潜孔旋转振击空气钻井粉尘控制器的制作方法

本发明涉及一种粉尘控制器，尤其涉及一种应用于潜孔旋转振击空气钻井中的粉尘控制器，属于粉尘控制技术领域。

背景技术：

在山地物探工作中，空气钻机尤其适用于山高缺水的灰岩、砂岩等恶劣地质条件地区以及干旱严重缺水的我国西部地区。由于空气钻机是利用压缩空气将被粉碎的砂石、粉尘等从井中强行排出，形成高度在2米以上的粉尘柱并四处蔓延。潜孔旋转振击空气钻井主要以压缩空气为动力击碎岩石，使之成为细小颗粒和粉尘，再在压缩空气的作用下，延已形成的井眼将其吹出井口，返到地面。这样不断的循环使周边环境弥漫在粉尘的包围之中，对几十甚至上百平方米的环境造成极大污染，给操作者带来感染职业病的危险。

虽然空气钻机通常配备有防尘罩，这样可以将部分吹到地面的颗粒挡回去，不向上冲。但对粉尘几乎没有什么作用，而粉尘才是最大的污染源，甚至可能加剧粉尘向四周扩散，不仅污染环境，也使现场作业人员的健康受到威胁。

从80年代初发明这项钻井技术以来，潜孔旋转振击空气钻井产生的粉尘对环境的污染和对操作者的伤害，多年的顽疾一直困扰着这个行业；很多科技人员都在为消除这样的污染而不懈的努力，但收效参微。如：

个人防护，为作业人员配备防尘护具，达到保护人员健康的目的。

加装吸尘装置，将尘源密闭控制在一定的空间内。该装置的作用是将粉尘收集，集中排放。

抽风除尘，利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来。

湿式作业，利用水的作用力起到降尘的作用。

上述方法中，个人防护但只是被动预防，效果不佳，且无法避免砂石、粉尘对环境的影响；因此，只能起到现场辅助的作用。对于密闭尘源和抽风除尘，虽然这两种方式均具有一定的除尘效果，但是，密闭尘源的井口被全部封盖，操作者看不到井眼中的返尘情况，无法判断井下钻进状况，不能采取有效的操作，故整个钻井过程不能正常顺利进行，甚至出现卡钻，造成钻井事故。抽风除尘由于水分含量太低，粉尘无法通过自主降落得到有效抑制。

因此，提高粉尘含水量的湿式作业就成了降尘、除尘的最好选择。

为了有效降尘，湿式作业中出现了雾化降尘装置，如专利申请号为201220627814.4的发明专利，其公开了《一种钻孔喷雾降尘装置》，在该申请文件中，钻孔喷雾降尘装置由空压机、承压水箱、喷雾头组成，空压机和承压水箱由水箱输压管道连通，承压水箱和喷雾头由输水管道连通。这种雾化降尘装置你用了原设备潜孔钻机空压机的富余气压，不需要增加新的压力泵，能够达到湿式降尘的目的，但是，其降尘效果并不佳，仅仅是利用了原设备钻机的空气压力，起到了对少量粉尘降尘的作用。

又如专利申请号为201520621469.7的发明专利，其公开了《一种有效降尘的潜孔钻机》，在该申请文件中，公开了一种雾化降尘装置，雾化降尘装置包括储水容器、供水管和水动力部件，储水容器设置在机体上，供水管一端连接在储水容器上，另一端连接在空压机压缩空气管路上，供水管上设有供水管开关，水动力部件用于使储水容器中的水经供水管进入空压机压缩空气管中。该雾化降尘装置虽然能够实现水雾降尘，耗水量也不高，但实际上的降尘效果并不佳，还有待提高。

另外，由于钻孔作业环境，尤其是山地物探作业环境的特殊性，水源往往不是随处可得，采用的降尘措施主要是孔口注水，由于出风力很大，粉尘随高压风急速喷出，注水在高压风的作用下难以与粉尘混合降尘，效果不佳，并且需要大量的水，对于一些缺水地区将很难实现。

因此需要研制一种湿式降尘设备，既能充分利用有限的水量，又能达到提高粉尘中水分含量的目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种潜孔旋转振击空气钻井粉尘控制器，水压力提升单元能够将常压水的压力提升成具有一定压力的压力水，压力水和压缩空气在水雾化单元中快速的混合形成混合的液态空气。有效的控制了污染，降低在钻井过程中产生的粉尘，以达到保护环境及保护操作者远离矽肺等职业病的目的；从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现：一种潜孔旋转振击空气钻井粉尘控制器，包括水压力提升单元和水雾化单元，所述水雾化单元包括压缩空气入口、混合空气出口和压力水入口，所述水压力提升单元的进水口与常压水箱相连，水压力提升单元的出水口通过压力水管与水雾化单元的压力水入口相连；压缩空气入口设于水雾化单元的底部，混合空气出口设于水雾化单元的顶部。

