鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程中鉆孔施工領(lǐng)域，具體講是一種鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆桿成孔時，需要大量的泥漿，泥漿主要起到護(hù)壁、冷卻鉆頭、帶走鉆渣和軟化土體的作用。泥漿可以預(yù)先制備并存放在造漿池內(nèi)，鉆桿鉆進(jìn)時栗送泥漿到鉆孔中，當(dāng)然，如果是在粘性土層鉆進(jìn)時，也可以直接注水生成泥漿，減少預(yù)制泥漿的量，以節(jié)省成本。
[0003]當(dāng)然，要利用泥漿的黏性帶走鉆渣，就需要采用泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)使得泥漿循環(huán)起來。現(xiàn)有技術(shù)的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)包括中空的鉆桿、出漿管、帶濾網(wǎng)的泥漿箱、以及除砂器。鉆桿底端為入漿口而上端為出漿口，鉆桿上固定有與鉆桿的內(nèi)腔連通的進(jìn)氣管，進(jìn)氣管向鉆桿內(nèi)腔吹氣形成氣泡，使得鉆桿內(nèi)腔與充滿泥漿的鉆孔產(chǎn)生壓差，導(dǎo)致鉆孔內(nèi)的泥漿經(jīng)入漿口進(jìn)入鉆桿內(nèi)腔并從出漿口排出，為泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)提供動力。鉆桿的出漿口與出漿管入口連通，出漿管出口位于泥漿箱的濾網(wǎng)的上方，泥漿經(jīng)濾網(wǎng)過濾掉較大顆粒后流入泥漿箱，泥漿箱的出口經(jīng)輸漿管與除砂器連接。
[0004]除砂器包括旋流器、電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、篩網(wǎng)和機(jī)架，旋流器上部為一個中空的圓筒體，下部為與圓筒體連通的倒錐體，圓筒體和倒錐體閉合成工作筒體，旋流器的入口與圓筒體成切線方向且旋流器入口與輸漿管出口連通，旋流器頂部設(shè)有溢漿口，溢漿口經(jīng)第一回漿管與鉆孔連通，倒錐體底端為出砂口，電動機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)控制篩網(wǎng)往復(fù)振動，出砂口位于篩網(wǎng)上方，篩網(wǎng)下方設(shè)有與鉆孔連通的第二回漿管。
[0005]上述泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)的工作原理為:鉆孔中的泥漿經(jīng)鉆桿向上進(jìn)入出漿管，再經(jīng)過濾網(wǎng)第一次過濾，將大顆粒鉆渣過濾掉，然后經(jīng)泥漿箱進(jìn)入輸漿管，再經(jīng)輸漿管沿著切向進(jìn)入旋流器的工作筒體，進(jìn)入工作筒體的泥漿在離心力作用下實(shí)現(xiàn)分級，即較大顆粒的鉆渣被拋向工作筒體的筒壁并旋轉(zhuǎn)向下從出砂口排出，與一部分的泥漿經(jīng)過篩網(wǎng)過濾后進(jìn)入第二回漿管，最終返回鉆孔，而鉆渣少的一部分較純的泥漿隨二次上旋渦流從頂部的溢漿口排出，經(jīng)第一回漿管返回到鉆孔中。
[0006]上述現(xiàn)有技術(shù)的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)存在以下弊端:一、該循環(huán)凈化系統(tǒng)工作時，除砂器的電動機(jī)不停工作驅(qū)動篩網(wǎng)擺動，其能耗比較大;二、也是更關(guān)鍵的一點(diǎn)是，該系統(tǒng)凈化除渣效率低，從出砂口排出的泥漿即便是經(jīng)過了篩網(wǎng)的再次篩選，仍然存在相當(dāng)一部分的小鉆渣無法除盡，該部分鉆渣又重新循環(huán)回了鉆孔，所以，鉆孔過程中，往往需要將泥漿循環(huán)多次才能達(dá)到清孔的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種能降低能耗、提高清孔除渣效率的鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，提供一種鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，它包括中空的鉆桿、出漿管和帶濾網(wǎng)的泥漿箱;鉆桿底端為入漿口而上端為出漿口，鉆桿上固定有與鉆桿的內(nèi)腔連通的進(jìn)氣管，鉆桿的出漿口與出漿管入口連通，出漿管出口位于泥漿箱的濾網(wǎng)的上方;該系統(tǒng)還包括沉淀箱和旋流器；
