一种附带残料收集功能的地源热泵孔井施工装置的制作方法

本发明涉及地热利用，具体为一种附带残料收集功能的地源热泵孔井施工装置。

背景技术：

1、随着社会的发展，各种既环保又节能的新能源的应用越来越多，其中地源热泵作为当今最高效的一种家居供热和制冷系统在中国必将有着广阔的应用和发展前景，但地源热泵的原理是从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能，因此地源热泵主要是在地下进行的，一定要经过打井才可以进行热量传输，为了保证孔井的质量，市面上出现了大量的地源热泵孔井施工装置。

2、现有的地源热泵孔井施工装置通常不具有废料收集功能，而在钻井施工过程中会产生大量的残料，以至于泥水乱流，最后导致整个工作环境变得及其脏乱，一方面影响工作人员施工，另一方面为后续的清理增加了难度，同时目前的地源热泵孔井施工装置在钻杆定位连接等方面有很大的不足，例如“cn201420149941.7具有单侧自动换杆装置的地源热泵钻井设备”，即公开了一种自动更换钻杆的技术，但该装置虽然解决了换杆麻烦的问题，可是因为造价昂贵，不适用于中小型的施工钻井队，为了追求实用性和性价比，大部分中小型施工钻井队在地源热泵孔井施工过程中依然还是采用老式的钻井装置，而目前的老式钻井装置基本上都没有自动定位功能，需要人工将两组钻杆对齐，然后再通过动力装置带动其中一组钻杆旋转，从而达到连接两组钻杆的目的，这种连接方式不仅降低了工作效率，而且增加了工作人员的劳动量。

3、此外，现在的地源热泵孔井施工装置在工作过程中，经常会发生振动，从而有可能会降低孔井的质量和钻杆的寿命，同时在施工过程中钻杆需要深入地下几十米甚至一百米，这种深度可能使得钻杆发生一定量的弯曲，进而导致孔井实际的垂直度会与预测的垂直度不一致。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种附带残料收集功能的地源热泵孔井施工装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种附带残料收集功能的地源热泵孔井施工装置，所述地源热泵孔井施工装置包括定位器、动力架、底座和防护罩，所述底座和防护罩均固定安装在地面上，所述定位器包括定位环和固定座，所述定位环和固定座分别设置有两组，每组所述定位环的下端均固定安装有滑块，每组所述固定座的上端均开设有滑槽，每组所述定位环均与一组所述固定座通过滑块和滑槽滑动连接，两组所述固定座分别固定安装在防护罩的上方左右两侧，每组所述定位环的内部前后两端均固定安装有线圈，每组所述固定座的内部均固定安装有第一电源箱，所述第一电源箱通过导线与线圈电线连接，所述底座的前端固定安装有支撑架，所述支撑架上活动安装有动力架，所述动力架的下方活动安装有钻杆。

3、根据目前的地源热泵孔井施工装置及其使用方法，施工人员通常是利用动力架进行抓取钻杆，然后通过手动扶持的操作将动力架下方的钻杆与地面上的钻杆相对齐，本发明在现有的地源热泵孔井施工装置基础上增设有定位器和防护罩，定位器设置在防护罩的上方，当动力架抓取到钻杆后，由于钻杆的下端处于悬浮状态，因此会有一定程度的摆动幅度，正是由于此原因，导致动力架下方的钻杆与地面上的钻杆无法对齐，本发明的定位器由定位环和固定座组成，当钻杆完全竖直起来之后，通过开启第一电源箱能够使得线圈上带有电流且线圈的内部有铁芯，当两组定位环内部的线圈上所带的电流方向相反时，两组定位环会相互靠拢，进而达到固定钻杆的目的，使得钻杆无法摆动，然后通过动力架使得钻杆转动，即可将动力架下方的钻杆与地面上的钻杆相连接，本发明通过定位器使得动力架下方的钻杆能够与地面上的钻杆自动对齐，从而避免了施工人员手动扶持钻杆的麻烦，最后提高了工作效率。

4、进一步的，所述防护罩的上端靠近边缘处活动安装有减振器，所述减振器包括升降架、光杆和减震环，所述光杆通过滑块和滑槽在防护罩的上端做圆周运动，所述升降架一端滑动套接在光杆上，所述升降架的另一端通过第一弹簧和推杆与减震环相连接。

5、施工过程中，钻杆在孔井中会受到不同力的作用进而发生振动，通过采用上述技术方案，通过第一弹簧和推杆使得减震环能够与钻杆相接触并起到夹紧固定的作用，通过第一弹簧、推杆和减震环能够有效减少钻杆的振动幅度，同时钻杆与减震环之间会有一定的摩擦力存在，因此在钻杆高速旋转的过程中，减震环也会有一定的转动趋势，通过光杆使得减振器能够在防护罩的上端做圆周运动，避免减振器受到损坏，同时升降架滑动套接在光杆上，能够保证减震环与钻杆可同步移动，进而增强减振效果。

6、进一步的，所述底座的后端固定安装有收集箱，所述收集箱的内部设置有污水仓、污泥仓和搅拌仓，所述防护罩通过污泥泵和污水管与污水仓相连通。

7、通过采用上述技术方案，将防护罩放置在需要钻井的位置，通过防护罩能够极大的避免泥水乱流的现象，进而保证了工作环境的整洁性，在施工过程中，地下的泥水会从孔井中渗出，通过污泥泵和污水管能够将泥水输送到收集箱内，通过收集箱能够对施工过程中产生的废料进行收集分类，例如污水将流入到污水仓内，污泥以及大颗粒杂物将落入到污泥仓内，当钻井结束之后，通过搅拌仓能够将一部分污水与污泥混合，从而方便施工人员对孔井进行回填。

