[實用新型]碳酸鹽巖及硬質巖石地埋管鉆孔及灌漿裝置

有效

• 申請號: 201420381447.3
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN203978273U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 李勇剛;成正川;唐升貴;何文君;李朝佳;劉發祥;安源遠
• 申請（專利權）人: 貴州有色地質工程勘察公司
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B33/13
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李余江;程新敏

技術領域

本實用新型涉及一種鉆孔灌漿裝置，具體涉及一種碳酸鹽巖及硬質巖石地埋管鉆孔及灌漿裝置。

背景技術

長期以來，地源熱泵中央空調系統在地質條件復雜的碳酸鹽巖及硬質巖地層中施工地埋管存在成孔困難、周期較長、成本較高等問題。在碳酸鹽巖及硬巖地區傳統的成孔工藝是機械迥轉鉆進取芯成孔，其缺點是鉆進速度慢、工效低、遇溶洞裂隙和地下水處理困難以及回填質量難以保證等。因此，地源熱泵中央空調系統在碳酸鹽巖及硬質巖地區的應用存在一定程度的局限性，亟需解決在碳酸鹽巖及硬質巖石地埋管鉆孔及灌漿的問題。

發明內容

本實用新型的目的在于，為解決碳酸鹽巖及硬質巖地層中施工地埋管存在的成孔困難、回填質量難以保證等技術問題，提供一種碳酸鹽巖及硬質巖石地埋管鉆孔裝置，以及相應的針對該類鉆孔的水下壓力灌漿回填裝置。

本實用新型的技術方案主要是由碳酸鹽巖及硬質巖石地埋管的空氣氣動成孔鉆孔裝置及水下壓力灌漿回填裝置組成。

空氣氣動鉆進工藝是以空氣作為破巖機具的動力并兼作沖洗介質的一種鉆進方法。其特點是對于硬質巖石鉆進速度快、不需要取芯，效益高。它包括至少一臺空壓機，該空壓機通過地面風管、立管、軟管將高壓氣流輸送給鉆頭，在空壓機與地面風管之間設有放氣閥門，用于控制氣流，同時，在地面風管旁設置儀表盤，用于觀測和與放氣閥門結合調節控制氣壓。其中，軟管呈蛇形盤繞設置，軟管一端連接立管，另一端連接一個水龍頭，并與鉆機相連，用于控制氣流和水流進入鉆頭。在鉆機與孔的井口位置設置井口裝置，用于固定鉆機以及調整鉆機鉆進姿勢。在孔內側開口設置一條回風管，回風管連接一個除塵器，用于降低孔內塵埃。

另外，與鉆孔裝置相應的，本實用新型還結合了這樣的水下壓力灌漿回填裝置，它是將灌漿管與換熱器PE管一起下入孔底，換熱器PE管采用雙U型管交叉結構沉入孔底，灌漿管靠近換熱器PE管伸入孔底中基巖。然后采用一定的壓力（1~3MPa）全孔一次性灌注水泥砂漿回填。其特點是安裝施工速度快、灌漿質量易保證。

本實用新型的技術效果：采用此施工技術有效解決了在碳酸鹽巖及硬質巖地層施工地埋管成孔難、成本高和回填灌漿質量難控制等問題，大大降低了費用和縮短了周期，為在碳酸鹽巖及硬質巖地區開展淺層地熱能的應用起到積極的推動作用。

附圖說明?????

圖1是本實用新型的鉆孔裝置布置示意圖；

圖2是本實用新型的灌漿回填裝置布置示意圖。

附圖標記說明：1-空壓機，2-地面風管，3-立管，4-儀表盤，5-放氣閥門，6-軟管，7-水龍頭，8-井口裝置，9-回氣管，10-除塵器，11-壓力灌漿泵，12-灌漿管，13-回填料，14-換熱器PE管。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

本實用新型由鉆孔裝置和灌漿裝置組成；先看圖1所示的鉆孔裝置，該鉆孔裝置包括至少一臺空壓機1，該空壓機1通過地面風管2、立管3、軟管6將高壓氣流輸送給鉆頭，在空壓機1與地面風管2之間設有放氣閥門5，在地面風管旁設置儀表盤4；

另外，從圖中可以看到，軟管6呈蛇形盤繞設置。所述軟管6一端連接立管3，另一端連接一個水龍頭7后與鉆機相連。在鉆機與孔的井口位置設置井口裝置8，用于固定鉆機以及調整鉆機鉆進姿勢。在孔內側開口設置一條回風管9，回風管9連接一個用于降低孔內塵埃的除塵器10。

看圖2所示的灌漿裝置，該灌漿裝置的包括至少一臺壓力灌漿泵11，該壓力灌漿泵11連接灌漿管12，灌漿管12與換熱器PE管14一起下入孔底。灌漿管12在孔內靠近換熱器PE管14縱向平行布置。換熱器PE管14采用雙U型管交叉結構沉入孔底。即兩根U型管互相在底部交叉形成籠狀結構沉入孔底，而灌漿管12則平行布置與其旁側。從圖2中孔口上方的小示意圖可以看到，熱器PE管14在孔中環向均勻布置，在孔側面開口設置循環液進口和循環液出口，以進行孔底的熱交換循環。

本實用新型實施時，按照如下步驟進行施工：

1、利用專用潛孔錘鉆機進行安裝施工（如圖1），鉆進至硬質巖層恒溫層（一般30~100米，孔徑Φ150~Φ220）；

2、將換熱器PE管14（雙U型）一同與灌漿管12置入已施工完的孔底，然后用壓力灌漿泵11順從灌漿管12灌入水泥砂漿（水灰比為1：3），漿液回填料13回填至井口，以確保換熱器為系統提供冷熱源，實現與末端的冷熱交換。

當然，以上只是本實用新型的具體應用范例，本實用新型還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型所要求的保護范圍之內。