钻孔防冲洗液外溢循环结构的制作方法

1.本发明专利涉及工程地质勘察的技术领域，具体而言，涉及钻孔防冲洗液外溢循环结构。


背景技术：

2.在工程地质勘察过程中，经常需要在地面上进行钻孔。目前，在钻孔过程中，需向钻孔内泵入冲洗液，以起到清洗孔底，悬浮和携带岩粉、冷却钻头、护壁，提高钻头使用寿命、润滑钻头和钻具，减弱钻具震动等作用。泵入的冲洗液在水泵的作用下，会由钻孔的孔口向外溢出，并流淌至钻孔口附近的地面上，污染环境，且无法对溢出的冲洗液进行循环利用。现有技术中，常用的处理冲洗液外溢的方法为，在钻孔的孔口处放置一底部贯穿有进水管的循环箱，且进水管与钻孔的孔口对齐，使钻头及钻杆便于由该进水管进入钻孔内，同时能够使冲洗液在水泵的作用下由进水管进入循环箱内，之后可使用泥浆泵将循环箱内的冲洗液再次泵入钻孔内，以实现冲洗液的循环利用。
3.但现有的循环箱内缺乏过滤设施，被冲洗液带入循环箱内的泥沙及大颗粒石块等杂质会再次被水泵泵入钻孔内，易造成卡钻或加剧了钻头的磨损速度。即使有过滤设施，过滤设施也容易被冲洗液中的大颗粒杂质堵塞而失去过滤的作用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供钻孔防冲洗液外溢循环结构，旨在解决现有技术中，循环箱内缺少过滤结构或过滤结构容易被堵塞的问题。
5.本发明是这样实现的，钻孔防冲洗液外溢循环结构，包括顶部开口的箱体，所述箱体内设有隔板，所述隔板将所述箱体分隔为一级沉淀池和二级沉淀池，所述一级沉淀池内靠近所述隔板的一侧设有过滤结构；
6.所述过滤结构包括过滤网和敲击机构，所述过滤网用于钻孔冲洗液的过滤，所述过滤网的面型呈波浪形布置，所述敲击机构设于所述过滤网的一侧，所述敲击机构包括驱动机构、转轴和敲击件，所述敲击件设于所述转轴的外壁，所述转轴由所述驱动机构驱动；当所述驱动机构驱动所述转轴旋转时，所述敲击件的外端敲击所述过滤网；
7.所述一级沉淀池的底部设置有进水孔，钻孔过程中的冲洗液通过所述进水孔进入到所述一级沉淀池，在所述一级沉淀池中沉淀，当一级沉淀池内的液位高度高于所述隔板时，冲洗液经所述过滤网过滤后，流入所述二级沉淀池内，获得杂质少可循环利用的冲洗液。
8.可选的，所述敲击件为凸轮，所述凸轮包括主动端和从动端，所述主动端和所述从动端分别位于所述转轴的两侧，所述主动端与所述转轴之间的距离大于所述从动端与所述转轴之间的距离；当所述驱动机构驱动所述转轴旋转时，所述主动端敲击所述过滤网，所述从动端与所述过滤网之间具有间隙。
9.可选的，所述过滤网朝向所述敲击机构的一面具有间隔布置的多个凸出部和凹陷
部，所述转轴上间隔布置有多个所述凸轮，所述凸轮与所述凸出部相对应。
10.可选的，多个所述凸轮分为多组，每组具有n个凸轮间隔布置在所述转轴上；从所述转轴一端看向另一端，n个凸轮相距360
°
/n的角度均匀分布在所述转轴的外壁上。
11.可选的，所述隔板呈顶端向所述过滤网处弯折的倒l形。
12.可选的，所述过滤网的两端连接有定位条，所述定位条与所述一级沉淀池的内壁固定连接。
13.可选的，所述一级沉淀池的底部内壁上设有进水管，所述进水管与所述进水孔相连通。
14.可选的，所述一级沉淀池的底部外壁上设有弹性垫圈，所述弹性垫圈围绕所述进水孔设置。
15.可选的，所述转轴的两端与所述一级沉淀池的内壁转动连接，所述驱动机构包括减速电机，所述减速电机的输出轴与所述转轴的一端传动连接。
16.可选的，所述箱体的外壁上固定连接有冂型护板，所述减速电机设于所述冂型护板的内侧。
17.与现有技术相比，本发明提供的钻孔防冲洗液外溢循环结构，通过一级沉淀池及二级沉淀池的沉淀，将冲洗液中的杂质沉淀下来一部分，便于冲洗液的循环利用。通过将过滤网设计成波浪状，相比常见的平面型的滤网，能够提高滤网与冲洗液的接触面积，以在单位时间内过滤更多的冲洗液；通过驱动机构驱动转轴转动，使得敲击件的外端敲击过滤网，过滤网在受到冲击时产生振动，将堵塞在过滤网上的大颗粒杂质抖落，以保证过滤网对冲洗液的稳定过滤，从而使得钻孔冲洗液可得到充分且持续地过滤，有助于冲洗液的循环利用。
附图说明
