浅层地温能开发利用工程用地源井施工孔斜控制装置的制作方法

本实用新型属于浅层地温能开发利用钻探施工工具领域，具体涉及一种浅层地温能开发利用工程用地源井施工孔斜控制装置。

背景技术：

浅层地温能是一种清洁环保可再生的新型能源，资源量丰富，分布广泛，随着地源热泵技术的成熟和浅层地温能的大力开发利用，这种能源已在现代城市建筑中得到了广泛的应用。浅层地温能开发利用工程中，地源井常用小型龙门架钻机施工，该型钻机优点是：钻进速度快，轻巧灵活，容易搬运。但也存在明显的缺点：钻探工艺粗放，无孔斜扶正机构，导致换热孔孔斜每100m大于2°，超出精度要求；无钻探导向装置，遇到固结不均匀岩土层，钻头易沿较软的地层钻进，一个孔内往往会出现不同方向的孔斜段，给后续换热U型管的安置造成了困难；由于受场地空间大小限制，换热孔间距一般在4～5m左右，孔斜过大容易造成相邻钻孔之间相互打穿，增加施工成本，并影响工程进度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种浅层地温能开发利用工程用地源井施工孔斜控制装置，在不改变钻机主体结构的前提下，研制钻探扶正机构和钻探导向装置，解决地源井施工孔斜问题，提高地源井施工质量和进度、降低钻探施工成本。

本实用新型浅层地温能开发利用工程用地源井施工孔斜控制装置，包括龙门架和动力装置，动力装置下方依次设有主动钻杆、传动钻杆和导向钻杆，导向钻杆下方设有钻头，主动钻杆和传动钻杆之间设有扶正机构，扶正机构包括内导管、轴承、托架体和盖板，主动钻杆穿过内导管，内导管外侧设有轴承，导向钻杆外设有导向装置，导向装置包括导向圈，导向圈和导向钻杆之间设有链接片。

工作原理：利用小型龙门架钻机原有动力装置、改进的钻探扶正机构和钻探导向装置，从上到下三点一线垂直布设，多点位防止钻探孔斜；钻探扶正机构减少孔口由于主动钻杆左右晃动造成的孔斜；钻探导向装置可有效的纠正钻进过程中，遇到固结不均匀岩土层引起的孔斜问题。

操作步骤：①在钻孔点位处平整场地，保持钻探场地水平、坚固；②按规定程序，安装龙门架钻机；③初步钻探30-50cm，孔内安装导向装置和钻头；④安装钻探扶正机构；⑤连接主动钻杆、传动钻杆和导向钻杆，正常钻进至设计孔深终孔；⑥拆除扶正机构，提出钻杆、导向装置和钻头，孔内下入U型地埋管换热器，回填原浆和砂砾砾料至孔口，施工结束。

浅层地温能开发利用工程用地源井施工孔斜控制装置，所述内导管外侧设有上下两个轴承，上下轴承之间设有轴承垫块，下轴承下方也设有轴承垫块。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型浅层地温能开发利用工程用地源井施工孔斜控制装置，在不改变小型龙门架钻机主体结构的前提下，采用钻探扶正机构和钻探导向装置防止孔斜，改装成本小、操作简单、易于实现，可有效的控制孔斜，提高地源井施工质量和进度、降低钻探成本；可使U型地埋管换热器组群，从地面到终孔深度范围内均匀分布，有效的避免地埋管换热器地下部分因孔斜而产生局部的“热短路”现象，提高地埋管地源热泵工程整体的换热效果和工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为扶正机构的结构示意图；

图3为导向装置的结构示意图；

图中：1、龙门架，2、动力装置，3、主动钻杆，4、扶正机构，5、导向装置，6、钻头，7、传动钻杆，8、导向钻杆，9、内导管，10、盖板，11、轴承，12、托架体，13、轴承垫块，14、导向圈，15、链接片。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1-3所示，浅层地温能开发利用工程用地源井施工孔斜控制装置，包括龙门架1和动力装置2，动力装置2下方依次设有主动钻杆3、传动钻杆7和导向钻杆8，导向钻杆8下方设有钻头6，主动钻杆3和传动钻杆7之间设有扶正机构4，扶正机构4包括内导管9、轴承11、托架体12和盖板10，主动钻杆3穿过内导管9，内导管9外侧设有轴承11，导向钻杆8外设有导向装置5，导向装置5包括导向圈14，导向圈14和导向钻杆8之间设有链接片15。

工作原理：利用小型龙门架钻机原有动力装置2、改进的钻探扶正机构4和钻探导向装置5，从上到下三点一线垂直布设，多点位防止钻探孔斜；钻探扶正机构4减少孔口由于主动钻杆3左右晃动造成的孔斜；钻探导向装置5可有效的纠正钻进过程中，遇到固结不均匀岩土层引起的孔斜问题。

操作步骤：①在钻孔点位处平整场地，保持钻探场地水平、坚固；②按规定程序，安装龙门架钻机；③初步钻探30-50cm，孔内安装导向装置5和钻头6；④安装钻探扶正机构4；⑤连接主动钻杆3、传动钻杆7和导向钻杆8，正常钻进至设计孔深终孔；⑥拆除扶正机构4，提出钻杆、导向装置5和钻头6，孔内下入U型地埋管换热器，回填原浆和砂砾砾料至孔口，施工结束。

内导管9外侧设有上下两个轴承11，上下轴承11之间设有轴承垫块13，下轴承11下方也设有轴承垫块13。

综上所述，本实用新型浅层地温能开发利用工程用地源井施工孔斜控制装置，在不改变小型龙门架钻机主体结构的前提下，采用钻探扶正机构和钻探导向装置防止孔斜，改装成本小、操作简单、易于实现，可有效的控制孔斜，提高地源井施工质量和进度、降低钻探成本；可使U型地埋管换热器组群，从地面到终孔深度范围内均匀分布，有效的避免地埋管换热器地下部分因孔斜而产生局部的“热短路”现象，提高地埋管地源热泵工程整体的换热效果和工作效率。

上面是对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，不论是在其形状或者结构上做任何变化，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。