地源热泵泥浆正循环回转钻井打孔返浆装置的制作方法

本发明属于地源热泵工程技术领域，具体涉及一种地源热泵泥浆正循环回转钻井打孔返浆装置。

背景技术：

在地源热泵工程中，需要在地表向下进行钻井打孔，以方便其他工艺步骤的正常进展。目前在进行钻井打孔时，为了防止钻井打孔产生的粉尘涌出地表污染环境，同时便于将产生的泥土排出，一般选择向钻井孔内灌水，将粉尘连同泥土一起沉降搅拌并吸出。但是当钻井打孔直径较大时，无法做到均匀灌水，导致粉尘沉降不完全或者泥土不能完全吸出，对施工质量具有一定的影响。

因此，为了解决以上问题针对地源热泵工程中的钻井打孔研制出一种能够有效处理产生粉尘以及泥土的装置是本领域技术人员所急需解决的难题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了一种地源热泵泥浆正循环回转钻井打孔返浆装置。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地源热泵泥浆正循环回转钻井打孔返浆装置，包括钻井打孔部以及返浆部；

钻井打孔部包括钻头本体与钻头基底；钻头本体表面均匀且向下设有表面凹槽；钻头基底包括基底支撑板、钻井板、钻头支撑杆以及钻头滑杆；基底支撑板呈空心圆柱状；钻井板呈空心圆台状，配合安装于基底支撑板的底部，并且其底部形成钻头伸缩孔；钻头支撑杆均匀转动连接于钻头伸缩孔的边缘，其顶部朝向基底支撑板设置，并且钻头支撑杆的上侧表面与下侧表面沿长度方向分别设有钻头限位凸起与支撑滑轨；钻头限位凸起与表面凹槽相配合；钻头滑杆的数量与钻头支撑杆相对应，底部转动连接于基底支撑板的底部，顶部滑动配合于支撑滑轨中；

返浆部包括灌入机构与排出机构；灌入机构包括灌入管与灌入喷孔；灌入管由钻头本体的顶部中心沿轴向向内设置；灌入喷孔均匀设于钻头本体的上部表面，包括上灌入喷腔与下灌入喷腔；上灌入喷腔呈喇叭状，其直径较小的一端设置于靠近钻头本体的表面一侧；下灌入喷腔呈内球面状，并且分别与上灌入喷腔以及钻头本体的表面相连通；排出机构包括排出孔与排出管；排出孔均匀设于钻井板的表面，包括上排出腔与下排出腔；下排出腔呈喇叭状，其直径较大的一端与钻井板的表面相连通，直径较小的一端朝向钻井板的内侧设置；上排出腔呈内球面状，其内球面与下排出腔相连通；排出管与上排出腔相连通。

本发明提供了一种地源热泵泥浆正循环回转钻井打孔返浆装置，由钻井打孔部以及返浆部组成，分别用于钻井打孔以及钻井打孔后的返浆操作。其中钻井打孔部由钻头本体以及钻头基座组成，钻头本体的表面均匀且向下设有表面凹槽，用于将钻头本体与钻头基座相安装；钻头基底由基底支撑板、钻井板、钻头支撑杆以及钻头滑杆组成，其中空心圆柱状的基地支撑板与空心圆台状的钻井板上下连接，并且钻井板的底部空心处形成钻头伸缩孔，用于钻头本体的伸缩；钻头支撑杆均匀转动连接于钻头伸缩孔的边缘，上下侧表面分别设有钻头限位凸起与支撑滑轨，钻头限位凸起与钻头本体的表面凹槽相配合，使钻头本体能够沿钻头支撑杆滑动，而钻头滑杆的底部转动连接于基底支撑板的底部，顶部滑动配合于支撑滑轨中，通过钻头滑杆于支撑滑轨之中的滑动，带动钻头支撑杆的转动，进一步带动钻头本体的升降。本发明中的返浆部由灌入机构以及排出机构组成，其中灌入机构由灌入管以及灌入喷孔组成，灌入管设置于钻头本体的轴向中心，与均匀设于钻头本体上部表面的灌入喷孔相连通，实现灌入；而排出机构则由排出孔以及排出管组成，排出孔均匀设于钻井板表面，并与排出管相连通，用于泥浆的排出。

作为优选，还包括泥浆存储处理装置；泥浆存储处理装置包括泥浆存储箱、泥浆袋以及处理机构；泥浆存储箱的侧壁开有至少两个泥浆入口；泥浆入口的一端连接排出管，另一端连接泥浆袋；处理机构包括处理盘、处理支撑架、滑杆、丝杠、处理电机以及泥浆袋套筒；处理电机安装于泥浆存储箱上远离泥浆入口一侧，其输出轴穿过泥浆存储箱的侧壁并沿轴向固定于处理盘的中部；处理支撑架呈u形，沿轴向固定于处理盘的表面；丝杠以及滑杆分别转动连接于处理支撑架的中部以及开口处，且均与处理盘平行，丝杠中部配合设有丝杠螺母，并且丝杠螺母两侧螺纹反向设置；泥浆袋套筒的一端套设于滑杆的表面，并与丝杠相连接，另一端与泥浆袋配合连接。

