鉆孔時的泥漿循環凈化系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及土木工程中鉆孔施工領域，具體講是一種鉆孔時的泥漿循環凈化系統。
【背景技術】
[0002]鉆桿成孔時，需要大量的泥漿，泥漿主要起到護壁、冷卻鉆頭、帶走鉆渣和軟化土體的作用。泥漿可以預先制備并存放在造漿池內，鉆桿鉆進時栗送泥漿到鉆孔中，當然，如果是在粘性土層鉆進時，也可以直接注水生成泥漿，減少預制泥漿的量，以節省成本。
[0003]當然，要利用泥漿的黏性帶走鉆渣，就需要采用泥漿循環凈化系統使得泥漿循環起來。現有技術的泥漿循環凈化系統包括中空的鉆桿、出漿管、帶濾網的泥漿箱、以及除砂器。鉆桿底端為入漿口而上端為出漿口，鉆桿上固定有與鉆桿的內腔連通的進氣管，進氣管向鉆桿內腔吹氣形成氣泡，使得鉆桿內腔與充滿泥漿的鉆孔產生壓差，導致鉆孔內的泥漿經入漿口進入鉆桿內腔并從出漿口排出，為泥漿循環凈化系統提供動力。鉆桿的出漿口與出漿管入口連通，出漿管出口位于泥漿箱的濾網的上方，泥漿經濾網過濾掉較大顆粒后流入泥漿箱，泥漿箱的出口經輸漿管與除砂器連接。
[0004]除砂器包括旋流器、電動機、傳動機構、篩網和機架，旋流器上部為一個中空的圓筒體，下部為與圓筒體連通的倒錐體，圓筒體和倒錐體閉合成工作筒體，旋流器的入口與圓筒體成切線方向且旋流器入口與輸漿管出口連通，旋流器頂部設有溢漿口，溢漿口經第一回漿管與鉆孔連通，倒錐體底端為出砂口，電動機經傳動機構控制篩網往復振動，出砂口位于篩網上方，篩網下方設有與鉆孔連通的第二回漿管。
[0005]上述泥漿循環凈化系統的工作原理為:鉆孔中的泥漿經鉆桿向上進入出漿管，再經過濾網第一次過濾，將大顆粒鉆渣過濾掉，然后經泥漿箱進入輸漿管，再經輸漿管沿著切向進入旋流器的工作筒體，進入工作筒體的泥漿在離心力作用下實現分級，即較大顆粒的鉆渣被拋向工作筒體的筒壁并旋轉向下從出砂口排出，與一部分的泥漿經過篩網過濾后進入第二回漿管，最終返回鉆孔，而鉆渣少的一部分較純的泥漿隨二次上旋渦流從頂部的溢漿口排出，經第一回漿管返回到鉆孔中。
[0006]上述現有技術的泥漿循環凈化系統存在以下弊端:一、該循環凈化系統工作時，除砂器的電動機不停工作驅動篩網擺動，其能耗比較大;二、也是更關鍵的一點是，該系統凈化除渣效率低，從出砂口排出的泥漿即便是經過了篩網的再次篩選，仍然存在相當一部分的小鉆渣無法除盡，該部分鉆渣又重新循環回了鉆孔，所以，鉆孔過程中，往往需要將泥漿循環多次才能達到清孔的需求。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型要解決的技術問題是，提供一種能降低能耗、提高清孔除渣效率的鉆孔時的泥漿循環凈化系統。
[0008]本實用新型的技術解決方案是，提供一種鉆孔時的泥漿循環凈化系統，它包括中空的鉆桿、出漿管和帶濾網的泥漿箱;鉆桿底端為入漿口而上端為出漿口，鉆桿上固定有與鉆桿的內腔連通的進氣管，鉆桿的出漿口與出漿管入口連通，出漿管出口位于泥漿箱的濾網的上方;該系統還包括沉淀箱和旋流器；
[0009]旋流器由上部的中空圓筒體、下部的中空倒錐體和底部的倒錐漏斗構成，相互連通的圓筒體和倒錐體構成工作筒體，旋流器入口與工作筒體成切線方向，旋流器頂部設有溢漿口，工作筒體底部為出砂口，出砂口周邊固定有上法蘭盤，倒錐漏斗頂端固定有下法蘭盤，上法蘭盤和下法蘭盤螺接，上法蘭盤和下法蘭盤的中心孔的孔壁均為錐面，上法蘭盤的中心孔孔壁、下法蘭盤的中心孔孔壁、倒錐體的內錐面、倒錐漏斗的內錐面均位于同一個錐面上；
