺纹(210)，通过所述上限位套管下端连接螺纹(210)，与所述分流主筒(300)连接固定。
12.优选的，所述推拉管(100)的下端内侧设置推拉管下端连接螺纹(120)，通过所述推拉管下端连接螺纹(120)，与所述活塞内芯(400)连接固定。
13.优选的，所述推拉管(100)的下端外侧设置推拉管环形限位承台(130)，所述推拉管环形限位承台(130)在所述上限位套管(200)的内腔中上下滑动。
14.优选的，所述分流主筒(300)的筒内腔开设密封圈槽(310)，所述密封圈槽(310)内安装密封圈(311)，所述密封圈(311)内通过所述活塞内芯(400)，实现所述分流主筒(300)和所述活塞内芯(400)之间的密封连接。
15.优选的于，所述试验段加压过水通道(320)的设置数量为五个。
16.优选的，所述分流主筒(300)的下部内侧设置下端试验段钢管连接螺纹 (350)，通过所述下端试验段钢管连接螺纹(350)，实现与所述试验段钢管(500) 的连接；
17.所述分流主筒(300)的下部外侧设置下端栓塞连接螺纹(360)，通过所述下端栓塞连接螺纹(360)，实现与所述橡胶栓塞(600)的连接。
18.优选的，所述分流主筒(300)的下部开设过水孔(340)；所述过水孔(340) 的一端与所述试验段加压过水通道(320)连通；所述过水孔(340)的另一端与所述试验段钢管过水孔(510)连通。
19.优选的，所述推拉管过水孔(110)的直径为20mm；所述活塞内芯过水孔 (410)的直径为18mm；所述活塞内芯径向出水口(420)的直径为6mm；所述试验段加压过水通道(320)的直径为6mm；所述橡胶栓塞加压过水通道(330) 的直径为6mm；所述试验段钢管过水孔(510)的直径为18mm。
20.本实用新型提供的高压压水用大流量推拉开关具有以下优点：
21.1、推拉开关装置的各过水组件口径设置成大口径，满足通过大流量水流的试验需求；2、巧妙的在分流主筒中设置了一条给橡胶栓塞加压的过水通道和5-7 条给试验段加压的过水通道，在不增加装置外径的情况下实现了高压压水试验的大流量过水需求。
附图说明
22.图1为本实用新型提供的推拉开关在试验段加压过水状态时的剖面图；
23.图2为图1中沿a-a’截面的剖面放大图；
24.图3为本实用新型提供的推拉开关在橡胶栓塞加压过水状态时的剖面图；
25.图4为图3中沿b-b’截面的剖面放大图；
26.其中：
27.100-推拉管；110-推拉管过水孔；120-推拉管下端连接螺纹；130-推拉管环形限位承台；
28.200-上限位套管；210-上限位套管下端连接螺纹；
29.300-分流主筒；310-密封圈槽；311-密封圈；320-试验段加压过水通道；330
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橡胶栓塞加压过水通道；320-1～320-5，分别为第1试验段加压过水通道，第2试验段加压过水通道，第3试验段加压过水通道，第4试验段加压过水通道，第5试验段加压过水通道；340-过水孔；350-下端试验段钢管连接螺纹；360-下端栓塞连接螺纹；
30.400-活塞内芯；410-活塞内芯过水孔；420-活塞内芯径向出水口；
31.500-试验段钢管；510-试验段钢管过水孔；
32.600-橡胶栓塞；610-橡胶栓塞过水孔；
33.700-栓塞限制套环。
具体实施方式
34.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“外部”、“上端”、“下端”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“布设”、“安装”、“设有”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.本实用新型提供一种高压压水用大流量推拉开关，主要包括推拉管、上限位套管、分流主筒、活塞内芯、试验段钢管、橡胶栓塞、栓塞限制套环。本实用新型适用于水电、水利、交通、矿山等工程地质原位测量技术领域，尤其是工程地质勘察现场岩体钻孔高压压水试验。
38.本实用新型提供一种高压压水用大流量推拉开关，该装置加大了各个组件过水孔的口径，并增加了试验段加压的过水通道，以增加装置整体的过水量，满足高压压水大流量过水需求。
39.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步描述。
40.参考图1-图4，本实用新型提供一种高压压水用大流量推拉开关，包括：推拉管100、上限位套管200、分流主筒300、活塞内芯400、试验段钢管500、橡胶栓塞600和栓塞限制套环700；
41.分流主筒300的两侧沿轴向各开设试验段加压过水通道320和橡胶栓塞加压过水
通道330；