本发明还设有用于处理泥浆的泥浆存储处理装置，由泥浆存储箱、泥浆袋以及处理机构组成，泥浆存储箱上开有泥浆入口，用于将外侧的排出管以及内侧的泥浆袋相连；本发明中处理机构由处理盘、处理支撑架、滑杆、丝杠、处理电机以及泥浆袋套筒组成，其中处理电机安装在泥浆存储箱上，其输出轴带动内侧的处理盘转动，处理支撑架呈u形，固定在处理盘表面，丝杠以及滑杆分别安装在处理支撑架的中部以及开口处，丝杠中部配合安装两侧螺纹反向设置的丝杠螺母，泥浆袋套筒一端套设于滑杆表面，并与丝杠相连，另一端连接泥浆袋，该结构使得当丝杠螺母转动时，能够带动两侧的泥浆袋套筒相对远离或靠近，进而带动泥浆袋套筒移动，并在处理电机的带动下，能够实现相互缠绕，以降低泥浆的排水率，提高其质量以便进行返浆处理。

作为优选，泥浆入口中配合安装有排出管连接套筒；排出管连接套筒的两端以及泥浆袋套筒靠近泥浆袋的一端均设有一圈拉耳卡；泥浆袋的两端均连接有泥浆袋接口；泥浆袋接口设有一圈凹槽；凹槽与拉耳卡相配合。

本发明在泥浆入口中配合安装排出管连接套筒，其两端设有拉耳卡，相对应地，排出管以及泥浆袋与排出管连接套筒相靠近一端则设有与拉耳卡相配合的凹槽，从而形成“快速接头”，利用自锁原理实现紧密连接；相同地，泥浆袋套筒靠近泥浆袋的一端也设有与凹槽相配合的拉耳卡，用于泥浆袋套筒与泥浆袋的紧密连接。

作为优选，丝杠的两端表面对称设有限位槽；泥浆袋套筒的一端套设于滑杆的表面，并与限位槽相配合，另一端与泥浆袋配合连接。

为了丝杠在转动时带动泥浆袋套筒移动，丝杠两端表面对称设有与泥浆袋套筒相配合的限位槽。

作为优选，钻头本体的顶部中心沿轴向竖直向上固定有钻头传动杆；钻头传动杆设为空心杆状；灌入管配合安装于钻头传动杆中。

为了保证钻头的钻孔效果，本发明在钻头本体顶部中心竖直向上安装钻头传动杆，为了保证不影响灌入管的使用以及安装，灌入管选择配合安装在钻头传动杆中。

作为优选，灌入喷孔呈螺旋形分布于钻头本体的上部表面。

本发明中灌入喷孔选择呈螺旋形分布于钻头本体上部表面，保证在钻头本体转动时不影响灌入喷孔工作时，还能够保证灌入喷孔的灌入效果。

作为优选，上灌入喷腔中配合安装有旋流芯；下灌入喷腔的表面均匀设有下灌入喷腔喷孔；下排出腔的直径较大一端配合安装有滤网；上排出腔的表面均匀设有上排出腔喷孔。

本发明中上灌入喷腔中还配合安装有旋流芯，保证由上灌入喷腔至下灌入喷腔的喷射效果，进而保证下灌入喷腔对钻头本体外部的灌入效果。

作为优选，钻井板的底侧表面设有螺旋状的钻井片。

作为优选，钻井片与钻井板的轴线方向所成锐角为30～45°。

为了提升位于钻头本体周围钻井板的钻井打孔效果，本发明在钻井板的底侧表面还设有螺旋状的钻井片，并且将钻井片与钻井板的轴线方向所成锐角设计为30～45°，以优异的倾斜角度保证其钻井打孔效果。

本发明与现有技术相比，集钻井打孔以及返浆功能为一体，在保证钻井打孔质量的同时，保证清水的灌入以及泥浆的排出操作，并且有效利用了钻井打孔时产生的泥浆，有效降低的钻井打孔成本，适合推广使用。