[0010]泥漿箱的出口經第一輸漿管與沉淀箱的入口連通，沉淀箱的第一出口經第二輸漿管與旋流器入口連通，旋流器的溢漿口經第一回漿管與鉆孔連通，旋流器的倒錐漏斗底端固定一根出砂管，出砂管上設有第一流量調節閥。
[0011]利用本實用新型的泥漿循環凈化系統的方法，其步驟包括:
[0012]a、鉆桿下鉆時，向鉆孔栗送泥漿；
[0013]b、經進氣管對鉆桿內腔吹氣形成氣泡，使得鉆桿內腔與充滿泥漿的鉆孔產生壓差，導致鉆孔內泥漿經鉆桿的入漿口和出漿口進入出漿管；
[0014]C、泥漿從出漿管排出，經濾網過濾掉大顆粒鉆渣，并流入泥漿箱內，再經第一輸漿管進入沉淀箱，沉淀掉較大顆粒，然后經第二輸漿管進入旋流器；
[0015]d、旋流器內的泥漿在離心力作用下實現分級，大部分鉆渣被拋向工作筒體的筒壁并旋轉向下經出砂口、倒錐漏斗和出砂管徹底排出泥漿循環，而鉆渣少的一部分較純的泥漿從頂部的溢漿口排出，經第一回漿管返回到鉆孔中。
[0016]采用以上結構的鉆孔時的泥漿循環凈化系統與現有技術相比，具有以下優點。
[0017]—、該系統省略了現有技術除砂器的電動機、傳動結構和篩網，簡化了結構，降低了造價，更降低了系統運行的能耗;二、該技術方案創造性地提出，將原來從旋流器的出砂口排出并經過篩網過濾但仍然無法除盡的這部分泥漿直接排出循環系統，這樣，這部分泥漿不再回流到鉆孔，大幅度提高了凈化除渣的效率;三、雖然會從出砂口流失掉一部分泥漿，但由于在出砂口增加了一個倒錐漏斗，實現了將口縮小的作用，降低了泥漿的流失量，使得實際上經出砂口流失的泥漿量保持在一個經濟上能接受的合理范圍內；而且，正是由于增加了倒錐漏斗，在縮口的同時增大了二次旋渦流的反作用力，加速了更純的泥漿從溢漿口流出的過程，加快了泥漿循環的速度，進一步提高了凈化效率;三、增設了一個沉淀箱，能夠發揮自然沉淀作用，多增加了一級過濾，使得該系統的除渣效果更理想。四、由于倒錐漏斗底端固定一根出砂管，出砂管上設有第一流量調節閥，這樣，可以調節該閥體的開度，一旦泥漿中鉆渣不多的時候，可以將開度減小，降低泥漿流失，避免浪費泥漿。五、上法蘭盤和下法蘭盤的中心孔的孔壁均為錐面，上法蘭盤的中心孔孔壁、下法蘭盤的中心孔孔壁、倒錐體的內錐面、倒錐漏斗的內錐面均位于同一個錐面上，這樣的設計能保證泥漿的順利下落，避免出現泥漿堆積的死角。
[0018]作為改進，該系統還包括第二回漿管，第二回漿管入口與沉淀箱的第二出口連通，第二回漿管出口與鉆孔連通，第二回漿管上設有第二流量調節閥;這樣，萬一出現旋流器能效不足，導致鉆孔內泥漿液面下降的情況，可以打開第二流量調節閥，根據泥漿液面高度調控直接從沉淀箱中回流的泥漿的量，避免需要大幅度補充泥漿，節約經濟成本。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型鉆孔時的泥漿循環凈化系統的結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型鉆孔時的泥漿循環凈化系統的旋流器的放大側剖視結構示意圖。