42.分流主筒300的上部固定安装上限位套管200；上限位套管200的中心开设轴向的推拉管过水孔110；上限位套管200的底部固定安装活塞内芯400；其中，活塞内芯400的中心沿轴向开设与推拉管过水孔110连通的活塞内芯过水孔410，活塞内芯400的下部开设多个活塞内芯径向出水口420，并且，活塞内芯径向出水口420与活塞内芯过水孔410连通；当活塞内芯400在上限位套管200的带动下，运动到下工位时，活塞内芯径向出水口420与试验段加压过水通道320连通；当活塞内芯400运动到上工位时，活塞内芯径向出水口420与橡胶栓塞加压过水通道330连通；
43.分流主筒300的下部内侧固定安装试验段钢管500，试验段钢管500的中心沿轴向开设试验段钢管过水孔510，试验段钢管过水孔510与试验段加压过水通道 320连通；分流主筒300的下部外侧固定安装橡胶栓塞600，橡胶栓塞600套于试验段钢管500的外部，与试验段钢管500之间的间隙形成橡胶栓塞过水孔610，橡胶栓塞过水孔610与橡胶栓塞加压过水通道330连通；橡胶栓塞600的外面设置栓塞限制套环700。
44.作为一种具体实现方式，各部分通过以下方式连接：
45.上限位套管200的下部设置上限位套管下端连接螺纹210，通过上限位套管下端连接螺纹210，与分流主筒300连接固定。
46.推拉管100的下端内侧设置推拉管下端连接螺纹120，通过推拉管下端连接螺纹120，与活塞内芯400连接固定。
47.推拉管100的下端外侧设置推拉管环形限位承台130，推拉管环形限位承台 130在上限位套管200的内腔中上下滑动。
48.分流主筒300的筒内腔开设密封圈槽310，密封圈槽310内安装密封圈311，密封圈311内通过活塞内芯400，实现分流主筒300和活塞内芯400之间的密封连接。
49.试验段加压过水通道320的设置数量为五个。
50.分流主筒300的下部内侧设置下端试验段钢管连接螺纹350，通过下端试验段钢管连接螺纹350，实现与试验段钢管500的连接；
51.分流主筒300的下部外侧设置下端栓塞连接螺纹360，通过下端栓塞连接螺纹360，实现与橡胶栓塞600的连接。
52.分流主筒300的下部开设过水孔340；过水孔340的一端与试验段加压过水通道320连通；过水孔340的另一端与试验段钢管过水孔510连通。
53.本实施例中，推拉开关装置的各过水组件口径设置成大口径，满足通过大流量水流的试验需求，具体参数可以为：
54.推拉管过水孔110的直径为20mm，可通过大流量水流。
55.活塞内芯过水孔410的直径为18mm；活塞内芯径向出水口420的直径为 6mm，具体设置数量可以为8个，可以通过大流量水流。
56.分流主筒300设有两种过水通道，其中一种为试验段加压过水通道320，其直径为6mm，设置有5-7条，可以通过大流量水流；橡胶栓塞加压过水通道330 的直径为6mm，设置有一条。
57.试验段钢管过水孔510的直径为18mm，可以通过大流量水流。
58.本实用新型提供一种高压压水用大流量推拉开关，其工作原理为：
59.推拉管100可以在上限位套管200内上下移动，带动活塞内芯400在分流主筒 300内上下移动，此时活塞内芯400的活塞内芯径向出水口420可分别与橡胶栓塞加压过水通道330、试验段加压过水通道320连通，并通过“o”型密封圈，即：密封圈311进行高压密封，且使两个通道相互隔离，且能通过高压水流。
60.具体的：
61.当推拉开关处于提拉状态，推拉管100位于上工位，此时为图3和图4状态，活塞内芯400的活塞内芯径向出水口420与分流主筒300的橡胶栓塞加压过水通道330连通，向设备管路内注入高压水流，橡胶栓塞600膨胀，固定在钻孔内；此时水流流动路径为：推拉管过水孔110-活塞内芯过水孔410-活塞内芯径向出水口420-橡胶栓塞加压过水通道330-橡胶栓塞过水孔610。
62.之后，推动推拉开关，使推拉管100处于下工位，此时为图1和图2状态，活塞内芯400的活塞内芯径向出水口420与分流主筒300的试验段加压过水通道320连通，可以通过5-7条试验段加压过水通道向试验段钻孔岩体注入高压水流，开展试验。此时水流流动路径为：推拉管过水孔110-活塞内芯过水孔410
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活塞内芯径向出水口420-试验段加压过水通道320-过水孔340-试验段钢管过水孔510。
63.本实用新型的有益效果是：
64.1、推拉开关装置的各过水组件口径设置成大口径，满足通过大流量水流的试验需求；
65.2、巧妙的在分流主筒中设置了一条给橡胶栓塞加压的过水通道和5-7条给试验段加压的过水通道，在不增加装置外径的情况下实现了高压压水试验的大流量过水需求。
66.以上所述仅为本实用新型的一种较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
67.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合。