CN113137203B - 一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构 - Google Patents

一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构,包括壳体和安装在壳体底部的底座,底座上均匀开设有安装孔,壳体内壁的顶部放置有上盖,且上盖的顶端延伸至壳体的上方;壳体的内部固定安装有用于钻头穿过的支撑筒,支撑筒的两侧对称开设有通孔,支撑筒的顶部与上盖之间放置有胶芯,支撑筒与壳体之间开设有油腔,油腔内安装有活塞。本发明通过设置通孔能够在发生井喷时使得井水进入支撑筒与活塞之间的区域,通过井水的压力能够推动活塞上升,通过活塞对胶芯进行挤压,能够使得胶芯向内侧收缩并紧贴钻头,从而达到减少地下水喷出的目的,能够减少井喷事故对钻机作业的进行以及作业人员人身安全的影响。

Description

一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构
技术领域
本发明涉及地下水技术领域,尤其涉及一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构。
背景技术
地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水,地下水监测系统依托GPRS网络,使得工作人员可以在监测中心查看地下水的水位、温度、电导率的数据,监测中心的监测管理软件能够实现数据的远程采集、远程监测,监测的所有数据进入数据库,生成各种报表和曲线,实时对地下水的各项数据进行监测,以便及时掌握动态变化情况,对地下水进行长期的保护。
地下水钻进时可能会出现井喷事故,不仅会影响作业的进行,而且还会影响作业人员的人身安全。因此我们提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在地下水钻进时可能会出现井喷事故,不仅会影响作业的进行,而且还会影响作业人员的人身安全的缺点,而提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构,包括壳体和安装在壳体底部的底座,所述底座上均匀开设有安装孔,所述壳体内壁的顶部放置有上盖,且上盖的顶端延伸至壳体的上方;
所述壳体的内部固定安装有用于钻头穿过的支撑筒,所述支撑筒的两侧对称开设有通孔,所述支撑筒的顶部与上盖之间放置有用于地下水防喷的胶芯,所述支撑筒与壳体之间开设有油腔,所述油腔内安装有活塞,所述壳体的一侧对称安装有与油腔相互连通的油管,所述壳体的外表面固定安装有定圈且螺纹连接有位于定圈上方的动圈,所述定圈与动圈之间设置有用于对动圈进行限位的限位机构,所述动圈与壳体和上盖之间设置有用于对上盖进行固定的固定机构;
所述限位机构包括开设在定圈内部的下腔室以及开设在动圈底部一侧的限位槽,所述下腔室一侧的内壁上开设有导气孔,所述下腔室的内部滑动设置有塞体,所述塞体的顶部固定安装有限位杆,所述限位杆的顶端穿过定圈且与限位槽配套插接;
所述限位杆的外表面安装有位于下腔室内部的限位弹簧,所述限位弹簧的两端分别与下腔室和塞体固定连接;
所述塞体的底部固定安装有连接管,所述连接管的底端穿过定圈并延伸至定圈的下方且螺纹连接有螺纹管,所述螺纹管上开设有换气孔,所述连接管上对称开设有输气孔;
所述连接管的外表面安装有密封圈,所述密封圈的外表面与定圈固定连接。
优选地,所述固定机构包括开设动圈内侧底部的环形槽、均匀开设在上盖外侧的连接槽以及均匀开设在壳体内部的上腔室,所述上腔室的内部滑动连接有限位板,所述限位板的中部固定安装有固定杆,所述固定杆的一端与连接槽配套插接。
优选地,所述固定杆的外表面安装有位于上腔室内部的固定弹簧,所述固定弹簧的两端分别与限位板和上腔室固定连接。
相比现有技术,本发明的有益效果为:
1、通过设置通孔能够在发生井喷时使得井水进入支撑筒与活塞之间的区域,通过井水的压力能够推动活塞上升,通过活塞对胶芯进行挤压,能够使得胶芯向内侧收缩并紧贴钻头,从而达到减少地下水喷出的目的,能够减少井喷事故对钻机作业的进行以及作业人员人身安全的影响。
2、通过旋转动圈能够使动圈上升,当固定杆对准环形槽时,固定弹簧的作用力带动固定杆与环形槽接触,此时固定杆与连接槽分离,而向上拉动上盖和胶芯能够将上盖和胶芯取下,进而便于对胶芯进行维护以及更换,能够减少胶芯老化后防护效果下降的情况,提高胶芯的防喷效果。
3、通过限位杆插入限位槽内能够对动圈进行限制,进而避免动圈发生自转而影响固定杆对上盖的固定效果,能够提高上盖的稳定性,能够防止地下水将上盖冲起与壳体分离。
