專利名稱:凍結(jié)器及立井凍結(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種凍結(jié)器及立井凍結(jié)系統(tǒng)，凍結(jié)器包括：凍結(jié)管、第一供液管和底錐；其中，所述凍結(jié)管由上部?jī)鼋Y(jié)管和下部?jī)鼋Y(jié)管組成，所述上部?jī)鼋Y(jié)管和所述下部?jī)鼋Y(jié)管之間通過變徑臺(tái)階連通，且所述上部?jī)鼋Y(jié)管的管徑大于所述下部?jī)鼋Y(jié)管的管徑；所述底錐與所述下部?jī)鼋Y(jié)管的底部連接；所述第一供液管由所述上部?jī)鼋Y(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述下部?jī)鼋Y(jié)管底部。本實(shí)用新型通過改變凍結(jié)管管徑設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段控制，在整個(gè)凍結(jié)段施工過程中，凍結(jié)壁強(qiáng)度和厚度、井幫溫度與開挖速度協(xié)調(diào)，不弱凍也不過凍，提高了井筒掘砌施工的安全性，節(jié)約用電損耗及管材的消耗，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
【專利說明】?jī)鼋Y(jié)器及立井凍結(jié)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及立井凍結(jié)技術(shù)，尤其涉及一種凍結(jié)器及立井凍結(jié)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]凍結(jié)技術(shù)已廣泛應(yīng)用到立井和隧道等地下工程中，凍結(jié)技術(shù)就是對(duì)未知和復(fù)雜的表土層進(jìn)行預(yù)先凍結(jié)處理。立井工程中表土段采用凍結(jié)技術(shù)施工通過。近20年來，用凍結(jié)法施工的立井達(dá)到幾百個(gè)，凍結(jié)深度在不斷增大，例如新集口孜東煤礦凍結(jié)深度達(dá)到737米，一度成為最深的凍結(jié)井。隨著凍結(jié)深度的不斷增大，凍結(jié)施工中很難做到精細(xì)控制，準(zhǔn)備把握，在通常情況下是超凍或者過凍，浪費(fèi)了大量的電力和材料消耗，同時(shí)也給井筒安全掘砌帶來很多不確定的安全隱患，造成凍結(jié)立井施工時(shí)常發(fā)生斷管、透水等嚴(yán)重工程事故，慘痛的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)記憶深刻。
[0003]比如，當(dāng)凍結(jié)深度超過400米，各圈凍結(jié)孔的設(shè)計(jì)難度較大，現(xiàn)有技術(shù)是全凍結(jié)段上下同時(shí)送冷或停凍，這樣容易造成井幫溫度上下不均勻的情況，從而給井筒掘砌施工帶來巨大的困難和安全隱患，造成成本浪費(fèi)和工期延誤。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供一種凍結(jié)器及立井凍結(jié)系統(tǒng)，專門為解決深井凍結(jié)，溫度場(chǎng)控制問題而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)凍結(jié)壁進(jìn)行分段和/或分期控制，有效解決以往凍結(jié)方式容易造成井幫溫度上下不均勻，從而給井筒掘砌施工帶來巨大的困難和安全隱患，造成成本浪費(fèi)和工期延誤的問題。
[0005]第一方面，本實(shí)用新型提供的凍結(jié)器包括:凍結(jié)管、第一供液管和底錐；其中，所述凍結(jié)管由上部?jī)鼋Y(jié)管和下部?jī)鼋Y(jié)管組成，所述上部?jī)鼋Y(jié)管和所述下部?jī)鼋Y(jié)管之間通過變徑臺(tái)階連通，且所述上部?jī)鼋Y(jié)管的管徑大于所述下部?jī)鼋Y(jié)管的管徑；所述底錐與所述下部?jī)鼋Y(jié)管的底部連接；所述第一供液管由所述上部?jī)鼋Y(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述下部?jī)鼋Y(jié)管底部。本實(shí)施例提供的凍結(jié)器通過改變凍結(jié)管管徑設(shè)計(jì)，由于粗凍結(jié)管的熱交換能力比細(xì)凍結(jié)管的要強(qiáng)，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段控制，在整個(gè)凍結(jié)段施工過程中，凍結(jié)壁強(qiáng)度和厚度、井幫溫度與開挖速度協(xié)調(diào)，不弱凍也不過凍，提高了井筒掘砌施工的安全性，節(jié)約用電損耗及管材的消耗，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