18.图1是本发明提供的钻孔防冲洗液外溢循环结构的结构示意图；
19.图2是本发明提供的钻孔防冲洗液外溢循环结构的外部结构示意图；
20.图3是本发明提供的钻孔防冲洗液外溢循环结构的过滤结构的示意图；
21.图4是本发明提供的钻孔防冲洗液外溢循环结构的过滤结构的另一实施例示意图。
22.附图标记说明：
23.100-箱体，110-一级沉淀池，120-二级沉淀池，130-进水孔，140-进水管，150
‑“
t”形连接管，160-弹性垫圈；200-隔板，300-过滤网，310-凸出部，311-受击块，320-凹陷部，330-定位条，331-螺栓；400-敲击机构，410-凸轮，411-主动端，412-从动端，420-转轴；500-减速电机，510-冂型护板。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
26.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
27.参照图1-4所示，为本发明提供的较佳实施例。
28.钻孔防冲洗液外溢循环结构，包括顶部开口的箱体100，箱体100内设有隔板200，隔板200将箱体100分隔为一级沉淀池110和二级沉淀池120，一级沉淀池110内靠近隔板200的一侧设有过滤结构；
29.过滤结构包括过滤网300和敲击机构400，过滤网300用于钻孔冲洗液的过滤，过滤网300的面型呈波浪形布置，敲击机构400设于过滤网300的一侧，敲击机构400包括驱动机构、转轴420和敲击件，敲击件设于转轴420的外壁，转轴420由驱动机构驱动；当驱动机构驱动转轴420旋转时，敲击件的外端敲击过滤网300；
30.一级沉淀池110的底部设置有进水孔130，钻孔过程中的冲洗液通过进水孔130进入到一级沉淀池110，在一级沉淀池110中沉淀，当一级沉淀池110内的液位高度高于隔板200时，冲洗液经过滤网300过滤后，流入二级沉淀池120内，获得杂质少可循环利用的冲洗液。
31.本实施例提供的钻孔防冲洗液外溢循环结构，通过一级沉淀池110及二级沉淀池120的沉淀，将冲洗液中的杂质沉淀下来一部分，便于冲洗液的循环利用。通过将过滤网300设计成波浪状，相比常见的平面型的滤网，能够提高滤网与冲洗液的接触面积，以在单位时间内过滤更多的冲洗液；通过驱动机构驱动转轴420转动，使得敲击件的外端敲击过滤网300，过滤网300在受到冲击时产生振动，将堵塞在过滤网300上的大颗粒杂质抖落，以保证过滤网300对冲洗液的稳定过滤，从而使得钻孔冲洗液可得到充分且持续地过滤，有助于冲洗液的循环利用。
32.具体地，敲击件为凸轮410，凸轮410包括主动端411和从动端412，主动端411和从动端412分别位于转轴420的两侧，主动端411与转轴420之间的距离大于从动端412与转轴420之间的距离；当驱动机构驱动转轴420旋转时，主动端411敲击过滤网300，从动端412与过滤网300之间具有间隙。
33.凸轮410的主动端411和从动端412呈不对称布置，当驱动机构驱动转轴420旋转时，主动端411敲击过滤网300，从动端412与过滤网300之间具有间隙。当主动端411转动到过滤网300位置时，敲击过滤网300，而在凸轮410整个旋转过程中，从动端412与过滤网300之间都有间隙。这样通过控制转轴420的转速，可调节凸轮410的主动端411敲击过滤网300的频率。
34.凸轮410套接在转轴420的外壁上，且在凸轮410与转轴420的连接处可通过销连接(图未示)，即在凸轮410的内侧壁和转轴420的外壁上均设有凹槽，销设置在两者的凹槽中，从而避免了凸轮410在转动过程中，位置发生偏移。同时通过设定凹槽位置，也可以起到定位作用，是的凸轮410在转轴420的长度方向上也不偏离。
35.凸轮410的主动端411呈弧形布置，这样在主动端411敲击过滤网300的过程中，不
易对过滤网300造成损坏。凸轮410的从动端412也呈弧形布置，这样在凸轮410转动过程中，不易产生额外的阻力。优选的，凸轮410的主动端411与从动端412之间平滑过渡，减小凸轮410转动过程中遇到的阻力。