[0021]圖中所示1、鉆桿，2、出漿管，3、濾網，4、泥漿箱，5、進氣管，6、沉淀箱，7、旋流器，7.1、圓筒體，7.2、倒錐體，7.3、倒錐漏斗，7.4、溢漿口，7.5、出砂口，8、上法蘭盤，9、下法蘭盤，10、第一輸漿管，11、第二輸漿管，12、第一回漿管，13、第二回漿管，14、鉆孔，15、第二流量調節閥，16、鉆頭，17、泥漿栗，18、造漿池，19、出砂管，20、第一流量調節閥。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0023]如圖1、圖2所示，本實用新型鉆孔時的泥漿循環凈化系統，它包括中空的鉆桿1、出漿管2、帶濾網3的泥漿箱4、沉淀箱6和旋流器7。鉆桿I底端為入漿口而上端為出漿口，鉆桿I上固定有與鉆桿I的內腔連通的進氣管5，具體的說，鉆桿I的底部設有鉆頭16，鉆頭16上設母扣而鉆桿I上設公扣，鉆頭16與鉆桿I公母配合擰緊連接，入漿口設置在鉆桿I的鉆頭16的底部，而進氣管5穿過鉆桿I的公扣與鉆桿I內腔連通。當然，該進氣管5經一個動靜密封環與一個空壓機連通，更具體的說，進氣管5與動環連通確保進氣管5能隨著鉆桿I旋轉，而靜環與空壓機連通。
[0024]鉆桿I的出漿口與出漿管2入口連通，出漿管2出口被泥漿箱4上的支架固定在泥漿箱4的濾網3的上方。
[0025]旋流器7由上部的中空圓筒體7.1、下部的中空倒錐體7.2和底部的倒錐漏斗7.3構成，相互連通的圓筒體7.1和倒錐體7.2構成工作筒體，旋流器7入口與工作筒體成切線方向，旋流器7頂部設有溢漿口 7.4，工作筒體底部即倒錐體7.2底部為出砂口 7.5，出砂口 7.5周邊固定有上法蘭盤8，倒錐漏斗7.3頂端固定有下法蘭盤9，上法蘭盤8和下法蘭盤9螺接，上法蘭盤8和下法蘭盤9的中心孔的孔壁均為錐面。上法蘭盤8的中心孔孔壁、下法蘭盤9的中心孔孔壁、倒錐體7.2的內錐面、倒錐漏斗7.3的內錐面均位于同一個錐面上。上述設計是為了便于鉆渣順利下滑排出倒錐漏斗7.3。
[0026]泥漿箱4的出口經第一輸漿管10與沉淀箱6的入口連通，沉淀箱6的第一出口經第二輸漿管11與旋流器7入口連通，旋流器7的溢漿口 7.4經第一回漿管12與鉆孔14連通，旋流器7的倒錐漏斗7.3底端固定一根出砂管19，出砂管19上設有第一流量調節閥20，出砂管19底端為排渣口。
[0027]該系統還包括第二回漿管13，第二回漿管13入口與沉淀箱6的第二出口連通，第二回漿管13出口與鉆孔14連通，第二回漿管13上設有第二流量調節閥15。
[0028]利用本實用新型鉆孔時的泥漿循環凈化系統的方法，其步驟如下。
[0029]a、鉆桿I下鉆時，向鉆孔14栗送泥漿;具體的說，是利用泥漿栗17將造漿池18中預制的泥漿送入鉆孔14內。
[0030]b、經進氣管5對鉆桿I內腔吹氣形成氣泡，使得鉆桿I內腔與充滿泥漿的鉆孔14產生壓差，導致鉆孔14內泥漿經入漿口進入鉆桿I的內腔再經出漿口排出鉆桿I的內腔從而進入出楽管2。
[0031]C、泥漿從出漿管2出口排出，經濾網3過濾掉大顆粒鉆渣，并流入泥漿箱4內，即一級凈化，該步驟過濾掉大于20mm的鉆渣顆粒。再經第一輸楽管10進入沉淀箱6，沉淀掉較大顆粒，即二級凈化，沉掉掉0.25_?20_的鉆渣顆粒。然后經第二輸漿管11進入旋流器7。當然，當鉆孔14內的泥漿液面下降后，可打開第二回漿管13的第二流量調節閥15，使得沉淀箱6中的一部分泥漿不經旋流器7直接回流到鉆孔14內。