8、进一步的，所述污水仓的内部活动安装有过滤板、压板和第二升降杆，所述过滤板的一端通过转轴与污水仓活动连接，所述过滤板的另一端固定安装在第二升降杆上，所述收集箱的上方固定安装有第一升降杆，所述第一升降杆的一端贯穿于收集箱的上端并与压板相连接。

9、通过采用上述技术方案，当防护罩内的泥水通过污泥泵和污水管流入到污水仓内时，会落入到过滤板上，通过第一升降杆使得压板下降，通过压板和过滤板能够将泥水中的固液物质进行初步分离，当分离结束后，通过第二升降杆能够控制过滤板靠近污泥仓的一端下降，进而使得过滤板上的污泥以及大颗粒杂物落入到污泥仓内。

10、进一步的，所述搅拌仓的内部活动安装有搅拌杆，所述搅拌仓的上方开设有动力仓，所述动力仓的内部设置有第二源箱和磁块，所述磁块共设置有a、b两组，所述a组磁块固定安装在动力仓的中间偏上位置处并支撑第二源箱，所述b组磁块活动安装在动力仓的中间偏下位置处并与搅拌杆相连接，所述b组磁块的上方设置有导电棒和挡柱，所述导电棒与b组磁块之间通过转轴活动连接，所述挡柱为绝缘材料并固定安装在b组磁块的上方。

11、通过采用上述技术方案，第二源箱的负极与负极导电片相连接，第二源箱的正极与导电棒相连接，同时导电棒远离转轴的一端固定安装有电触头，电触头与环形凹槽内的负极导电片相接触，当第二源箱开启时，导电棒上会带有电流，根据左手定则，通电导体在磁场中会受到安培力，由于导电棒的一端通过转轴与b组磁块活动连接，因此导电棒会在两组磁块之间做圆周运动，当导电棒运动到一定程度后会与挡柱接触，而挡柱固定在b组磁块的上方，因此导电棒在做圆周运动的过程中会推着挡柱和b组磁块转动，进而使得搅拌杆旋转，保证钻井结束之后，通过搅拌仓能够将一部分污水与污泥混合，方便施工人员对孔井进行回填。

12、进一步的，所述钻杆的外部固定安装有防护套，所述防护套的硬度小于钻杆的硬度，所述防护套与钻杆之间填充有液体。

13、通过采用上述技术方案，当钻杆深入地下时，通过防护套能够为钻杆提供一定的保护，当防护套发生弯曲时会对液体进行挤压，此时液体会对防护套发生弯曲的内壁产生一组向上的压强，通过这组向上的压强能够防止防护套继续弯曲，同时由于防护套的硬度小于钻杆的硬度，液体产生的压强不会对钻杆造成大的影响。

14、进一步的，所述钻杆与防护套密封连接，所述液体为煤油、海绵铁和水的混合液。

15、目前地源热泵孔井施工装置所使用的钻杆通常都以合金钢为主，其中钻杆生锈的原理是钻杆中的铁与水和氧气发生了化学反应，通过采用上述技术方案，通过海绵铁能够有效去除水中的氧气，同时通过煤油能够有效隔绝氧气进入到水中，因此通过采用这种方式可以极大的避免钻杆的外壁发生锈蚀现象。

16、进一步的，所述支撑架的中间位置处固定安装有连接架，所述连接架的后方活动安装有清洁器，所述清洁器包括清洁块、清洁环和电动伸缩杆，所述清洁块通过电动伸缩杆活动安装在清洁环上，所述清洁环的内部活动安装有卡环，所述清洁环与卡环之间通过第二弹簧活动连接。

17、通过采用上述技术方案，在正常施工的过程中，清洁器位于连接架的后侧，当施工结束之后，通过活动架将清洁器转动到连接架的前侧，并与钻杆相接触，然后通过电动伸缩杆将清洁块逐渐收缩到远离卡环的位置，此时将钻杆逐渐卡入到清洁环内，当钻杆完全进入到清洁环内时，在第二弹簧的作用下，卡环会从清洁环的内部弹出，最后通过动力架使得钻杆旋转，通过清洁环能够对钻杆的表面进行清理，通过卡环能够防止钻杆在清理的过程中从清洁环的内部移动出去。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明相比于目前的地源热泵孔井施工装置增设有定位器、减振器、收集箱、清洁器和防护罩，通过定位器使得动力架在抓取到钻杆后，钻杆能够快速固定，从而防止钻杆因为悬浮而发生摆动现象，最后不仅有效避免了施工人员手动扶持钻杆的麻烦，而且提高了工作效率，通过减振器能够有效减少钻杆的振动幅度，进而保证了钻井的质量，同时在钻井施工的过程中，通过防护罩和收集箱的配合一方面能够极大的避免泥水乱流的现象，进而保证工作环境的整洁性，另一方面还能将施工过程中产生的废料进行统一收集处理，降低了后续清理的难度，最后在施工结束后取出钻杆的过程在，通过清洁器能够对钻杆的表面进行清理，从而防止施工人员在搬运钻杆时由于钻杆上的污泥导致身上出现脏污现象。