本发明提供一种注水泥塞投球装置，包括用于连通钻杆内部通道的投球管，连通投球管且用于泵入不同液体的第一管路组件、第二管路组件和第三管路组件；还包括活动插设于投球管上的第一挡板组件和第二挡板组件，分别放置于第一挡板组件和第二挡板组件上方的第一刮管塞和第二刮管塞，第一刮管塞和第二刮管塞的外壁紧密抵接于投球管的内壁上且可在投球管内滑动。本发明还提供一种应用注水泥塞投球装置的注水泥塞工艺。本发明克服现有平衡法注水泥塞工艺中水泥塞容易污染、水泥塞柱质量差，容易出现水泥塞面下沉和“探不实”现象的问题，能够防止水泥浆被污染，提高水泥塞质量，保证作业的安全，提高平衡法注水泥塞作业的时效。