[0032]d、旋流器7內的泥漿在離心力作用下實現分級，大部分鉆渣被拋向工作筒體的筒壁并旋轉向下經出砂口 7.5、倒錐漏斗7.3和出砂管19徹底排出泥漿循環，當然，也會有少部分的泥漿跟著鉆渣一起排出循環，但由于出砂口7.5被倒錐漏斗7.3縮小，所以流失的泥漿的量實質上不多，經濟上能夠承受。而鉆渣少的一部分較純的泥漿從頂部的溢漿口 7.4排出，經第一回漿管12返回到鉆孔14中。即三極凈化，該步驟中，能排出小于0.25mm的鉆渣顆粒。
【主權項】
1.一種鉆孔時的泥漿循環凈化系統，它包括中空的鉆桿(I)、出漿管(2)和帶濾網(3)的泥漿箱(4);鉆桿(I)底端為入漿口而上端為出漿口，鉆桿(I)上固定有與鉆桿(I)的內腔連通的進氣管(5)，鉆桿(I)的出漿口與出漿管(2)入口連通，出漿管(2)出口位于泥漿箱(4)的濾網(3)的上方;其特征在于:該系統還包括沉淀箱(6)和旋流器(7); 旋流器(7)由上部的中空圓筒體(7.1)、下部的中空倒錐體(7.2)和底部的倒錐漏斗(7.3)構成，相互連通的圓筒體(7.1)和倒錐體(7.2)構成工作筒體，旋流器(7)入口與工作筒體成切線方向，旋流器(7)頂部設有溢漿口( 7.4)，工作筒體底部為出砂口( 7.5)，出砂口(7.5)周邊固定有上法蘭盤(8)，倒錐漏斗(7.3)頂端固定有下法蘭盤(9)，上法蘭盤(8)和下法蘭盤(9)螺接，上法蘭盤(8)和下法蘭盤(9)的中心孔的孔壁均為錐面，上法蘭盤(8)的中心孔孔壁、下法蘭盤(9)的中心孔孔壁、倒錐體(7.2)的內錐面、倒錐漏斗(7.3)的內錐面均位于同一個錐面上； 泥漿箱(4)的出口經第一輸漿管(I O)與沉淀箱(6)的入口連通，沉淀箱(6)的第一出口經第二輸漿管(11)與旋流器(7)入口連通，旋流器(7)的溢漿口(7.4)經第一回漿管(12)與鉆孔(14)連通，旋流器(7)的倒錐漏斗(7.3)底端固定一根出砂管(19)，出砂管(19)上設有第一流量調節閥(20)。2.根據權利要求1所述的鉆孔時的泥漿循環凈化系統，其特征在于:該系統還包括第二回漿管(13)，第二回漿管(13)入口與沉淀箱(6)的第二出口連通，第二回漿管(13)出口與鉆孔(14)連通，第二回漿管(13)上設有第二流量調節閥(15)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鉆孔時的泥漿循環凈化系統，該系統的旋流器(7)由圓筒體(7.1)、倒錐體(7.2)和倒錐漏斗(7.3)構成，倒錐體(7.2)底部的出砂口(7.5)經上法蘭盤(8)和下法蘭盤(9)與倒錐漏斗(7.3)螺接，旋流器(7)的倒錐漏斗(7.3)底端固定一根出砂管(19)，出砂管(19)上設有第一流量調節閥(20)。該凈化系統能降低能耗、提高清孔除渣效率。
【IPC分類】E21B21/06
【公開號】CN205387918
【申請號】CN201620232594
【發明人】胡國斌, 謝慧兵, 徐新戰, 王金山, 馬強, 衛俊近, 王海波, 龍志強
【申請人】寧波易通建設有限公司
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2016年3月24日