[0006]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述凍結(jié)器還包括第二供液管，所述第二供液管從所述上部?jī)鼋Y(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述變徑臺(tái)階處。
[0007]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述第二供液管的管徑大于所述第一供液管的管徑。
[0008]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述上部?jī)鼋Y(jié)管的側(cè)壁上還設(shè)有回液管。
[0009]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述上部?jī)鼋Y(jié)管、上述下部?jī)鼋Y(jié)管和上述底錐同軸心設(shè)置。
[0010]第二方面，本實(shí)用新型提供的凍結(jié)器包括:凍結(jié)管、第一供液管和底錐；其中，所述底錐與所述凍結(jié)管的底部連接；所述第一供液管由所述凍結(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述凍結(jié)管的底部；還包括:第二供液管；所述第二供液管由所述凍結(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述凍結(jié)管的中間位置。本實(shí)施例提供的凍結(jié)器通過長(zhǎng)短雙循環(huán)供液管設(shè)計(jì)，由于兩路供液管可以分開送冷，分開控制，例如，在對(duì)其中一路供液管送冷時(shí)，另一路供液管可以隨時(shí)關(guān)停，或者對(duì)兩路供液管輸送不同溫度的鹽水，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段和分期控制，在整個(gè)凍結(jié)段施工過程中，凍結(jié)壁強(qiáng)度和厚度、井幫溫度與開挖速度協(xié)調(diào)，不弱凍也不過凍，提高了井筒掘砌施工的安全性，節(jié)約用電損耗及管材的消耗，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
[0011]在本實(shí)用新型的再一實(shí)施例中，上述第二供液管的管徑大于所述第一供液管的管徑。
[0012]在本實(shí)用新型的再一實(shí)施例中，上述凍結(jié)管的側(cè)壁上還設(shè)有回液管。
[0013]第三方面，本實(shí)用新型還提供一種立井凍結(jié)系統(tǒng)，該立井凍結(jié)系統(tǒng)包括:凍結(jié)站機(jī)組和至少一個(gè)上述第一方面提供的凍結(jié)器，以及至少一個(gè)上述第二方面提供的凍結(jié)器；其中，所述凍結(jié)站機(jī)組包括去路集液圈和回路集液圈，所述去路集液圈與所述凍結(jié)器的供液管連接，所述回路集液圈與所述凍結(jié)器的回液管連接。由于上述凍結(jié)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段和/或分期控制，故各段井筒凍結(jié)需冷量是分期需求的，可以減少機(jī)組的最大需求量，機(jī)組也就相應(yīng)減少了。同時(shí)，由于分段控制，做到了各段凍結(jié)壁不弱凍也不過凍，因此可以降低了能耗，節(jié)約了用電和機(jī)組運(yùn)行成本。

【附圖說明】

[0014]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的凍結(jié)器剖面示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型又一實(shí)施例提供的凍結(jié)器剖面示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型再一實(shí)施例提供的凍結(jié)器剖面示意圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的凍結(jié)器在凍結(jié)施工中布置示意圖；
[0018]圖5為圖4的剖面示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明:
[0020]10,20,30:凍結(jié)器；
[0021]11、21、31:凍結(jié)管；
[0022]11a,21a:上部?jī)鼋Y(jié)管；
[0023]llb、21b:下部?jī)鼋Y(jié)管；
[0024]12、22、32:第一供液管；
[0025]13、23:變徑臺(tái)階；
[0026]14、24、34:底錐；
[0027]15、25、35:回液管；
[0028]26、36:第二供液管；
[0029]A:井筒；
[0030]B:內(nèi)圈孔；
[0031]C:輔助孔；
[0032]D:主洞孔；
[0033]Ra:井筒變徑位置；
[0034]Rb:內(nèi)圈孔變徑位置；
[0035]Rc:輔助孔變徑位置；
[0036]Rd:主凍孔變徑位置。

【具體實(shí)施方式】