36.可选的，可在过滤网300的设定的被敲击位置固定连接有受击块311，受击块311可焊接在过滤网300上，或者可拆卸地连接在过滤网300上(例如，螺栓连接)。此时，当转轴420旋转时，凸轮410的主动端411敲击在受击块311上，这样可减少敲击过程中对过滤网300的磨损。并且受击块311可采用不易磨损的材质，而过滤网300的材质可不受敲击磨损的影响。当受击块311磨损严重时，可更换受击块311，而不需更换整块过滤网300，节约成本。
37.具体的，过滤网300具有网孔，网孔的直径小于钻孔冲洗液中大颗粒杂质的直径。使得冲洗液中大颗粒杂质容易被挡住，而又不妨碍冲洗液正常通过过滤网300。
38.过滤网300在转轴420的长度方向上呈波浪形，过滤网300可由整块长方形不锈钢孔板弯折而成，便于制作，且不易损坏，不易生锈，便于清理，便于将堵塞到网孔中的大颗粒杂质抖落。过滤网300具有一定的厚度和刚度，不易变形，例如过滤网300可由1cm厚的带有网孔的钢板冲压弯折而成。
39.过滤网300的两端连接有定位条330，定位条330与一级沉淀池110的内壁固定连接。例如，定位条330通过若干个螺栓331与一级沉淀池110的内壁固定连接，方便过滤网300的固定和更换。
40.具体的，过滤网300朝向敲击机构400的一面具有间隔布置的多个凸出部310和凹陷部320，转轴420上间隔布置有多个凸轮410，凸轮410与凸出部310相对应。多个凸轮410沿转轴420的长度方向间隔布置，转轴420的长度方向与过滤网300的布置方向平齐。
41.通过转动转轴420，能够驱动多个凸轮410转动，以使每个凸轮410在每转动一周时，对过滤网300上与之对应的波浪形的凸出部310进行一次敲击，以使过滤网300受到冲击产生振动，从而将堵塞在滤孔上的大颗粒杂质抖落，以保证过滤网300对冲洗液的稳定过滤。
42.相邻凸轮410之间的范围内，过滤网300朝向凸轮410的一面可具有多个凸出部310。在相邻主动端411之间的范围内，过滤网300朝向凸轮410的一面也可具有多个凸出部310。例如，对于同时敲击过滤网300的相邻主动端411之间的范围内，过滤网300具有多个凸出部310，这样相当于凸轮410的主动端411相隔较大距离去敲击过滤网300，使得过滤网300未被敲击的部分容易产生较大的振幅，容易将过滤网300上的大颗粒杂质抖落下来。
43.具体的，多个凸轮410分为多组，每组具有n个凸轮410间隔布置在转轴420上，n为正整数；从转轴420一端看向另一端，n个凸轮410相隔360
°
/n的角度均匀分布在转轴420的外壁上。这样当转轴420转动一周时，每组凸轮410敲击过滤网300n次。并且同一组的多个凸轮410，敲击在过滤网300的不同位置，使得过滤网300的不同位置能被敲击到，提升了过滤网300的防堵塞效果。
44.优选的，n＝3。也就是说，每组有3个凸轮410沿转轴420的长度方向间隔布置在转轴420上，从转轴420一端看向另一端，3个凸轮410相距120
°
的角度均匀分布在转轴420的外壁上。这样，当转轴420旋转一周时，同一组的3个凸轮410间隔一定时间敲击在过滤网300的不同位置，使得大颗粒杂质容易从过滤网300上抖落下来。
45.具体的，隔板200呈顶端向过滤网300处弯折的倒l形。
46.通过设置呈倒l结构的隔板200，能够在过滤网300的一侧起到进一步的阻隔作用，以减少随水头进入二级沉淀池120内的小颗粒泥沙。
47.在一级沉淀池110的底部内壁上设有进水管140，进水管140与进水孔130相连通。例如，在一级沉淀池110的内壁与进水孔130的对应处焊接固定有进水管140，将箱体100底部的进水孔130与钻孔孔口对齐后，将“t”形连接管150插入进水管140，嵌入钻孔孔口。即可将钻头及钻杆由进水管140插入钻孔内，在钻孔过程中，冲洗液在泵压作用下经进水管140进入一级沉淀池110内。
48.在一级沉淀池110中，通常进水管140的高度高于隔板200的高度，这样冲洗液优先从一级沉淀池110流向二级沉淀池120，而非从进水管140返流。
