CN116241219B - 一种地热井动水填砾施工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地热井动水填砾施工装置,包括圆柱筒,圆柱筒的底部固定有第一外筒,第一外筒内设置有第一内筒,圆柱筒内设置有支撑板,第一内筒的顶部和支撑板的底部相固定,支撑板的外侧等间距固定有四个第一支架,且第一支架远离支撑板的一端和圆柱筒的内壁相固定,第一外筒和第一内筒之间存在供砾料通过的第一腔室,支撑板的顶部设置有圆盘。随着不断填充砾料,井底的砾料层不断上移,通过转动转动杆使其带动钢丝绳在其上进行缠绕,钢丝绳缠绕后带动第二外筒、第二内筒上移,使得第二外筒和第二内筒的底部始终和砾料层之间的距离短,使得砾料下料时间短,使其受到水浮力的影响小,便于砾料的沉淀。
Description
技术领域
本发明涉及地热井施工技术领域,尤其涉及一种地热井动水填砾施工装置。
背景技术
将选好的砾料投入滤水管与井壁之间的环状间隙中,这一工序称为填砾。一般适合于浅井,填砾的目的是在滤水管与井壁之间形成人工过滤层。此人工过滤层可以增大滤水管四周的孔隙率和透水性,减小进水时的水头损失,以增加单井出水量。同时,可以起滤水挡砂作用,以防止含水层中的细小砂粒涌进滤水管内。因此,可以延长水井的使用寿命。
公开号CN 109296322 B公开了一种地浸矿山填砾用井管,包括外套管和可拆卸套装在外套管内的若干内套管;所述内套管与外套管的长度相同;若干所述内套管均内切于所述外套管;本发明还提供了利用该井管进行填砾的方法:向各个内套管内注水,待反出液体密度达标后,关闭注水阀;通过投砾管向钻孔与井管的环形间隙内输送砾料至设计位置,完成填砾。
上述专利和现有技术中的地热井填砾主要弊端有:投砾过程中很容易造成砾料的分选,即:相对粗的颗粒先沉入井底,较细的颗粒则悬浮在上部,使地层与砾料颗粒配不合理而导致涌砂,特别是较深的地热井,由于砾料下沉时间长,分选的层次更严重,投砾过程中,很容易导致不稳定地层坍塌,而使砾料不到位或者砾料泥皮混在一起充填在井管外围,造成洗井困难,甚至严重影响单井出水量。
发明内容
(一)发明目的
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种地热井动水填砾施工装置,其所要解决的技术问题是相对粗的颗粒先沉入井底,较细的颗粒则悬浮在上部,使地层与砾料颗粒配不合理而导致涌砂。
(二)技术方案
为达到上述技术目的,本发明提供了一种地热井动水填砾施工装置:
其包括圆柱筒,所述圆柱筒的底部固定有第一外筒,所述第一外筒内设置有第一内筒,所述圆柱筒内设置有支撑板,所述第一内筒的顶部和支撑板的底部相固定,所述支撑板的外侧等间距固定有四个第一支架,且第一支架远离支撑板的一端和圆柱筒的内壁相固定,所述第一外筒和第一内筒之间存在供砾料通过的第一腔室,所述支撑板的顶部设置有圆盘,且圆盘的顶部固定有环形过滤网,所述支撑板上设置有用于控制圆盘、环形过滤网转动的控制机构,且圆盘、环形过滤网转动时对砾料进行过滤。
作为本发明所述地热井动水填砾施工装置的一种优选方案,其中:所述第一外筒和第一内筒的底部设置有第二内筒和第二外筒,所述第二外筒和第二内筒位于第一外筒和第一内筒外侧滑动,所述第二外筒和第二内筒之间存在供砾料通过的第二腔室。
作为本发明所述地热井动水填砾施工装置的一种优选方案,其中:所述第二外筒的内壁和第二内筒的外侧均固定有挡环板,所述第一外筒和第一内筒底部的外侧均固定有隔环板,两个所述隔环板之间最远的距离大于两个挡环板之间最近的距离。
需要说明的是,由于两个隔环板之间最远的距离大于两个挡环板之间最近的距离,避免了第二外筒和第二内筒从第一外筒和第一内筒上脱落。