[0009]旋流器由上部的中空圓筒體、下部的中空倒錐體和底部的倒錐漏斗構(gòu)成，相互連通的圓筒體和倒錐體構(gòu)成工作筒體，旋流器入口與工作筒體成切線方向，旋流器頂部設(shè)有溢漿口，工作筒體底部為出砂口，出砂口周邊固定有上法蘭盤，倒錐漏斗頂端固定有下法蘭盤，上法蘭盤和下法蘭盤螺接，上法蘭盤和下法蘭盤的中心孔的孔壁均為錐面，上法蘭盤的中心孔孔壁、下法蘭盤的中心孔孔壁、倒錐體的內(nèi)錐面、倒錐漏斗的內(nèi)錐面均位于同一個錐面上；
[0010]泥漿箱的出口經(jīng)第一輸漿管與沉淀箱的入口連通，沉淀箱的第一出口經(jīng)第二輸漿管與旋流器入口連通，旋流器的溢漿口經(jīng)第一回漿管與鉆孔連通，旋流器的倒錐漏斗底端固定一根出砂管，出砂管上設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥。
[0011]利用本實(shí)用新型的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)的方法，其步驟包括:
[0012]a、鉆桿下鉆時，向鉆孔栗送泥漿；
[0013]b、經(jīng)進(jìn)氣管對鉆桿內(nèi)腔吹氣形成氣泡，使得鉆桿內(nèi)腔與充滿泥漿的鉆孔產(chǎn)生壓差，導(dǎo)致鉆孔內(nèi)泥漿經(jīng)鉆桿的入漿口和出漿口進(jìn)入出漿管；
[0014]C、泥漿從出漿管排出，經(jīng)濾網(wǎng)過濾掉大顆粒鉆渣，并流入泥漿箱內(nèi)，再經(jīng)第一輸漿管進(jìn)入沉淀箱，沉淀掉較大顆粒，然后經(jīng)第二輸漿管進(jìn)入旋流器；
[0015]d、旋流器內(nèi)的泥漿在離心力作用下實(shí)現(xiàn)分級，大部分鉆渣被拋向工作筒體的筒壁并旋轉(zhuǎn)向下經(jīng)出砂口、倒錐漏斗和出砂管徹底排出泥漿循環(huán)，而鉆渣少的一部分較純的泥漿從頂部的溢漿口排出，經(jīng)第一回漿管返回到鉆孔中。
[0016]采用以上結(jié)構(gòu)的鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0017]—、該系統(tǒng)省略了現(xiàn)有技術(shù)除砂器的電動機(jī)、傳動結(jié)構(gòu)和篩網(wǎng)，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了造價，更降低了系統(tǒng)運(yùn)行的能耗;二、該技術(shù)方案創(chuàng)造性地提出，將原來從旋流器的出砂口排出并經(jīng)過篩網(wǎng)過濾但仍然無法除盡的這部分泥漿直接排出循環(huán)系統(tǒng)，這樣，這部分泥漿不再回流到鉆孔，大幅度提高了凈化除渣的效率;三、雖然會從出砂口流失掉一部分泥漿，但由于在出砂口增加了一個倒錐漏斗，實(shí)現(xiàn)了將口縮小的作用，降低了泥漿的流失量，使得實(shí)際上經(jīng)出砂口流失的泥漿量保持在一個經(jīng)濟(jì)上能接受的合理范圍內(nèi)；而且，正是由于增加了倒錐漏斗，在縮口的同時增大了二次旋渦流的反作用力，加速了更純的泥漿從溢漿口流出的過程，加快了泥漿循環(huán)的速度，進(jìn)一步提高了凈化效率;三、增設(shè)了一個沉淀箱，能夠發(fā)揮自然沉淀作用，多增加了一級過濾，使得該系統(tǒng)的除渣效果更理想。四、由于倒錐漏斗底端固定一根出砂管，出砂管上設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥，這樣，可以調(diào)節(jié)該閥體的開度，一旦泥漿中鉆渣不多的時候，可以將開度減小，降低泥漿流失，避免浪費(fèi)泥漿。五、上法蘭盤和下法蘭盤的中心孔的孔壁均為錐面，上法蘭盤的中心孔孔壁、下法蘭盤的中心孔孔壁、倒錐體的內(nèi)錐面、倒錐漏斗的內(nèi)錐面均位于同一個錐面上，這樣的設(shè)計能保證泥漿的順利下落，避免出現(xiàn)泥漿堆積的死角。