[0037]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0038]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的凍結(jié)器剖面示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例提供的凍結(jié)器10包括凍結(jié)管11，第一供液管12和底錐14。
[0039]具體的，凍結(jié)管11由上部?jī)鼋Y(jié)管Ila和下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb組成，上部?jī)鼋Y(jié)管Ila和下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb之間通過變徑臺(tái)階13連通，且上部?jī)鼋Y(jié)管Ila的管徑大于下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb的管徑。底錐14與下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb的底部連接。第一供液管12由上部?jī)鼋Y(jié)管Ila的頂部管口伸入，并延伸至下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb的底部。
[0040]其中，上部?jī)鼋Y(jié)管Ila的管徑和下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb的管徑差值，以及所采用的材質(zhì)可以根據(jù)實(shí)際的工況需求來設(shè)置。作為一種可選的實(shí)施方式，上部?jī)鼋Y(jié)管Ila可以選用管徑為170_的無縫鋼管，下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb可以選用管徑為159_的無縫鋼管，上下部?jī)鼋Y(jié)管之間通過變徑臺(tái)階13可以采用焊接等方式連通，由于上下部?jī)鼋Y(jié)管的連接部位屬于應(yīng)力集中部位，在進(jìn)行上下部?jī)鼋Y(jié)管連接的過程中，可以采取一些加強(qiáng)處理措施，例如可以在焊接過程中在變徑臺(tái)階處焊接一箍筋。第一供液管作為冷卻液輸送管道，可以選用管徑為75_的橡膠管。
[0041]作為另一種可選的實(shí)施方式，上部?jī)鼋Y(jié)管Ila還可以選用管徑為159mm的無縫鋼管，下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb選用管徑為140mm的無縫鋼管。第一供液管選用管徑為60mm的橡膠管。
[0042]在實(shí)際應(yīng)用中，第一供液管的管徑選擇應(yīng)與凍結(jié)管的管徑設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)一致，一般保證冷媒介質(zhì)能順利循環(huán)即可。
[0043]作為一種較佳的實(shí)施方式，上部?jī)鼋Y(jié)管11a、下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb和底錐14同軸心設(shè)置，優(yōu)選的，底錐14為實(shí)心圓錐體，供液管可以沿軸心伸入上部?jī)鼋Y(jié)管Ila中，并延伸至下部?jī)鼋Y(jié)管Ilb的底部。
[0044]在實(shí)際應(yīng)用中，在上部?jī)鼋Y(jié)管Ila的側(cè)壁上還設(shè)有回液管15，可以理解，供液管12從凍結(jié)管11底部持續(xù)向凍結(jié)管內(nèi)注入低溫凍結(jié)液，凍結(jié)管內(nèi)的低溫凍結(jié)液，與凍結(jié)壁進(jìn)行熱交換后，溫度會(huì)升高，當(dāng)?shù)蜏貎鼋Y(jié)液持續(xù)注入至回液管15所在的位置時(shí)，上部的高溫媒質(zhì)可以通過上部?jī)鼋Y(jié)管Ila側(cè)壁上的回液管15輸送至凍結(jié)站機(jī)組，凍結(jié)站機(jī)組對(duì)其進(jìn)行降溫處理后再次得到低溫凍結(jié)液以供凍結(jié)施工使用，可以實(shí)現(xiàn)凍結(jié)管內(nèi)凍結(jié)液的循環(huán)利用。
[0045]本實(shí)施例提供的凍結(jié)器通過對(duì)上下部?jī)鼋Y(jié)管的變徑設(shè)置，使得鹽水在不同部位的回流速度不同，上部鹽水回流速度小，下部回流速度大，從而使得上下部去路鹽水的冷凍溫度產(chǎn)生差異，同時(shí)上下部?jī)鼋Y(jié)管對(duì)外熱交換面積不同，下面凍結(jié)管細(xì)，熱交換能力小，上部?jī)鼋Y(jié)管粗，熱交換能力強(qiáng)。因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段控制，在整個(gè)凍結(jié)段施工過程中，凍結(jié)壁強(qiáng)度和厚度、井幫溫度與開挖速度協(xié)調(diào)，不弱凍也不過凍，提高了井筒掘砌施工的安全性，節(jié)約用電損耗及管材的消耗，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