作为一种优选方式，进水弯管为l型的弯管，其入水口为压力水入口。

作为一种优选方式，所述水雾化单元还包括截流阀，所述截流阀设置于进水弯管内，位于压力水入口处。

作为一种优选方式，水压力提升单元包括过滤器、泵和压力调节器，过滤器的进水口与常压水箱相连，过滤器与泵的入水口通过管道连接，泵的出水口与压力调节器相连，压力调节器与压力水管相连。

作为一种优选方式，在泵的出水口设有过滤网。

将加工好的本发明潜孔旋转振击空气钻井粉尘控制器串联到现有的潜孔旋转振击空气钻井设备的高压主供气系统中。这样只要在主供气系统中有高压空气流动就会在雾化单元的外腔产生一个负压，在这个负压和水压力提升单元的同时作用下，压力水喷入水雾化单元，这样便可有效的和高压空气混合，达到雾化的目的，从而提高高压空气的湿度；使粉尘的湿度达到一定的程度形成较大的小颗粒，达到消除粉尘污染的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明潜孔旋转振击空气钻井粉尘控制器通过将空气的湿度控制在一个适当的范围，从而使得在高温高压下干燥的粉尘得以控制，整体结构简单，需要的水量小，能够有效的达到降尘的目的。

附图说明

图1是实施例1降尘器的结构示意图。

图2是图1中水雾化单元的半剖面结构示意图。

图3是图1中水压力提升单元的半剖面结构示意图。

图中：1-水雾化单元，11-压缩空气入口，12-混合空气出口，13-压力水入口，2-水压力提升单元，21-过滤器，22-泵，23-压力调节器，3-外管，4-内管，5-间隙，6-空腔，7-进水弯管，a-常压水，b-压力水，c-压缩空气，d-雾化后的混合空气。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

实施例1：

如图1、2、3所示，本发明潜孔旋转振击空气钻井粉尘控制器，包括水压力提升单元2和水雾化单元1，所述水雾化单元1包括压缩空气入口11、混合空气出口12和压力水入口13，所述水压力提升单元2的进水口与常压水箱8相连，水压力提升单元2的出水口通过压力水管9与水雾化单元1的压力水入口13相连；压缩空气入口11设于水雾化单元1的底部，混合空气出口12设于水雾化单元1的顶部。

其中：水雾化单元1的结构如图2所示，其包括外管3、内管4、进水弯管7和截流阀10，内管4套设于外管3内，且内管4与外管3中轴线重合；内管4下端外壁与外管3下端内壁接触且密封，内管4中部外壁与外管4中部内壁之间形成空腔6，内管4上端外壁与外管3上端内壁之间存在间隙5，间隙5与空腔6连通；进水弯管7为l型的弯管，其入水口为压力水入口13。所述截流阀10设置于进水弯管7内，位于压力水入口处，进水弯管7设置于外管3的中下部，并且与空腔6连通。截流阀用来控制进入空腔内的水流量。

水压力提升单元2的结构如图3所示，其包括过滤器21、泵22和压力调节器23，过滤器21的进水口与常压水箱8相连，过滤器21与泵22的入水口通过管道连接，泵22的出水口与压力调节器23相连，压力调节器23与压力水管9相连。该水压力提升单元的作用是：在钻井过程中，压缩空气的压力随负载变化而变化，在气管路压力变化时，要保证压缩空气湿度变化在一个范围，那么就需要供水量随之变化，所以在水压力提升单元中设置一个压力调节器来调节水压，同时还需要水压力提升单元和雾化单元共同控制湿度。在实际施工过程中，水压力提升单元的电压为12v,压力为0-0.9mpa，功率小于100w。

在现有的潜孔旋转振击空气钻井系统中增加一个独立的水压力提升单元，将水压提高到一个适当的压力。同时增加一个水雾化单元，将压力水与原系统高压空气进行混合雾化，提高原高压空气的湿度。

将加工好的本发明潜孔旋转振击空气钻井粉尘控制器，按附图1的方式串联到现有的潜孔旋转振击空气钻井设备的高压主供气系统中。这样只要在主供气系统中有高压空气流动就会在雾化单元的外腔产生一个负压，在这个负压和水压力提升单元的同时作用下，压力水喷入水雾化单元，这样便可有效的和高压空气混合，达到雾化的目的，从而提高高压空气的湿度；使粉尘的湿度达到一定的程度形成较大的小颗粒，达到消除粉尘污染的目的。

现有的潜孔旋转振击空气钻井系统水箱中的水在水压力提升单元的作用下通过过滤器加压，由管路进入雾化单元，在雾化中，水颗粒在高压空气0.4—0.8mpa的作用下，将水颗粒进一步击碎成为雾状，达到雾化的目的；被雾化的水使高压空气的湿度增大。

本发明的工作原理：

根据文丘里喷射原理，高速流动的压缩空气将使液态水在雾化管内变成雾状液滴输出，再通过混合空气接管引导至尘源，提高粉尘含水量使粉尘自然沉降，从而实现降尘、除尘的目的。

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。