一种钻探施工用泥浆导流循环系统

摘要

本发明涉及钻探施工技术领域，公开了一种钻探施工用泥浆导流循环系统，包括三通和与三通连接的敞口泥浆池，敞口泥浆池包括壳体和布置在壳体内的分隔板，壳体于分隔板的两侧分别形成有沉淀池，分隔板上开设有引流口，各个沉淀池内分别布置有过滤网，相邻两个过滤网中远离三通的过滤网的孔径小于靠近三通的过滤网的孔径。泥浆水由三通与钻杆之间的径向间隔内回返上涌后流入敞口泥浆池内，避免泥浆水外溢而造成环境污染；各个沉淀池内的过滤网对泥浆水进行分级过滤，由于远离三通的过滤网的孔径小于靠近三通的过滤网的孔径，距离三通越远的沉淀池内的泥浆水内所含的颗粒状杂物越小，泥浆水循环利用时可避免杂物堵塞内管、外管间隙而卡死内管。

说明书

技术领域

本发明涉及钻探施工技术领域，特别是涉及一种钻探施工用泥浆导流循环系统。

背景技术

在日趋发展的工程地质勘察形势下，淘汰落后的生产方式，促进勘察质量的提升，尤其是地铁类专项勘察钻探施工，双管取芯工艺有效提高了芯样的采取率和减少了芯样的扰动性，但同时双管取芯工艺对钻探用水有了较高的要求。

钻探施工离不开冲洗循环液，现阶段最常用的冲洗循环液为泥浆水，泥浆水既能对钻孔起到泥浆护壁、润滑的作用，有效减少钻孔出现跨孔、坍塌和埋钻等孔内事故；又能降低钻头温度，延长钻头寿命。随着泥浆水的不断使用，泥浆水会因为泥土量等沉渣越来越多，导致流动性降低，泥浆返水循环无法正常进行。尤其采用双管钻具钻进时，对泥浆水要求更加严格，双管钻具因内、外管间隙小，少量的砂土、岩屑挤压沉淀后就容易导致内管卡死，出现难以取芯问题。另外钻进施工过程中，泥浆的泄漏、排放、沉渣收集处理问题一直是个难题，尤其是在城市道路上进行钻探施工，泥浆从套管口溢出会对城市路面造成污染，影响市容市貌；未经处理的泥浆水排放，严重情况下甚至会造成市政排水通道堵塞。通过专用泥浆池进行泥浆水的收集、处理，也成了影响生产效率、安全文明施工的关键性因素之一。随着经济的发展，城市文明程度的提升，推广并实践绿色环保勘察理念是大势所趋。

授权公告号为CN205805452U的中国实用新型专利公开了一种道路钻探施工的泥浆导流循环装置，包括有三通接头、套管、敞口箱，其中三通接头包括三通接头套管插入口、三通接头与套管连接口、三通接头泥浆流出口，三通接头通过三通接头与套管连接口与套管连接，三通接头的三通接头泥浆流出口流出的泥浆流入敞口箱，三通接头的三通接头套管插入口为钻孔插入口，插入钻杆至孔底进行钻探施工，回返的泥浆通过三通接头与套管连接口上涌时经三通接头泥浆流出口导流至敞口箱。

上述的泥浆导流循环装置采用三通结构，泥浆在在敞口箱内实现循环利用，但是未经处理的泥浆水返水循环钻进时，泥浆水会因为泥土量等沉渣越来越多，导致流动性降低，造成高压水管堵塞，无法正常循环钻进施工。尤其是采用双管取芯钻具时，因内管与外管(钻杆)间隙较小，未经泥浆池沉淀、过滤的泥浆水，掺杂着颗粒状的砂土、岩屑等杂物挤压沉淀后容易将内、外管间缝隙填满，造成内管卡死，难以取芯，影响工作效率。

发明内容

本发明的目的是：提供一种钻探施工用泥浆导流循环系统，以解决现有技术中的泥浆水在未经处理即循环钻进时，会填满内、外管间缝隙，造成内管卡死的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钻探施工用泥浆导流循环系统，包括用于套在钻杆外的三通和与三通连接的敞口泥浆池，所述三通与所述钻杆之间具有用于返浆的径向间隔，所述敞口泥浆池包括壳体和布置在所述壳体内的分隔板，所述壳体于所述分隔板的两侧分别形成有沉淀池，所述分隔板上开设有连通相邻两个沉淀池的引流口，各个沉淀池内分别布置有过滤网，相邻两个过滤网中远离所述三通的过滤网的孔径小于靠近所述三通的过滤网的孔径。

