[發明專利]一種抽吸聯合式固化噴射裝置

有效

• 申請號: 202210057168.0
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114082537B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 郭亮;何肖玉;何妮;張敏;熊柱紅;張錦濤;曾未名;彭頤祈;郭馨藝;姜宇宏;王保權;趙金龍;文海旭;李媛媛;王泓智;王雅坤;王梓同;廖明偉;郭豪;吳海龍;鄢睿;劉豐威;路益;王云翔;邢雷;戴啟辰;羅鵬;劉芯邑
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;四川省建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: B05B1/14
• 分類號: B05B1/14;B05B1/26;B05B1/30;B05B1/32;B05B1/34;B05B15/50
• 代理公司: 成都精點專利代理事務所(普通合伙) 51338
• 代理人: 周建

本發明公開了一種抽吸聯合式固化噴射裝置，涉及流體噴射領域，具體包括噴頭，在噴頭上端面設有外套管，在外套管內設有轉軸，在轉軸的延伸段上設有渦輪，在噴頭外圓周壁上設有多個噴流孔組，在圓盤下表面轉動設置有多個導流板，在圓盤內開有調節腔，調節腔內設有聯動組件，渦輪的扇葉正對噴流孔組。本發明采用橫向滲透的注漿方式，并采用旋轉噴射的方式對將漿液水平推送滲透至土體中，在低壓噴射過程中，利用噴頭內部的渦輪以及多個導流板的調節功能，使得漿液以合適的流速溢出噴頭，在確保細菌細胞不與漿液分離的前提下，提高漿液的水平傳輸距離。

技術領域

本發明涉及流體噴射領域，具體提供一種抽吸聯合式固化噴射裝置。

背景技術

微生物誘導碳酸鈣沉淀（MICP）技術利用自然界普遍存在的微生物礦化作用，在土體內部通過噴射菌液和膠結液（一般為尿素和鈣鹽的混合溶液），在土體內誘導產生碳酸鈣晶體，提高砂土的密實性與顆粒間的膠結性，從而改善土層機械性能；然而，在現有的注漿管注漿時，位于注漿管底部的注漿口處通常會設有噴淋結構，以方便漿液的噴射，由于高濃度菌液能快速水解尿素形成礦化結晶，因此容易造成碳酸鈣晶體堆積并導致噴射結構堵塞，從而影響后續漿液的順利入滲，尤其在面對大范圍固化作業對象時，注漿口堵塞現象更加顯著。因此如何在大體量土體加固工程中有效調控漿液（微生物菌液與膠結液）的運移距離與擴散范圍，從而最大程度實現廣域土層均勻固化效果，對目前的漿液泵送系統而言，尤其是噴射結構的選擇至為重要。

發明內容

本發明目的在于提供一種抽吸聯合式固化噴射裝置，通過合理控制噴頭中漿液的噴射速度，進而實現廣域土層均勻固化效果。

本發明通過下述技術方案實現：

一種抽吸聯合式固化噴射裝置，包括呈圓柱狀的噴頭，所述噴頭中部開有旋噴腔，在所述噴頭上端面設有與旋噴腔連通的外套管，在外套管內設有轉軸，且旋噴腔內設有圓盤，轉軸下端活動貫穿圓盤中部后向下延伸，且在轉軸的延伸段上設有渦輪，沿所述噴頭的周向在其外圓周壁上間隔設置有多個與旋噴腔內部連通的噴流孔組，在圓盤下表面轉動設置有多個導流板，多個導流板呈環形陣列分布在渦輪的周圍，在圓盤內開有調節腔，調節腔內設有帶動多個導流板與渦輪同步轉動的聯動組件，且所述渦輪的扇葉正對所述噴流孔組。

現有的 MICP技術加固土體的噴射注漿工藝存在很大缺陷，由于噴射結構中流出的膠結溶液的流速直接關系到菌體在砂土內部的固著和生成的碳酸鈣晶體分布，即過高流速的漿液會將細菌細胞沖出，不利于礦化反應進行，而較低流速注入膠結液，能得到較高的固化效率，同時也會造成碳酸鈣分布的集中；而目前常規采用縱向噴射注漿法，碳酸鈣晶體在噴射結構堵塞的現象尤為嚴重，由此可以，噴射結構的選擇對于土體固化效果的影響極為重要。相對而言，成層土的橫向滲透性要優于其縱向滲透性，因此本技術方案采用橫向滲透的噴射注漿方式，并采用旋轉噴射的方式對將漿液水平推送滲透至土體中，在低壓噴射過程中，利用噴頭內部的渦輪以及多個導流板的調節功能，使得漿液以合適的流速溢出噴頭，在確保細菌細胞不與漿液分離的前提下，提高漿液的水平傳輸距離。