[0046]圖2為本實(shí)用新型又一實(shí)施例提供的凍結(jié)器剖面示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例提供的凍結(jié)器20在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，增加了第二供液管26。具體的，第二供液管26從上部?jī)鼋Y(jié)管21a的頂部管口伸入，并延伸至變徑臺(tái)階23處。
[0047]可以理解，本實(shí)施例提供的凍結(jié)器20的凍結(jié)管21由上部?jī)鼋Y(jié)管21a和下部?jī)鼋Y(jié)管21b組成，上部?jī)鼋Y(jié)管21a和下部?jī)鼋Y(jié)管21b之間通過變徑臺(tái)階23連通，且上部?jī)鼋Y(jié)管21a的管徑大于下部?jī)鼋Y(jié)管21b的管徑。底錐24與下部?jī)鼋Y(jié)管21b的底部連接。第一供液管22由上部?jī)鼋Y(jié)管21a的頂部管口伸入，并延伸至下部?jī)鼋Y(jié)管21b的底部。
[0048]優(yōu)選的，上部?jī)鼋Y(jié)管21a、下部?jī)鼋Y(jié)管21b和底錐24同軸心設(shè)置，優(yōu)選的，底錐24為實(shí)心圓錐體，供液管可以沿軸心伸入凍結(jié)管21中。
[0049]為了保證冷媒介質(zhì)能順利循環(huán)，一種較佳的實(shí)施方式是，第二供液管26的管徑大于第一供液管22的管徑。
[0050]作為一種可選的實(shí)施方式，上部?jī)鼋Y(jié)管21a可以選用管徑為170mm的無縫鋼管，下部?jī)鼋Y(jié)管21b可以選用管徑為159mm的無縫鋼管，上下部?jī)鼋Y(jié)管之間通過變徑臺(tái)階23以焊接的方式連通。第一供液管和第二供液管作為冷卻液輸送管道，為了滿足空間和回液要求，可選的，第一供液管22可以選用管徑為40mm的橡膠管，第二供液管26選用管徑為50mm的橡膠管。
[0051]在實(shí)際應(yīng)用中，在上部?jī)鼋Y(jié)管21a的側(cè)壁上還設(shè)有回液管25，以便凍結(jié)管內(nèi)鹽水的循環(huán)。
[0052]在實(shí)際應(yīng)用中，一方面，第一供液管22和第二供液管26可以通過管卡固定在一起同時(shí)下放入凍結(jié)管21內(nèi)，也可以分開下放，先下放第一供液管22，后下放第二供液管26。另一方面，第一供液管22和第二供液管26可以安裝在同一去回路鹽水集液圈上，也可以分開安裝在不同的去回路鹽水集液圈上，以便對(duì)鹽水溫度進(jìn)行精細(xì)控制，對(duì)兩路供液管輸送不同溫度的鹽水。
[0053]本實(shí)施例提供的凍結(jié)器20在圖1所示實(shí)施例提供的凍結(jié)器10的基礎(chǔ)上，增加了雙循環(huán)供液管設(shè)置，由于兩路供液管可以分開送冷，分開控制，因此不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段控制，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分期控制。例如，在對(duì)其中一路供液管送冷時(shí)，另一路供液管可以隨時(shí)關(guān)停，或者對(duì)兩路供液管輸送不同溫度的鹽水。本實(shí)施例提供的凍結(jié)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段和分期控制，在整個(gè)凍結(jié)段施工過程中，凍結(jié)壁強(qiáng)度和厚度、井幫溫度與開挖速度協(xié)調(diào)，不弱凍也不過凍，提高了井筒掘砌施工的安全性，節(jié)約用電損耗及管材的消耗，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
[0054]圖3為本實(shí)用新型再一實(shí)施例提供的凍結(jié)器剖面示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例提供的凍結(jié)器30包括凍結(jié)管31，第一供液管32和底錐34，還包括第二供液管36。
[0055]具體的，底錐34與凍結(jié)管31的底部連接，第一供液管32由凍結(jié)管31的頂部管口伸入，并延伸至凍結(jié)管31的底部；第二供液管36由凍結(jié)管31的頂部管口伸入，并延伸至凍結(jié)管31的中間位置。
[0056]為了保證冷媒介質(zhì)能順利循環(huán)，一種較佳的實(shí)施方式是，第二供液管36的管徑大于第一供液管32的管徑。
[0057]作為一種可選的實(shí)施方式，凍結(jié)管31可以選用管徑為170_的無縫鋼管，同時(shí)為了滿足空間和回液要求，第一供液管32可以選用管徑為40mm的橡膠管，第二供液管36可以選用管徑為50mm的橡膠管。
[0058]作為一種較佳的實(shí)施方式，凍結(jié)管31和底錐34同軸心設(shè)置，優(yōu)選的，底錐34為實(shí)心圓錐體。