作为本发明所述地热井动水填砾施工装置的一种优选方案,其中:所述第二内筒和第二外筒之间固定有多个第二支架,所述第二内筒的内壁对称固定有两个凸块,所述第一内筒的内壁对称固定有两个导向筒。
作为本发明所述地热井动水填砾施工装置的一种优选方案,其中:所述第一内筒顶部的内壁转动连接有转动杆,所述转动杆外侧固定有两个钢丝绳,且钢丝绳缠绕在转动杆外侧,所述钢丝绳贯穿导向筒并位于导向筒内滑动,所述钢丝绳贯穿导向筒后的一端和凸块相固定。
作为本发明所述地热井动水填砾施工装置的一种优选方案,其中:所述支撑板的底部固定有第一电机,所述第一电机的输出端固定有第一转轴,且第一转轴的一端固定有第二锥形齿轮,所述转动杆的外侧固定有第一锥形齿轮,所述第一锥形齿轮和第二锥形齿轮相啮合。
作为本发明所述地热井动水填砾施工装置的一种优选方案,其中:所述支撑板的顶部固定有第二电机,所述第二电机的输出端固定有第二转轴,且第二转轴的顶部和圆盘的底部相固定。
作为本发明所述地热井动水填砾施工装置的一种优选方案,其中:所述支撑板的顶部等间距固定有多个U型板,所述U型板两个耳板之间固定有圆柱杆,所述圆柱杆外侧转动连接有多个转动轮,所述转动轮的顶部和圆盘的底部相贴合。
需要说明的是,圆盘位于圆柱杆上滚动,从而使得圆盘能够稳定的进行转动,从而便于环形过滤网对砾料进行过滤。
作为本发明所述地热井动水填砾施工装置的一种优选方案,其中:所述圆柱筒的外侧等间距固定有多个支撑脚,所述第二电机和第一电机均和外界电源电性连接。
从以上技术方案可以看出,本申请具有以下有益效果:
1:将砾料倒入环形过滤网内,环形过滤网转动时对砾料进行过滤,过滤后颗粒尺寸相近的砾料被离心力甩至圆柱筒内,由于过滤后的砾料颗粒尺寸相近,避免出现粗的颗粒先沉入井底,较细的颗粒则悬浮在上部,使地层与砾料颗粒配不合理而导致涌砂的现象。
2:将第二外筒和第二内筒放置到井内后,第二外筒和第二内筒的底部离井底之间的距离短,随着不断填充砾料,井底的砾料层不断上移,通过转动转动杆使其带动钢丝绳在其上进行缠绕,钢丝绳缠绕后带动第二外筒、第二内筒上移,使得第二外筒和第二内筒的底部始终和砾料层之间的距离短,使得砾料下料时间短,使其受到水浮力的影响小,便于砾料的沉淀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种地热井动水填砾施工装置工作时的正视剖面结构示意图;
图2为本发明提供的一种地热井动水填砾施工装置的局部结构示意图;
图3为本发明提供的一种地热井动水填砾施工装置的正视剖面结构示意图;
图4为本发明提供的圆柱筒的内正视剖面结构示意图;
图5为本发明提供的图1的俯视结构示意图;
图6为本发明提供的第二外筒和第二内筒的俯视剖面结构示意图;
图7为本发明提供的图3中A处结构示意图。
附图说明:1、圆柱筒;2、第一外筒;3、支撑板;4、第一内筒;5、第一腔室;6、圆盘;7、环形过滤网;8、第二外筒;9、凸块;10、转动杆;11、第一锥形齿轮;12、第一电机;13、第二锥形齿轮;14、导向筒;15、钢丝绳;16、U型板;17、圆柱杆;18、转动轮;19、第二电机;20、第一支架;21、第二支架;22、第二内筒;23、挡环板;24、隔环板;25、第二腔室;26、支撑脚;27、套管。
实施方式
下文的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本公开、应用及用途。应当理解,在所有这些附图中,相同或相似的附图标记指示相同的或相似的零件及特征。各个附图仅示意性地表示了本公开的实施方式的构思和原理,并不一定示出了本公开各个实施方式的具体尺寸及其比例。在特定的附图中的特定部分可能采用夸张的方式来图示本公开的实施方式的相关细节或结构。