优选地，所述过滤网为方形敞口结构，所述过滤网与所述沉淀池的内壁之间具有用于排出泥浆水的间隙。

优选地，所述过滤网上设有对称布置的挂耳，挂耳上开设有与所述壳体适配的挂槽。

优选地，所述挂耳为U形结构，挂耳的外侧还布置有提手。

优选地，所述三通包括本体和同轴布置在所述本体内的套管，所述套管用于套装在钻杆的外部，所述径向间隔成型在所述套管与钻杆之间。

优选地，所述套管布置在所述本体的底部，所述套管与所述本体之间布置有密封圈。

优选地，所述壳体的底部还布置有滚轮机构。

优选地，各个沉淀池的底部还布置有排泄阀。

优选地，所述壳体上还布置有把手，把手共有两个且对称布置在所述壳体长度方向的两侧。

优选地，所述分隔板沿所述壳体的长度方向均匀布置有两个，两个分隔板将所述壳体沿长度方向均分为三个沉淀池。

本发明实施例一种钻探施工用泥浆导流循环系统与现有技术相比，其有益效果在于：在敞口泥浆池内布置分隔板，分隔板将敞口泥浆池分成多个沉淀池，泥浆水由三通与钻杆之间的径向间隔内回返上涌后流入敞口泥浆池内，可以避免泥浆水外溢而造成环境污染；各个沉淀池内的过滤网对泥浆水进行分级过滤，由于远离三通的过滤网的孔径小于靠近三通的过滤网的孔径，距离三通越远的沉淀池内的泥浆水内所含的颗粒状杂物越小，因此最远的沉淀池内含有的颗粒状杂物越少，泥浆水循环利用时可避免杂物堵塞内管、外管间隙而卡死内管。

附图说明

图1是本发明的钻探施工用泥浆导流循环系统的结构示意图；

图2是图1的钻探施工用泥浆导流循环系统的剖视图；

图3是图2的钻探施工用泥浆导流循环系统的A处的放大示意图。

图中，1、三通；11、本体；12、套管；13、密封圈；2、敞口泥浆池；21、壳体；22、沉淀池；3、分隔板；31、引流口；4、过滤网；41、挂耳；42、提手；5、排泄阀；6、把手；7、滚轮机构；71、轮胎；72、轴承；73、连接轴；74、支架；75、制动开关；76、连接板；77、工字钢。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的一种钻探施工用泥浆导流循环系统的优选实施例，如图1至图3所示，该钻探施工用泥浆导流循环系统包括三通1和敞口泥浆池2，敞口泥浆池2布置在三通1的一侧，三通1与敞口泥浆池2之间相互连通。

三通1包括本体11和同轴布置在本体11内的套管12，套管12布置在本体11的底部，套管12用于套装在钻杆的外部，套管12的直径大于钻杆的直径，套管12与钻杆之间形成用于返浆的径向间隔。三通1的本体11用于固定在作业承载面上，套管12的直径为108mm，本体11的直径为120mm，本体11的高度为600mm。钻杆穿过套管12后至孔底进行钻探施工，回返的泥浆上涌至套管12内，经过三通1的本体11流入至敞口泥浆池2内。

本体11的底端通过车床加工一环形凹槽，环形凹槽内布置有密封圈13，密封圈13固定在本体11与套管12之间，环形凹槽的深度为5mm，密封圈13的直径为130mm。密封圈13可以增加本体11与套管12之间的密封性，泥浆水由套管12回返至三通1内时可避免泥浆水通过本体11与套管12之间的缝隙泄露，回返上涌的泥浆水经过三通1流入敞口泥浆池2内，敞口泥浆池2对泥浆水过滤后再循环输出给钻杆，实现泥浆不外溢。

敞口泥浆池2为长方形结构，敞口泥浆池2包括壳体21，壳体21为钢板焊接形成，壳体21内布置有分隔板3，分隔板3共有两个，两个分隔板3沿壳体21的长度方向间隔均匀布置。两个隔板的大小相同，隔板的厚度为20mm，分隔板3的高度低于壳体21的高度40－50mm，分隔板3采用烧焊的方式直接焊接固定在壳体21的内部，以保证分隔板3的密封性良好。

壳体21于分隔板3的两侧分别形成有沉淀池22，两个隔板将壳体21沿长度方向均分为三个沉淀池22，三个沉淀池22的大小尺寸相同。两个分隔板3的上侧均开设有引流口31，引流口31连通分隔板3两侧的相邻的两个沉淀池22，靠近三通1的分隔板3上的引流口31的尺寸为200＊50mm，远离三通1的分隔板3上的引流口31的尺寸为200＊100mm。

