[發明專利]一種沙土地層吹吸沉管成井施工裝置

在審

• 申請號: 201911177647.0
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110847824A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 高科;張聰;趙研;孫榮軍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B21/00;E02D23/00
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所 22206
• 代理人: 李曉莉

一種沙土地層吹吸沉管成井施工裝置，屬于基礎工程施工成井技術領域，該裝置由中間噴射管組件、中間吸沙機構、邊緣吸沙機構、活動支撐件和沉管組成，本發明采用中間噴射管組件噴射高壓氣體的方式，實現對沙土地層進行擾動，使沙土粒形成懸浮物；利用中間吸沙機構和邊緣吸沙機構將懸浮物吸起，同時，裝置與沉管連接，進而實現沙土地區的跟沉管成井，該裝置具備如下優點：一是解決了沙土地區成井時井壁易坍塌、鉆進效率低和成井效果差的問題；二是采用簡單的抽吸式裝置，實現了跟沉管成井、裝置簡單易攜帶以及減小鉆進成本的目的。本發明給沙土地區的成井工藝帶來了新的思路，極具創新意義，應用前景廣泛。

技術領域

本發明涉及基礎工程施工成井技術領域，特別涉及一種沙土地層吹吸沉管成井施工裝置。

背景技術

隨著建筑行業的迅速發展，人們對基礎工程孔的施工質量和效率要求越來越高。特別的，在沙土地層成井施工過程中，與一般地層的施工作業相比具有較大的難度。目前國內外主要采用人工掘進，沉管挖掘和鉆機跟管鉆進的方式成井。然而，這些方式均有不足，如：人工掘進容易坍塌。由于沙土地層中沙粒間幾乎沒有膠結物連接，穩定性很差，在成井過程中井壁容易坍塌，工人的安全不能達到保證；人工沉管挖掘勞動強度大、效率低；鉆機跟管鉆進準備工作較長，容易井斜，工藝復雜。針對上述問題和不足，亟需研發一種適用于沙土地區的成井設備和方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種沙土地層吹吸沉管成井施工裝置，通過射流機構噴出高壓氣體將井內沙土吹動攪起，使其在井內有限空腔內懸浮在空氣中。與此同時，在該有限空腔內設置的吸沙機構將處于懸浮狀態的沙土實時吸入并向上運移到地表。當支撐沉管的底部沙土被吹離原位，支撐力小于沉管自重時，沉管下移，吹吸沉管成井施工裝置隨沉管下移繼續吹、吸下部的沙土。整個吹吸過程，工人只需要通過地面控制系統控制吹和吸的相關參數。該裝置能夠實現沙土地層的快速、安全和經濟成井的目的。

本發明為實現上述目的采用的技術方案是：一種沙土地層吹吸沉管成井施工裝置，其特征在于：該裝置由中間噴射管組件、中間吸沙機構、邊緣吸沙機構、活動支撐件和沉管組成，中間噴射管組件包括內環形管、支撐直管、外環形管、邊緣吸沙機構支撐件、中間吸沙機構支撐件、第一固定鉸接頭、第二固定鉸接頭、內注氣口、外注氣口、內環形管噴射口、第一支撐直管噴射口、第二支撐直管噴射口、第一外環形管噴射口及第二外環形管噴射口，所述內環形管、支撐直管、外環形管以及第一固定鉸接頭均為中空管件，內部互相連通形成一個封閉的內腔，其中內環形管和外環形管同心布置；所述支撐直管焊接在內環形管和外環形管之間，支撐直管的數量至少三根，至少三根支撐直管以等角度間隔呈放射狀分布，并在任意相鄰的兩根支撐直管之間均設置有一個邊緣吸沙機構支撐件；所述邊緣吸沙機構支撐件為兩端敞口的圓筒形結構，邊緣吸沙機構支撐件的外壁和與其接觸的支撐直管焊接在一起；所述第一固定鉸接頭焊接在外環形管上，第一固定鉸接頭和支撐直管同軸設置，第一固定鉸接頭數量與支撐直管數量一致且一一對應；所述中間吸沙機構支撐件為兩端敞口的圓筒形結構，中間吸沙機構支撐件與內環形管同軸設置，且中間吸沙機構支撐件外壁與內環形管接觸并焊接在一起；所述第二固定鉸接頭和第一固定鉸接頭數量一致且一一對應，第二固定鉸接頭和第一固定鉸接頭鉸接；所述內注氣口設置在內環形管上；所述外注氣口開設在支撐直管上，且每個支撐直管上設置有一個外注氣口；所述內環形管噴射口呈環形均勻分布在內環形管上，且位于與內注氣口相背的一側上，內環形管噴射口正對著沙土地面；所述第一支撐直管噴射口為分布于支撐直管軸向上的一排通孔，第一支撐直管噴射口位于與外注氣口相背的一側上，第一支撐直管噴射口正對著沙土地面布置；所述第二支撐直管噴射口為分布于第一支撐直管噴射口兩側的至少兩排通孔，每排通孔沿支撐直管軸向布置；所述第一外環形管噴射口和第二外環形管噴射口均呈環形均勻分布在外環形管上，第一外環形管噴射口正對著沙土地面；