[0018]作為改進(jìn)，該系統(tǒng)還包括第二回漿管，第二回漿管入口與沉淀箱的第二出口連通，第二回漿管出口與鉆孔連通，第二回漿管上設(shè)有第二流量調(diào)節(jié)閥;這樣，萬一出現(xiàn)旋流器能效不足，導(dǎo)致鉆孔內(nèi)泥漿液面下降的情況，可以打開第二流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)泥漿液面高度調(diào)控直接從沉淀箱中回流的泥漿的量，避免需要大幅度補(bǔ)充泥漿，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。
【附圖說明】

[0019]圖1是本實(shí)用新型鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)的旋流器的放大側(cè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中所示1、鉆桿，2、出漿管，3、濾網(wǎng)，4、泥漿箱，5、進(jìn)氣管，6、沉淀箱，7、旋流器，7.1、圓筒體，7.2、倒錐體，7.3、倒錐漏斗，7.4、溢漿口，7.5、出砂口，8、上法蘭盤，9、下法蘭盤，10、第一輸漿管，11、第二輸漿管，12、第一回漿管，13、第二回漿管，14、鉆孔，15、第二流量調(diào)節(jié)閥，16、鉆頭，17、泥漿栗，18、造漿池，19、出砂管，20、第一流量調(diào)節(jié)閥。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，它包括中空的鉆桿1、出漿管2、帶濾網(wǎng)3的泥漿箱4、沉淀箱6和旋流器7。鉆桿I底端為入漿口而上端為出漿口，鉆桿I上固定有與鉆桿I的內(nèi)腔連通的進(jìn)氣管5，具體的說，鉆桿I的底部設(shè)有鉆頭16，鉆頭16上設(shè)母扣而鉆桿I上設(shè)公扣，鉆頭16與鉆桿I公母配合擰緊連接，入漿口設(shè)置在鉆桿I的鉆頭16的底部，而進(jìn)氣管5穿過鉆桿I的公扣與鉆桿I內(nèi)腔連通。當(dāng)然，該進(jìn)氣管5經(jīng)一個動靜密封環(huán)與一個空壓機(jī)連通，更具體的說，進(jìn)氣管5與動環(huán)連通確保進(jìn)氣管5能隨著鉆桿I旋轉(zhuǎn)，而靜環(huán)與空壓機(jī)連通。
[0024]鉆桿I的出漿口與出漿管2入口連通，出漿管2出口被泥漿箱4上的支架固定在泥漿箱4的濾網(wǎng)3的上方。
[0025]旋流器7由上部的中空圓筒體7.1、下部的中空倒錐體7.2和底部的倒錐漏斗7.3構(gòu)成，相互連通的圓筒體7.1和倒錐體7.2構(gòu)成工作筒體，旋流器7入口與工作筒體成切線方向，旋流器7頂部設(shè)有溢漿口 7.4，工作筒體底部即倒錐體7.2底部為出砂口 7.5，出砂口 7.5周邊固定有上法蘭盤8，倒錐漏斗7.3頂端固定有下法蘭盤9，上法蘭盤8和下法蘭盤9螺接，上法蘭盤8和下法蘭盤9的中心孔的孔壁均為錐面。上法蘭盤8的中心孔孔壁、下法蘭盤9的中心孔孔壁、倒錐體7.2的內(nèi)錐面、倒錐漏斗7.3的內(nèi)錐面均位于同一個錐面上。上述設(shè)計是為了便于鉆渣順利下滑排出倒錐漏斗7.3。
[0026]泥漿箱4的出口經(jīng)第一輸漿管10與沉淀箱6的入口連通，沉淀箱6的第一出口經(jīng)第二輸漿管11與旋流器7入口連通，旋流器7的溢漿口 7.4經(jīng)第一回漿管12與鉆孔14連通，旋流器7的倒錐漏斗7.3底端固定一根出砂管19，出砂管19上設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥20，出砂管19底端為排渣口。
[0027]該系統(tǒng)還包括第二回漿管13，第二回漿管13入口與沉淀箱6的第二出口連通，第二回漿管13出口與鉆孔14連通，第二回漿管13上設(shè)有第二流量調(diào)節(jié)閥15。
[0028]利用本實(shí)用新型鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)的方法，其步驟如下。
[0029]a、鉆桿I下鉆時，向鉆孔14栗送泥漿;具體的說，是利用泥漿栗17將造漿池18中預(yù)制的泥漿送入鉆孔14內(nèi)。
[0030]b、經(jīng)進(jìn)氣管5對鉆桿I內(nèi)腔吹氣形成氣泡，使得鉆桿I內(nèi)腔與充滿泥漿的鉆孔14產(chǎn)生壓差，導(dǎo)致鉆孔14內(nèi)泥漿經(jīng)入漿口進(jìn)入鉆桿I的內(nèi)腔再經(jīng)出漿口排出鉆桿I的內(nèi)腔從而進(jìn)入出楽管2。
