一种旋喷式原位修复钻具制造技术

本实用新型专利技术提供了一种旋喷式原位修复钻具，具有钻具主体、封堵器和吸入短节，所述钻具主体包括阀座短节、涡轮节内轴、阀芯，钻具主体内具有低压流道、高压流道，阀座短节下端与涡轮节内轴上端套接，阀芯在阀座短节与涡轮节内轴套接部分内轴向移动以进行所述低压流道、高压流道的切换；本实用新型专利技术能够解决现有技术中注入修复药液过程中出现的返浆、地面冒浆的问题，提高了钻机在注入修复药液的施工效率。提高了钻机在注入修复药液的施工效率。提高了钻机在注入修复药液的施工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种旋喷式原位修复钻具


[0001]本技术涉及土壤及地下水原位修复领域，尤其是涉及一种旋喷式原位修复钻具。

技术介绍

[0002]随着工业的高速发展，我国土壤和地下水污染逐步恶化，已呈现从点状污染向带状和面状污染发展的态势。目前，对土壤和地下水进行修复的主要方式为原位注入修复法，由于采用原位注入修复法具有不需要用泵抽和地面处理，无需开挖、可减少污染物暴露，施工影响较小、成本低、修复彻底、处理污染物种类多等优点，因此被广泛地应用。
[0003]土壤及地下水原位注入修复效果的好坏与修复药液和地层污染物混合均匀程度密切相关，一般是采用钻机注入设备，钻机通过较大的喷射速度将修复药液喷入地层中，使药剂切割重构地层，实现较好的混合效果，但与此同时也会出现一个技术性难题，即由于修复药液的喷射速度较大，容易引起返浆和地面冒浆的情况发生，对施工造成麻烦。
[0004]针对上述中的相关技术，技术人认为传统的钻机注入设备在注入修复药液的过程中存在有易返浆和地面冒浆的缺陷。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术提供一种用于土壤及地下水原位修复的旋喷式原位修复钻具，以解决现有技术中注入修复药液过程中出现的返浆、地面冒浆的问题，提高了钻机在注入修复药液的施工效率。
[0006]本技术提供了一种旋喷式原位修复钻具，包括封堵器、吸入短节和钻具主体，所述钻具主体包括阀座短节、涡轮节内轴、阀芯，钻具主体内具有低压流道、高压流道，阀座短节下端与涡轮节内轴上端套接，阀芯在阀座短节与涡轮节内轴套接部分内轴向移动以进行所述低压流道、高压流道的切换。
[0007]进一步地，所述钻具主体还包括涡轮节外筒、涡轮定子、涡轮转子、上端盖、喷射短节、阀芯、转换接头和钻头，所述封堵器、吸入短节、阀座短节、涡轮节内轴、转换接头和钻头自上而下依次连接并在内部形成相互连通的低压流道，所述上端盖安装于涡轮节外筒一端并且与阀座短节的外侧壁转动密封连接，所述喷射短节安装于涡轮节外筒另一端并且与涡轮节内轴的外侧壁转动密封连接，使得涡轮节内轴、涡轮节外筒、上端盖和喷射短节之间形成密闭的高压流道。
[0008]进一步地，所述阀座短节侧壁径向贯通设有高压出口，所述涡轮节内轴连接阀座短节的一端内部一体成型有支撑台，支撑台轴向贯通设有低压出口，所述阀芯轴向移动以互斥的打开或关闭高压出口与低压出口。
[0009]进一步地，所述阀芯包括内部中空且两端开口的柱体、一体成型于主体靠近上端盖一端的端头，以及同轴套设于柱体外部的复位弹簧，复位弹簧的两端分别与支撑台和端头相对的一侧抵接，柱体与支撑台之间存在活动间隙。
[0010]进一步地，所述端头远离柱体一端的端面与阀座短节的内壁通过锲形面接触配合，配合位置高于高压出口，所述柱体远离端头一端的端面与支撑台平面接触配合，配合平面与低压出口轴向对应。
[0011]进一步地，所述涡轮节外筒同轴套设于涡轮节内轴的外部，涡轮定子设置在涡轮节内轴和涡轮节外筒之间并且通过花键、花键槽与涡轮节内轴固定配合，涡轮转子设置在涡轮节内轴外部的涡轮节外筒之间并且通过花键、花键槽与涡轮节外筒固定配合。
[0012]进一步地，所述封堵器包括中心管以及固接于中心管外侧壁上的扩张筒，中心管一端与钻杆螺纹连接，中心管另一端与吸入短节螺纹连接，中心管位于扩张筒内的侧壁上贯通设有过流孔。
[0013]进一步地，所述吸入短节一端与中心管连接，另一端插入阀座短节内并与阀座短节螺纹连接，吸入短节内部设有分别与封堵器和阀座短节相连通的缩径腔，缩径腔的中间位置过流面积最小，缩径腔位于上游的开口大于位于下游的开口，并且在吸入短节的侧壁上加工有对称设置的两吸入孔。
[0014]进一步地，所述阀座短节远离吸入短节的另一端螺纹套设在涡轮节内轴外并且端部压持在涡轮定子顶部上，所述涡轮节内轴的外侧壁上固接有支撑环，涡轮定子的底部卡放于支撑环上，所述阀座短节位于高压流道内的侧壁上加工有多个高压出口。
[0015]进一步地，所述上端盖一端通过轴承转动连接于阀座短节上，上端盖另一端的外壁与涡轮节外筒的内壁螺纹连接，所述喷射短节一端通过轴承转动连接于涡轮节内轴上，喷射短节另一端的外壁与涡轮节外筒的内壁螺纹连接，所述喷射短节侧壁安装有喷嘴。
