[發明專利]鉆孔時的泥漿循環凈化系統及泥漿凈化方法

在審

• 申請號: 201610172761.4
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105696954A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 付連紅;王慧榮;陳保才;胡國斌;付鵬;呂國軍;鄭冠;袁鳳澤
• 申請（專利權）人: 寧波易通建設有限公司
• 主分類號: E21B21/06
• 分類號: E21B21/06
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代宇琛

技術領域

本發明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和 鉆孔時的泥漿凈化方法。

背景技術

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，鉆桿鉆進時泵送泥漿到鉆孔中，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。

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。

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。

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。

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。

發明內容

本發明要解決的一個技術問題是，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。

本發明的一種技術解決方案是，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；

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；

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。

本發明要解決的另一個技術問題是，提供一種能降低能耗、提高清孔除渣效率的鉆 孔時的泥漿凈化方法。

本發明的另一種技術解決方案是，提供一種鉆孔時的泥漿凈化方法，其步驟包括：

a、鉆桿下鉆時，向鉆孔泵送泥漿；

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；

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；