各个沉淀池22内分别布置有过滤网4，过滤网4为方形敞口结构，过滤网4采用材质为304不锈钢制作的滤网焊接形成，坚固耐用。每个过滤网4由五个滤网焊接成型，过滤网4的长、宽小于沉淀池22的长、宽50mm，过滤网4的高度小于沉淀池22的高度100mm，使过滤网4与沉淀池22的内壁之间形成用于排出泥浆水的间隙，确保将过滤后的泥浆水顺畅排出，过滤网4与沉淀池22底部保持至少100mm的空间。

相邻两个过滤网4中远离三通1的过滤网4的孔径小于靠近三通1的过滤网4的孔径，即三个过滤网4的孔径沿远离三通1的方向依次减小，在本实施例中，三个过滤网4的孔径依次为10mm、6mm和3mm，三个过滤网4对泥浆水进行分级过滤，有效去除了大小不一的泥土和颗粒状杂物，保证泥浆水持续返水循环钻进，有效降低了内、外管之间的缝隙因颗粒状杂物挤压沉淀导致内管卡死、难以取芯风险。

过滤网4上焊接固定有两个挂耳41，挂耳41焊接固定在过滤网4的两侧，挂耳41为U形结构，挂耳41的内槽形成用于与壳体21适配的挂槽，过滤网4通过挂耳41挂装在壳体21上，便于取出过滤网4。每个挂耳41上还分别焊接固定有提手42，在需要清理过滤网4内的沉渣时，操作人员可通过提手42将过滤网4整体抬出，清理方便。

各个沉淀池22的底部还布置有排泄阀5，在本实施例中，排泄阀5为球阀，经过沉淀、过滤后的泥浆水可以通过排泄阀5排出。在需要对沉淀池22进行清理时，清理后的废水也可以由排泄阀5排出，清理方便。

壳体21的底部还布置有滚轮机构7，滚轮机构7共有四组，四组滚轮机构7成矩形均匀布置在壳体21的底部，滚轮机构7提高了该泥浆导流循环系统的机动性，便于操作人员转移敞口泥浆池2，提高工作效率。壳体21上还焊接固定有把手6，把手6共有两个且对称布置在壳体21的两个长边上，把手6为操作人员提供施力点，便于转移敞口泥浆池2。

四个滚轮机构7的结构相同，此处仅以一组为例进行说明。滚轮机构7包括轮胎71、轴承72、连接轴73、支架74、制动开关75、连接板76和工字钢77，轮胎71通过连接轴73转动装配在支架74上，轴承72装配在支架74与连接轴73之间，轴承72的外圈与支架74固定连接、轴承72的内圈与连接轴73固定连接，降低轮胎71转动时的阻力。支架74的侧部安装制动开关75，制动开关75用于在需要固定滚轮机构7时锁紧连接轴73。支架74的顶端通过连接板76与工字钢77固定连接，工字钢77的顶部与敞口泥浆池2的壳体21焊接固定。

本发明的工作过程为：钻探施工的过程中，将三通1的本体11固定在作业承载面上，钻杆穿过套管12进行钻探，泥浆水由套管12与钻杆之间的径向间隔回返上涌至本体11内并流入敞口泥浆池2，泥浆水先进入靠近三通1的沉淀池22内，泥浆水的泥土、颗粒状杂物经过滤网4过滤后会逐步沉淀到沉淀池22的底部；泥浆水的高度达到分隔板3的引流口31的高度时，泥浆水进入相邻的沉淀池22内，重复上述过程，泥浆水经过过滤网4的过滤后进入最远端的沉淀池22内，由钻机的泥浆泵从最远端的沉淀池22中吸入泥浆水并通过钻杆重新送入孔底，从而实现泥浆水循环使用。

综上，本发明实施例提供一种钻探施工用泥浆导流循环系统，其在敞口泥浆池内布置分隔板，分隔板将敞口泥浆池分成多个沉淀池，泥浆水由三通与钻杆之间的径向间隔内回返上涌后流入敞口泥浆池内，可以避免泥浆水外溢而造成环境污染；各个沉淀池内的过滤网对泥浆水进行分级过滤，由于远离三通的过滤网的孔径小于靠近三通的过滤网的孔径，距离三通越远的沉淀池内的泥浆水内所含的颗粒状杂物越小，因此最远的沉淀池内含有的颗粒状杂物越少，泥浆水循环利用时可避免杂物堵塞内管、外管间隙而卡死内管。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。