[0016]本技术的有益技术效果如下：
[0017]1.本技术的旋喷式原位修复钻具，能够在通入压力较高的修复药液时，使得膨胀密封胶筒张开，从而封闭钻杆与井壁之间的环空，达到防止返浆、地面冒浆的效果；
[0018]2.旋喷式原位修复钻具的吸入短节能够将环空中的液体和固体颗粒吸入内部，形成带固体颗粒的磨料射流，从而增强射流的切削能力，提高修复效果，同时吸入部分环空流体还能减小环空上返压力，进一步防止返浆和冒浆；
[0019]3.通过调节注入修复药液的压力，能够实现旋喷式原位修复钻具的流道切换，低压时流体流向钻头，高压时流体流向涡轮转子，并通过涡轮转子带动涡轮节外筒、上端盖和喷射短节一起旋转，实现旋喷作业。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为本技术提供的一种旋喷式原位修复钻具的整体运行示意图；
[0022]图2为本技术提供的一种旋喷式原位修复钻具的内部剖视图；
[0023]图3为本技术提供的一种旋喷式原位修复钻具的截面视图。
[0024]附图标记说明：
[0025]1、封堵器；2、吸入短节；3、阀座短节；4、涡轮节内轴；5、涡轮节外筒；6、涡轮定子；
7、涡轮转子；8、上端盖；9、喷射短节；10、阀芯；11、转换接头；12、钻头；13、中心管；14、扩张筒；15、过流孔；16、缩径腔；17、吸入孔；18、高压出口；19、支撑环；20、支撑台；21、低压出口；22、柱体；23、端头；24、复位弹簧；25、轴承；26、密封圈；27、挡圈；28、喷嘴。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0027]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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技术和简化描述，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、以特定的方位构造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋喷式原位修复钻具，包括封堵器(1)、吸入短节(2)和钻具主体，其特征在于：所述钻具主体包括阀座短节(3)、涡轮节内轴(4)、阀芯(10)，钻具主体内具有低压流道、高压流道，阀座短节(3)下端与涡轮节内轴(4)上端套接，阀芯(10)在阀座短节(3)与涡轮节内轴(4)套接部分内轴向移动以进行所述低压流道、高压流道的切换。2.根据权利要求1所述的旋喷式原位修复钻具，其特征在于，所述钻具主体还包括涡轮节外筒(5)、涡轮定子(6)、涡轮转子(7)、上端盖(8)、喷射短节(9)、阀芯(10)、转换接头(11)和钻头(12)，所述封堵器(1)、吸入短节(2)、阀座短节(3)、涡轮节内轴(4)、转换接头(11)和钻头(12)自上而下依次连接并在内部形成相互连通的低压流道，所述上端盖(8)安装于涡轮节外筒(5)一端并且与阀座短节(3)的外侧壁转动密封连接，所述喷射短节(9)安装于涡轮节外筒(5)另一端并且与涡轮节内轴(4)的外侧壁转动密封连接，使得涡轮节内轴(4)、涡轮节外筒(5)、上端盖(8)和喷射短节(9)之间形成密闭的高压流道。3.根据权利要求1所述的旋喷式原位修复钻具，其特征在于，所述阀座短节(3)侧壁径向贯通设有高压出口(18)，所述涡轮节内轴(4)连接阀座短节(3)的一端内部一体成型有支撑台(20)，支撑台(20)轴向贯通设有低压出口(21)，所述阀芯(10)轴向移动以互斥的打开或关闭高压出口(18)与低压出口(21)。4.根据权利要求2所述的旋喷式原位修复钻具，其特征在于，所述阀芯(10)包括内部中空且两端开口的柱体(22)、一体成型于主体靠近上端盖(8)一端的端头(23)，以及同轴套设于柱体(22)外部的复位弹簧(24)，复位弹簧(24)的两端分别与支撑台(20)和端头(23)相对的一侧抵接，柱体(22)与支撑台(20)之间存在活动间隙。5.根据权利要求4所述的旋喷式原位修复钻具，其特征在于，所述端头(23)远离柱体(22)一端的端面与阀座短节(3)的内壁通过锲形面接触配合，配合位置高于高压出口(18)，所述柱体(22)远离端头(23)...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳昌盛，夏春，彭犇，田玮，刘长波，卢光华，刘诗诚，吴洁，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，
类型：新型
国别省市：