4、通过转动螺纹管能够使换气孔与输气孔重合或错开,当换气孔与输气孔重合时,下腔室通过连接管与外界导,通拉动螺纹管能够使限位杆下降,进而便于对动圈进行转动,当换气孔与输气孔错开时,下腔室无法通过连接管与外界导通,此时能够塞体和限位杆的位置进行定位,便于使用。
附图说明
图1为本发明提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构的结构示意图;
图2为本发明提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构剖视的结构示意图;
图3为本发明提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构壳体和上盖的分离的结构示意图;
图4为本发明提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构活塞的结构示意图;
图5为本发明提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构图2中A处放大结构示意图;
图6为本发明提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构图2中B处放大结构示意图;
图7为本发明提出的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构螺纹管和连接管的分离结构示意图。
图中:1、壳体;2、支撑筒;3、油腔;4、活塞;5、油管;6、上盖;7、胶芯;8、定圈;9、动圈;10、环形槽;11、连接槽;12、上腔室;13、固定杆;14、限位板;15、固定弹簧;16、下腔室;17、导气孔;18、塞体;19、限位杆;20、限位槽;21、限位弹簧;22、连接管;23、输气孔;24、螺纹管;25、换气孔;26、密封圈;27、底座;28、通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-7,一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构,包括壳体1和安装在壳体1底部的底座27,底座27上均匀开设有安装孔,壳体1内壁的顶部放置有上盖6,且上盖6的顶端延伸至壳体1的上方;
壳体1的内部固定安装有用于钻头穿过的支撑筒2,支撑筒2的两侧对称开设有通孔28,支撑筒2的顶部与上盖6之间放置有胶芯7,支撑筒2与壳体1之间开设有油腔3,油腔3内安装有活塞4,壳体1的一侧对称安装有与油腔3相互连通的油管5,壳体1的外表面固定安装有定圈8且螺纹连接有位于定圈8上方的动圈9,定圈8与动圈9之间设置有用于对动圈进行限位的限位机构,动圈9与壳体1和上盖6之间设置有用于对上盖进行固定的固定机构,油管5的数量为两个,两个油管5均与现有的液压站相连,通过油管5向油腔3内位于胶芯7下方的区域输送液压油,能够推动活塞4上升并对胶芯7进行挤压,使得胶芯7能够更加紧贴钻头,能够进一步提高胶芯7与钻头贴紧的效果,从而进一步减少井喷的情况;
固定机构包括开设动圈9内侧底部的环形槽10、均匀开设在上盖6外侧的连接槽11以及均匀开设在壳体1内部的上腔室12,上腔室12的内部滑动连接有限位板14,限位板14的中部固定安装有固定杆13,固定杆13的一端与连接槽11配套插接,固定杆13的外表面安装有位于上腔室12内部的固定弹簧15,固定弹簧15的两端分别与限位板14和上腔室12固定连接,通过设置固定弹簧15能够在固定杆13对准环形槽10时带动固定杆13移动并与连接槽11分离,从而接触对上盖6的限制;
限位机构包括开设在定圈8内部的下腔室16以及开设在动圈9底部一侧的限位槽20,下腔室16一侧的内壁上开设有导气孔17,下腔室16的内部滑动设置有塞体18,塞体18的顶部固定安装有限位杆19,限位杆19的顶端穿过定圈8且与限位槽20配套插接,通过设置导气孔17能够在塞体18移动时保持下腔室16内位于塞体18上方区域的气压平衡,限位杆19的外表面安装有位于下腔室16内部的限位弹簧21,限位弹簧21的两端分别与下腔室16和塞体18固定连接,通过限位弹簧21能够提高限位杆19与限位槽20连接时的稳定性;
塞体18的底部固定安装有连接管22,连接管22的底端穿过定圈8并延伸至定圈8的下方且螺纹连接有螺纹管24,螺纹管24上开设有换气孔25,连接管22上对称开设有输气孔23,输气孔23的数量为两个一个位于下腔室16内,一个位于下腔室16的外部,能够用于连接管22与外界的连通,当换气孔25与位于下腔室16外部的输气孔23错开时,下腔室16内位于塞体18下方的气压和塞体18与下腔室16之间的摩擦力大于限位弹簧21的弹力,从而能够对塞体18和限位杆19的位置进行固定,使得限位杆19与限位槽20分离后能够停留在对应的位置,进而便于对动圈9进行转动,连接管22的外表面安装有密封圈26,密封圈26的外表面与定圈8固定连接,通过设置密封圈26能够提高定圈8与连接管22之间的密封性。