本发明提供了如图1-7所示的一种地热井动水填砾施工装置,包括圆柱筒1,圆柱筒1的底部固定有第一外筒2,第一外筒2内设置有第一内筒4,圆柱筒1内设置有支撑板3,第一内筒4的顶部和支撑板3的底部相固定,支撑板3的外侧等间距固定有四个第一支架20,且第一支架20远离支撑板3的一端和圆柱筒1的内壁相固定,第一外筒2和第一内筒4之间存在供砾料通过的第一腔室5,支撑板3的顶部设置有圆盘6,且圆盘6的顶部固定有环形过滤网7,支撑板3上设置有用于控制圆盘6、环形过滤网7转动的控制机构,且圆盘6、环形过滤网7转动时对砾料进行过滤。
其中,支撑板3的顶部固定有第二电机19,第二电机19的输出端固定有第二转轴,且第二转轴的顶部和圆盘6的底部相固定,支撑板3的顶部等间距固定有多个U型板16,U型板16两个耳板之间固定有圆柱杆17,圆柱杆17外侧转动连接有多个转动轮18,转动轮18的顶部和圆盘6的底部相贴合。
实施时,将砾料倒入环形过滤网7内,启动第二电机19,第二电机19带动圆盘6、环形过滤网7转动,圆盘6、环形过滤网7转动时对砾料进行过滤,使得颗粒较大的砾料被收纳在环形过滤网7内,过滤后的砾料被离心力甩至圆柱筒1内,并从第一外筒2和第一内筒4之间的第一腔室5内向下输送。
具体的,第一外筒2和第一内筒4的底部设置有第二内筒22和第二外筒8,第二外筒8和第二内筒22位于第一外筒2和第一内筒4外侧滑动,第二外筒8和第二内筒22之间存在供砾料通过的第二腔室25,需要说明的是,水从套管27与钻孔侧壁的间隙内向上返出地面,套管27位于第一内筒4和第二内筒22内。
此外,第二内筒22和第二外筒8之间固定有多个第二支架21,第二内筒22的内壁对称固定有两个凸块9,第一内筒4的内壁对称固定有两个导向筒14,第一内筒4顶部的内壁转动连接有转动杆10,转动杆10外侧固定有两个钢丝绳15,且钢丝绳15缠绕在转动杆10外侧,钢丝绳15贯穿导向筒14并位于导向筒14内滑动,钢丝绳15贯穿导向筒14后的一端和凸块9相固定,支撑板3的底部固定有第一电机12,第一电机12的输出端固定有第一转轴,且第一转轴的一端固定有第二锥形齿轮13,转动杆10的外侧固定有第一锥形齿轮11,第一锥形齿轮11和第二锥形齿轮13相啮合。
实施时,当砾料经第一腔室5输送至第二外筒8和第二内筒22之间的第二腔室25内后继续向下输送并填入滤水管与井壁之间,当填料一段时间后,启动第一电机12带动第二锥形齿轮13转动,第二锥形齿轮13转动时带动第一锥形齿轮11、转动杆10转动,转动杆10转动时即可带动钢丝绳15在其上进行缠绕,钢丝绳15缠绕后带动第二外筒8、第二内筒22上移,使得第二外筒8和第二内筒22的底部离砾料层之间距离短,使得砾料下料时间短,避免砾料受到水浮力的影响。
需要说明的是,将第二外筒8和第二内筒22放置到井内后,第二外筒8和第二内筒22的底部离井底之间的距离短,随着不断填充砾料,井底的砾料层不断上移,然后不断的先上移动第二外筒8和第二内筒22,使得第二外筒8和第二内筒22的底部始终和砾料层之间的距离短,便于砾料的沉淀。
具体的,第二外筒8的内壁和第二内筒22的外侧均固定有挡环板23,第一外筒2和第一内筒4底部的外侧均固定有隔环板24,两个隔环板24之间最远的距离大于两个挡环板23之间最近的距离,圆柱筒1的外侧等间距固定有多个支撑脚26,第二电机19和第一电机12均和外界电源电性连接。
需要说明的是,通过挡环板23和隔环板24的设置,且两个隔环板24之间最远的距离大于两个挡环板23之间最近的距离,避免了第二外筒8和第二内筒22从第一外筒2和第一内筒4上脱落。