[0059]在實(shí)際應(yīng)用中，一方面，第一供液管32和第二供液管36可以通過管卡固定在一起同時(shí)下放入凍結(jié)管31內(nèi)，也可以分開下放，先下放第一供液管32，后下放第二供液管36。另一方面，第一供液管32和第二供液管36可以安裝在同一去回路鹽水集液圈上，也可以分開安裝在不同的去回路鹽水集液圈上，以便對(duì)鹽水溫度進(jìn)行精細(xì)控制，對(duì)兩路供液管輸送不同溫度的鹽水。
[0060]本實(shí)施例提供的凍結(jié)器通過長(zhǎng)短雙循環(huán)供液管設(shè)置，由于兩路供液管可以分開送冷，分開控制，例如，在對(duì)其中一路供液管送冷時(shí)，另一路供液管可以隨時(shí)關(guān)停，或者對(duì)兩路供液管輸送不同溫度的鹽水，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段和分期控制，在整個(gè)凍結(jié)段施工過程中，凍結(jié)壁強(qiáng)度和厚度、井幫溫度與開挖速度協(xié)調(diào)，不弱凍也不過凍，提高了井筒掘砌施工的安全性，節(jié)約用電損耗及管材的消耗，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
[0061]為讓上述凍結(jié)器的特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉凍結(jié)施工實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明。顯然，所描述的實(shí)施例是示意性的，而非限定性的。
[0062]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的凍結(jié)器在凍結(jié)施工中布置示意圖，圖5為圖4的剖面示意圖?？梢岳斫?，圖4和圖5僅用來進(jìn)行示意性的描述說明。在實(shí)際立井凍結(jié)施工中，凍結(jié)孔設(shè)計(jì)、凍結(jié)管變徑位置設(shè)置、長(zhǎng)短供液管差異凍結(jié)位置設(shè)置等，均應(yīng)根據(jù)井筒地質(zhì)狀況等因素在方案制定中反復(fù)推算和預(yù)測(cè)，保證整個(gè)凍結(jié)段的施工安全、連續(xù)施工要求和最大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。一般情況下根據(jù)凍結(jié)器所起的作用不同，設(shè)計(jì)內(nèi)容也有所差別。
[0063]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D4和圖5，立井凍結(jié)施工中根據(jù)井筒A開挖深度的不同會(huì)涉及到三種類別的凍結(jié)孔，由內(nèi)向外依次有內(nèi)圈孔B、輔助孔C和主洞孔D，不同的凍結(jié)孔拉手圍成相應(yīng)的凍結(jié)圈。井筒A隨著開挖深度的不斷增加，井筒也會(huì)變徑，如圖5中義所示的位置就是井筒變徑位置。
[0064]主凍孔D是凍結(jié)壁厚度和強(qiáng)度的主要貢獻(xiàn)者，在凍結(jié)段上部(一般深度在40m以內(nèi))和基巖段起到封水作用，最早拉手形成封閉凍結(jié)帷幕，故主凍孔的設(shè)計(jì)一般表土段不做變徑設(shè)計(jì)，以保證凍結(jié)壁具有足夠的強(qiáng)度和厚度，基巖段可以考慮雙循環(huán)供液管差異凍結(jié)，隨著立井開外深度的不斷增加選擇合適的位置做變徑設(shè)計(jì)，如圖5中Rd所示位置就是主凍孔D的變徑位置。
[0065]輔助孔C是凍結(jié)壁厚度和強(qiáng)度的有力補(bǔ)充和加強(qiáng)，尤其是在關(guān)鍵層位，凍結(jié)壁厚度必須保證有足夠強(qiáng)度和厚度，故輔助孔的設(shè)計(jì)可以在具體施工中根據(jù)預(yù)先探測(cè)的井壁地質(zhì)狀況來設(shè)計(jì)，并根據(jù)關(guān)鍵層位位置等來設(shè)計(jì)差異凍結(jié)的位置，如圖5中R。所示位置就是輔助孔C的變徑位置。
[0066]內(nèi)圈孔B是對(duì)凍結(jié)壁厚度的進(jìn)一步補(bǔ)充，降低凍結(jié)壁的平均溫度，同時(shí)降低井幫溫度，防止片幫及井幫產(chǎn)生較大位移等不安全因素的發(fā)生，是為掘砌工作的快速安全進(jìn)行提供必要保障，故內(nèi)圈孔的差異凍結(jié)設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮井幫溫度要求，內(nèi)圈孔設(shè)計(jì)要即能保證井幫溫度合適、不片幫、井幫位移小，又能不讓凍土過多的進(jìn)入到井心，不使井心凍實(shí)，實(shí)現(xiàn)不過凍也不弱凍的“挖糖心”式凍結(jié)效果。如圖5中Rb所示位置就是內(nèi)圈孔B的變徑位置。
[0067]可以理解，在具體施工中，上述各類凍結(jié)孔均可以根據(jù)實(shí)際需要選擇采用變徑設(shè)計(jì)的凍結(jié)器，或采用雙循環(huán)供液管設(shè)計(jì)的凍結(jié)器，或采用變徑和雙循環(huán)供液管設(shè)計(jì)的凍結(jié)器。