工作原理:
本发明中,使用时通过膨胀螺栓和底座27上的安装孔将该保护结构安装到地下水钻进位置的上方,钻头从该保护结构的中部穿过,钻孔过程中若发生井喷,井水从通孔28进入支撑筒2与活塞4之间的区域,井水的压力推动活塞4上升,通过活塞4对胶芯7进行挤压,使得胶芯7向内侧收缩并紧贴钻头,从而减少井喷,并且通过油管5向油腔3内位于胶芯7下方的区域输送液压油,液压油推动活塞4上升并对胶芯7进行挤压,使得胶芯7能够更加紧贴钻头,进一步减少井喷的情况,而地下水内压强恢复时,水位下降,此时水压对活塞4的作用力接触,通过油管5向油腔3内位于胶芯7上方的区域输送液压油,使得活塞4下降,而胶芯7复位即可解除保护;
当需要对胶芯7进行更换时,首先转动螺纹管24使得换气孔25与连接管22上位于定圈8外部的输气孔23重合,拉动螺纹管24使得限位杆19与限位槽20分离,然后反向转动螺纹管24使得换气孔25与输气孔23错开,此时下腔室16内部位于塞体18下的气压恒定并对塞体18和限位杆19的位置进行固定,然后旋转动圈9使动圈9上升,当固定杆13对准环形槽10时,固定弹簧15的作用力带动固定杆13与环形槽10接触,此时固定杆13与连接槽11分离,而向上拉动上盖6和胶芯7能够将上盖6和胶芯7取下,然后将新的胶芯7放入壳体1内并将上盖6放回原位再反向旋转动圈9使动圈9复位,通过动圈9对固定杆13挤压使得固定杆13插入连接槽11内,从而对上盖6进行固定,即完成胶芯7的更换,然后转动螺纹管24使换气孔25与输气孔23重合,使得下腔室16内位于塞体18下方的气压与外界连通,此时连接管22的作用力带动限位杆19上升并插入限位槽20内,通过限位杆19插入限位槽20内能够对动圈9进行限制,进而避免动圈9发生自转而影响固定杆13对上盖6的固定效果,能够提高上盖6的稳定性。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构,包括壳体(1)和安装在壳体(1)底部的底座(27),所述底座(27)上均匀开设有安装孔,其特征在于,所述壳体(1)内壁的顶部放置有上盖(6),且上盖(6)的顶端延伸至壳体(1)的上方;
所述壳体(1)的内部固定安装有用于钻头穿过的支撑筒(2),所述支撑筒(2)的两侧对称开设有通孔(28),所述支撑筒(2)的顶部与上盖(6)之间放置有用于地下水防喷的胶芯(7),所述支撑筒(2)与壳体(1)之间开设有油腔(3),所述油腔(3)内安装有活塞(4),所述壳体(1)的一侧对称安装有与油腔(3)相互连通的油管(5),所述壳体(1)的外表面固定安装有定圈(8)且螺纹连接有位于定圈(8)上方的动圈(9),所述定圈(8)与动圈(9)之间设置有用于对动圈(9)进行限位的限位机构,所述动圈(9)与壳体(1)和上盖(6)之间设置有用于对上盖(6)进行固定的固定机构;
所述限位机构包括开设在定圈(8)内部的下腔室(16)以及开设在动圈(9)底部一侧的限位槽(20),所述下腔室(16)一侧的内壁上开设有导气孔(17),所述下腔室(16)的内部滑动设置有塞体(18),所述塞体(18)的顶部固定安装有限位杆(19),所述限位杆(19)的顶端穿过定圈(8)且与限位槽(20)配套插接;
所述限位杆(19)的外表面安装有位于下腔室(16)内部的限位弹簧(21),所述限位弹簧(21)的两端分别与下腔室(16)和塞体(18)固定连接;
所述塞体(18)的底部固定安装有连接管(22),所述连接管(22)的底端穿过定圈(8)并延伸至定圈(8)的下方且螺纹连接有螺纹管(24),所述螺纹管(24)上开设有换气孔(25),所述连接管(22)上对称开设有输气孔(23);
所述连接管(22)的外表面安装有密封圈(26),所述密封圈(26)的外表面与定圈(8)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构,其特征在于,所述固定机构包括开设在动圈(9)内侧底部的环形槽(10)、均匀开设在上盖(6)外侧的连接槽(11)以及均匀开设在壳体(1)内部的上腔室(12),所述上腔室(12)的内部滑动连接有限位板(14),所述限位板(14)的中部固定安装有固定杆(13),所述固定杆(13)的一端与连接槽(11)配套插接。
3.根据权利要求2所述的一种地下水钻进过程中用的井口防喷保护结构,其特征在于,所述固定杆(13)的外表面安装有位于上腔室(12)内部的固定弹簧(15),所述固定弹簧(15)的两端分别与限位板(14)和上腔室(12)固定连接。
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