49.在一级沉淀池110的底部外壁上设有弹性垫圈160，弹性垫圈160围绕进水孔130设置，进水孔130位于弹性垫圈160的内侧。弹性垫圈160可采用橡胶垫圈、海绵垫圈等，在被箱体100压缩后，能够起到一定密封作用，且能适应钻孔口不平整的情形。
50.通过弹性垫圈160的设置，能够在箱体100的底部与钻孔口进行接触，当弹性垫圈160吸水饱和后，能够对箱体100底部与钻孔口之间起到一定的密封作用，从而减少由箱体100底部溢出的冲洗液。
51.进水管140内设“t”形连接管150，“t”形连接管150外包一层橡胶圈，避免“t”形连接管150与进水管140之间碰撞受损。“t”形连接管150从进水管140上方一直插入进水管140，嵌入到钻孔孔内。“t”形连接管150包括上下贯通的管体和设于管体顶部的圆环形护板，管体的外壁可包覆一层橡胶圈，橡胶圈被管体的外壁与进水管140的内壁挤压压缩，从而“t”形连接管150在进水管140中不易移位，且避免了冲洗液从“t”形连接管150与进水管140之间溢出，导致“t”形连接管150被冲出或移位。钻杆从上到下穿过“t”形连接管150到钻孔中，通过“t”形连接管150的设置，可避免钻杆在工作过程中对进水管140造成伤害。
52.具体的，转轴420的两端与一级沉淀池110的内壁转动连接，驱动机构包括减速电机500，减速电机500的输出轴与转轴420的一端传动连接。该传动连接是常规的现有技术的传动连接，例如齿轮啮合等，或者减速电机500的输出轴与转轴420的一端固定连接，也可以实现两者之间的传动。减速电机500是利用齿轮的速度转换器将电机的回转数减速到所要的回转数并得到较大转矩的机构。通过减速电机500的设置，便于驱动转轴420转动。
53.箱体100的外壁上固定连接有冂型护板510，减速电机500设于冂型护板510的内侧，能够对减速电机500起到良好的保护作用，并且便于减速电机500的固定。
54.钻孔防冲洗液外溢循环结构还包括泥浆泵(图未示)，泥浆泵的进浆管口设于二级沉淀池120内，且与二级沉淀池120的底部相隔一定的距离，以便于将二级沉淀池120内的上层冲洗液抽取，并可再次泵入钻孔用于清洗孔底，实现循环利用。
55.本实施例提供的钻孔防冲洗液外溢循环结构在使用时，将箱体100底部的进水孔130与钻孔口对齐后，将“t”形连接管150插入进水管140，嵌入钻孔孔口。即可将钻头及钻杆由进水管140插入钻孔内，在钻孔过程中，当冲洗液在泵压作用下经进水管140进入一级沉淀池110内后，会在一级沉淀池110内沉淀，当一级沉淀池110内的液位高度高于隔板200后，多余的冲洗液会经过滤网300过滤后，流入二级沉淀池120内进行二次沉淀，只需使用泥浆泵对二级沉淀池120内的上层液体进行抽取，即可获得杂质较少的冲洗液，从而避免冲洗液将大量的泥沙再次带入到钻孔内，使用效果好。
56.当长时间使用，导致过滤网300表面的大部分网孔被大颗粒杂质堵塞后，可启动减速电机500，使转轴420带动多个凸轮410转动，以使凸轮410在每转动一周时，对过滤网300上与之对应的波浪形凸起部位进行一次敲击，通过过滤网300受到冲击时所产生振动，将堵塞在网孔上的大颗粒杂质抖落，以保证过滤网300对冲洗液的稳定过滤。
57.在另一实施例中，箱体100内可设置多级沉淀池，用于冲洗液的逐级沉淀，例如，在箱体100内再设置次隔板，次隔板的高度低于隔板200的高度，隔板200、次隔板依次将箱体100分隔成一级沉淀池110、二级沉淀池120、三级沉淀池(图未示)。
58.当然在次隔板的前方也可设置第二过滤结构，第二过滤结构可包括第二过滤网，第二过滤网的滤孔孔径小于过滤网的网孔的孔径，以实现逐级沉淀、逐级过滤。第二过滤网可采用如前文所述的波浪形过滤网结构，也可采用普通的平板型过滤网结构。
59.在第二过滤网处也可设置如上的敲击机构，用于将附着在第二过滤网滤孔上的杂质抖落。通过逐级沉淀、逐级过滤，使得沉淀和过滤的效果更好，有助于冲洗液的循环利用。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。