[0068]基于上述實(shí)施例提供的凍結(jié)器，本實(shí)用新型還提供一種立井凍結(jié)系統(tǒng)，包括凍結(jié)站機(jī)組和至少一個(gè)圖1或圖2所示實(shí)施例提供的凍結(jié)器，以及至少一個(gè)圖3所示實(shí)施例提供的凍結(jié)器。
[0069]具體的，凍結(jié)站機(jī)組包括去路集液圈、冷凍液循環(huán)器以及回路集液圈，去路集液圈與凍結(jié)器的供液管連接，回路集液圈與凍結(jié)器的回液管連接，冷凍液循環(huán)器分別與去路集液圈和回路集液圈連接，用于將回路的高溫鹽水處理為低溫的冷凍液，并通過連接在去路集液圈上的凍結(jié)器的供液管輸送至凍結(jié)管中。
[0070]本實(shí)用新型提供的立井凍結(jié)系統(tǒng)，由于該立井凍結(jié)系統(tǒng)所采用的凍結(jié)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凍結(jié)壁的分段和/或分期控制，故各段井筒凍結(jié)需冷量是分期需求的，可以減少機(jī)組的最大需求量，機(jī)組也就相應(yīng)減少了。同時(shí)，由于分段控制，做到了各段凍結(jié)壁不弱凍也不過凍，因此可以降低了能耗，節(jié)約了用電和機(jī)組運(yùn)行成本。
[0071]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種凍結(jié)器，其特征在于，包括:凍結(jié)管、第一供液管和底錐；其中， 所述凍結(jié)管由上部?jī)鼋Y(jié)管和下部?jī)鼋Y(jié)管組成，所述上部?jī)鼋Y(jié)管和所述下部?jī)鼋Y(jié)管之間通過變徑臺(tái)階連通，且所述上部?jī)鼋Y(jié)管的管徑大于所述下部?jī)鼋Y(jié)管的管徑；所述底錐與所述下部?jī)鼋Y(jié)管的底部連接； 所述第一供液管由所述上部?jī)鼋Y(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述下部?jī)鼋Y(jié)管的底部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)器，其特征在于，還包括: 第二供液管，所述第二供液管從所述上部?jī)鼋Y(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述變徑臺(tái)階處。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凍結(jié)器，其特征在于，所述第二供液管的管徑大于所述第一供液管的管徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的凍結(jié)器，其特征在于，所述上部?jī)鼋Y(jié)管的側(cè)壁上還設(shè)有回液管。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凍結(jié)器，其特征在于，所述上部?jī)鼋Y(jié)管、所述下部?jī)鼋Y(jié)管和所述底錐同軸心設(shè)置。6.一種凍結(jié)器，其特征在于，包括:凍結(jié)管、第一供液管和底錐；其中，所述底錐與所述凍結(jié)管的底部連接；所述第一供液管由所述凍結(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述凍結(jié)管的底部； 還包括:第二供液管； 所述第二供液管由所述凍結(jié)管的頂部管口伸入，并延伸至所述凍結(jié)管的中間位置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凍結(jié)器，其特征在于，所述第二供液管的管徑大于所述第一供液管的管徑。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的凍結(jié)器，其特征在于，所述凍結(jié)管的側(cè)壁上還設(shè)有回液管。9.一種立井凍結(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括:凍結(jié)站機(jī)組和至少一個(gè)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的凍結(jié)器，以及至少一個(gè)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的凍結(jié)器；其中，所述凍結(jié)站機(jī)組包括去路集液圈和回路集液圈，所述去路集液圈與所述凍結(jié)器的供液管連接，所述回路集液圈與所述凍結(jié)器的回液管連接。
【文檔編號(hào)】E21D1-14GK204283431SQ201420745675
【發(fā)明者】張海驕, 湯江明, 王成博, 劉冠學(xué), 余國(guó)鋒 [申請(qǐng)人]淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司