上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式,然而本领域技术人员可理解的是,在不背离本公开理念的前提下,可以对上述具体实施例做出多种变型和改型,且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合,而不超出本公开的保护范围,本公开的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (4)
1.一种地热井动水填砾施工装置,包括圆柱筒(1),其特征在于,所述圆柱筒(1)的底部固定有第一外筒(2),所述第一外筒(2)内设置有第一内筒(4),所述圆柱筒(1)内设置有支撑板(3),所述第一内筒(4)的顶部和支撑板(3)的底部相固定,所述支撑板(3)的外侧等间距固定有四个第一支架(20),且第一支架(20)远离支撑板(3)的一端和圆柱筒(1)的内壁相固定,所述第一外筒(2)和第一内筒(4)之间存在供砾料通过的第一腔室(5),所述支撑板(3)的顶部设置有圆盘(6),且圆盘(6)的顶部固定有环形过滤网(7);
所述支撑板(3)上设置有用于控制圆盘(6)、环形过滤网(7)转动的控制机构,且圆盘(6)、环形过滤网(7)转动时对砾料进行过滤,所述第一外筒(2)和第一内筒(4)的底部设置有第二内筒(22)和第二外筒(8),所述第二外筒(8)和第二内筒(22)位于第一外筒(2)和第一内筒(4)外侧滑动,所述第二外筒(8)和第二内筒(22)之间存在供砾料通过的第二腔室(25),所述第二外筒(8)的内壁和第二内筒(22)的外侧均固定有挡环板(23),所述第一外筒(2)和第一内筒(4)底部的外侧均固定有隔环板(24),两个所述隔环板(24)之间最远的距离大于两个挡环板(23)之间最近的距离,所述第二内筒(22)和第二外筒(8)之间固定有多个第二支架(21),所述第二内筒(22)的内壁对称固定有两个凸块(9),所述第一内筒(4)的内壁对称固定有两个导向筒(14);
所述第一内筒(4)顶部的内壁转动连接有转动杆(10),所述转动杆(10)外侧固定有两个钢丝绳(15),且钢丝绳(15)缠绕在转动杆(10)外侧,所述钢丝绳(15)贯穿导向筒(14)并位于导向筒(14)内滑动,所述钢丝绳(15)贯穿导向筒(14)后的一端和凸块(9)相固定,所述支撑板(3)的底部固定有第一电机(12),所述第一电机(12)的输出端固定有第一转轴,且第一转轴的一端固定有第二锥形齿轮(13),所述转动杆(10)的外侧固定有第一锥形齿轮(11),所述第一锥形齿轮(11)和第二锥形齿轮(13)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种地热井动水填砾施工装置,其特征在于,所述支撑板(3)的顶部固定有第二电机(19),所述第二电机(19)的输出端固定有第二转轴,且第二转轴的顶部和圆盘(6)的底部相固定。
3.根据权利要求2所述的一种地热井动水填砾施工装置,其特征在于,所述支撑板(3)的顶部等间距固定有多个U型板(16),所述U型板(16)两个耳板之间固定有圆柱杆(17),所述圆柱杆(17)外侧转动连接有多个转动轮(18),所述转动轮(18)的顶部和圆盘(6)的底部相贴合。
4.根据权利要求2所述的一种地热井动水填砾施工装置,其特征在于,所述圆柱筒(1)的外侧等间距固定有多个支撑脚(26),所述第二电机(19)和第一电机(12)均和外界电源电性连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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