[0031]C、泥漿從出漿管2出口排出，經(jīng)濾網(wǎng)3過濾掉大顆粒鉆渣，并流入泥漿箱4內(nèi)，即一級凈化，該步驟過濾掉大于20mm的鉆渣顆粒。再經(jīng)第一輸楽管10進(jìn)入沉淀箱6，沉淀掉較大顆粒，即二級凈化，沉掉掉0.25_?20_的鉆渣顆粒。然后經(jīng)第二輸漿管11進(jìn)入旋流器7。當(dāng)然，當(dāng)鉆孔14內(nèi)的泥漿液面下降后，可打開第二回漿管13的第二流量調(diào)節(jié)閥15，使得沉淀箱6中的一部分泥漿不經(jīng)旋流器7直接回流到鉆孔14內(nèi)。
[0032]d、旋流器7內(nèi)的泥漿在離心力作用下實(shí)現(xiàn)分級，大部分鉆渣被拋向工作筒體的筒壁并旋轉(zhuǎn)向下經(jīng)出砂口 7.5、倒錐漏斗7.3和出砂管19徹底排出泥漿循環(huán)，當(dāng)然，也會有少部分的泥漿跟著鉆渣一起排出循環(huán)，但由于出砂口7.5被倒錐漏斗7.3縮小，所以流失的泥漿的量實(shí)質(zhì)上不多，經(jīng)濟(jì)上能夠承受。而鉆渣少的一部分較純的泥漿從頂部的溢漿口 7.4排出，經(jīng)第一回漿管12返回到鉆孔14中。即三極凈化，該步驟中，能排出小于0.25mm的鉆渣顆粒。
【主權(quán)項】
1.一種鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，它包括中空的鉆桿(I)、出漿管(2)和帶濾網(wǎng)(3)的泥漿箱(4);鉆桿(I)底端為入漿口而上端為出漿口，鉆桿(I)上固定有與鉆桿(I)的內(nèi)腔連通的進(jìn)氣管(5)，鉆桿(I)的出漿口與出漿管(2)入口連通，出漿管(2)出口位于泥漿箱(4)的濾網(wǎng)(3)的上方;其特征在于:該系統(tǒng)還包括沉淀箱(6)和旋流器(7); 旋流器(7)由上部的中空圓筒體(7.1)、下部的中空倒錐體(7.2)和底部的倒錐漏斗(7.3)構(gòu)成，相互連通的圓筒體(7.1)和倒錐體(7.2)構(gòu)成工作筒體，旋流器(7)入口與工作筒體成切線方向，旋流器(7)頂部設(shè)有溢漿口( 7.4)，工作筒體底部為出砂口( 7.5)，出砂口(7.5)周邊固定有上法蘭盤(8)，倒錐漏斗(7.3)頂端固定有下法蘭盤(9)，上法蘭盤(8)和下法蘭盤(9)螺接，上法蘭盤(8)和下法蘭盤(9)的中心孔的孔壁均為錐面，上法蘭盤(8)的中心孔孔壁、下法蘭盤(9)的中心孔孔壁、倒錐體(7.2)的內(nèi)錐面、倒錐漏斗(7.3)的內(nèi)錐面均位于同一個錐面上； 泥漿箱(4)的出口經(jīng)第一輸漿管(I O)與沉淀箱(6)的入口連通，沉淀箱(6)的第一出口經(jīng)第二輸漿管(11)與旋流器(7)入口連通，旋流器(7)的溢漿口(7.4)經(jīng)第一回漿管(12)與鉆孔(14)連通，旋流器(7)的倒錐漏斗(7.3)底端固定一根出砂管(19)，出砂管(19)上設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥(20)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還包括第二回漿管(13)，第二回漿管(13)入口與沉淀箱(6)的第二出口連通，第二回漿管(13)出口與鉆孔(14)連通，第二回漿管(13)上設(shè)有第二流量調(diào)節(jié)閥(15)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鉆孔時的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)的旋流器(7)由圓筒體(7.1)、倒錐體(7.2)和倒錐漏斗(7.3)構(gòu)成，倒錐體(7.2)底部的出砂口(7.5)經(jīng)上法蘭盤(8)和下法蘭盤(9)與倒錐漏斗(7.3)螺接，旋流器(7)的倒錐漏斗(7.3)底端固定一根出砂管(19)，出砂管(19)上設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥(20)。該凈化系統(tǒng)能降低能耗、提高清孔除渣效率。
【IPC分類】E21B21/06
【公開號】CN205387918
【申請?zhí)枴緾N201620232594
【發(fā)明人】胡國斌, 謝慧兵, 徐新戰(zhàn), 王金山, 馬強(qiáng), 衛(wèi)俊近, 王海波, 龍志強(qiáng)
【申請人】寧波易通建設(shè)有限公司
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2016年3月24日