附图说明

图1、本发明的结构示意图；

图2、本发明中钻头支撑杆与钻头滑杆的安装示意图；

图3、本发明中钻头本体的结构示意图；

图4、本发明中泥浆存储处理装置的结构示意图；

图5、本发明中灌入喷孔的结构示意图；

图6、本发明中排出孔的结构示意图。

附图标记列表：钻头本体1、表面凹槽2、基底支撑板3、钻井板4、钻头支撑杆5、钻头滑杆6、钻头伸缩孔7、钻头限位凸起8、支撑滑轨9、灌入管10、灌入喷孔11、上灌入喷腔12、下灌入喷腔13、排出孔14、排出管15、上排出腔16、下排出腔17、泥浆存储箱18、泥浆袋19、处理盘20、处理支撑架21、滑杆22、丝杠23、处理电机24、泥浆袋套筒25、丝杠螺母26、排出管连接套筒27、拉耳卡28、泥浆袋接口29、凹槽30、钻头传动杆31、旋流芯32、下灌入喷腔喷孔33、滤网34、上排出腔喷孔35、钻井片36。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示为本发明的结构示意图，本发明为一种地源热泵泥浆正循环回转钻井打孔返浆装置，包括钻井打孔部以及返浆部。

钻井打孔部包括钻头本体1与钻头基底；如图3，钻头本体1表面均匀且向下设有表面凹槽2，钻头本体1的顶部中心沿轴向竖直向上固定有钻头传动杆31；钻头传动杆31设为空心杆状；钻头基底包括基底支撑板3、钻井板4、钻头支撑杆5以及钻头滑杆6；基底支撑板3呈空心圆柱状；钻井板4呈空心圆台状，配合安装于基底支撑板3的底部，其底部形成钻头伸缩孔7，并且钻井板4的底侧表面设有螺旋状的钻井片36，钻井片36与钻井板4的轴线方向所成锐角为30°。钻头支撑杆5均匀转动连接于钻头伸缩孔7的边缘，其顶部朝向基底支撑板3设置，如图2，钻头支撑杆5的上侧表面与下侧表面沿长度方向分别设有钻头限位凸起8与支撑滑轨9；钻头限位凸起8与表面凹槽2相配合；钻头滑杆6的数量与钻头支撑杆5相对应，底部转动连接于基底支撑板3的底部，顶部滑动配合于支撑滑轨9中。

返浆部包括灌入机构与排出机构；灌入机构包括灌入管10与灌入喷孔11；灌入管10配合安装于钻头传动杆31中，并由钻头本体1的顶部中心沿轴向向内设置；灌入喷孔11呈螺旋形分布于钻头本体1的上部表面，如图5，灌入喷孔11包括上灌入喷腔12与下灌入喷腔13；上灌入喷腔12呈喇叭状，其直径较小的一端设置于靠近钻头本体1的表面一侧，下灌入喷腔13呈内球面状，并且分别与上灌入喷腔12以及钻头本体1的表面相连通；上灌入喷腔12中配合安装有旋流芯32；下灌入喷腔13的表面均匀设有下灌入喷腔喷孔33；排出机构包括排出孔14与排出管15；排出孔14均匀设于钻井板4的表面，如图6，排出孔14包括上排出腔16与下排出腔17；下排出腔17呈喇叭状，其直径较大的一端与钻井板4的表面相连通，直径较小的一端朝向钻井板4的内侧设置；上排出腔16呈内球面状，其内球面与下排出腔17相连通；排出管15与上排出腔16相连通；下排出腔17的直径较大一端配合安装有滤网34；上排出腔16的表面均匀设有上排出腔喷孔35。

还包括泥浆存储处理装置；如图4，泥浆存储处理装置包括泥浆存储箱18、泥浆袋19以及处理机构；泥浆存储箱18的侧壁开有至少两个泥浆入口；泥浆入口中配合安装有排出管连接套筒27,一端连接排出管15，另一端连接泥浆袋19；处理机构包括处理盘20、处理支撑架21、滑杆22、丝杠23、处理电机24以及泥浆袋套筒25；处理电机24安装于泥浆存储箱18上远离泥浆入口一侧，其输出轴穿过泥浆存储箱18的侧壁并沿轴向固定于处理盘20的中部；处理支撑架21呈u形，沿轴向固定于处理盘20的表面；丝杠23以及滑杆22分别转动连接于处理支撑架21的中部以及开口处，且均与处理盘20平行，丝杠23中部配合设有丝杠螺母26，丝杠螺母26两侧螺纹反向设置，丝杠23的两端表面对称设有限位槽；泥浆袋套筒25的一端套设于滑杆22的表面，并与限位槽相配合，另一端与泥浆袋19配合连接。具体地，排出管连接套筒27的两端以及泥浆袋套筒25靠近泥浆袋19的一端均设有一圈拉耳卡28；泥浆袋19的两端均连接有泥浆袋接口29；泥浆袋接口29设有一圈凹槽30；凹槽30与拉耳卡28相配合。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。