CN116537751B - 一种水文地质孔施工用填砾料输送管及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水文地质孔施工技术领域，公开了一种水文地质孔施工用填砾料输送管及施工方法，包括外护管和设置于所述外护管内部的内管，所述内管用于输送砾料，所述外护管与内管之间留有空隙，所述外护管内壁与内管外壁之间沿圆周方向设置有若干个弹性件，所述外护管内壁与内管外壁之间设置有若干个用于防止内管堵塞的防堵塞机构，本发明通过设置的防堵塞机构，能够在一边进行砾料输送的同时对内管进行震动，能够避免泥土在输送过程中粘附在内管内壁上，不仅能够实现不停工进行清理，还能够保证内管内壁清理的干净度，不会影响内管的输送效率。

Description

一种水文地质孔施工用填砾料输送管及施工方法

技术领域

本发明涉及水文地质孔施工技术领域，具体为一种水文地质孔施工用填砾料输送管及施工方法。

背景技术

在水文地质钻探中需要使用填砾料输送管对水文地质孔进行填砾工序，填砾料输送管用于专门输送对井管进行围填的沙砾，通常采用负压的形式进行输送，为了增加井水涌水量，砾料以选择磨圆较好的0.5-2cm河卵石为宜。

在填砾时，由于砾料中掺杂一定的泥土或沙石，而泥土和沙石会挤附在内管的内壁上，影响填砾料的输送，故需要定期对其进行清理。

但是，目前一般都是通过冲水方式或者采用疏通管道的机器对其进行清理，而由于一些泥土的粘附性较强，光靠水流的冲刷难以将粘附的泥土或沙石清除干净，导致填砾料输送管的输送效率降低，而采用疏通管道的机器进行清理时，则需要停止砾料的输送才能将机器伸入管道内进行清理，则会严重降低砾料内管的输送效率，而且采用疏通管道的机器进行清理时，容易对内管的内壁造成刮痕，从而降低内管的使用寿命。为此，我们提出一种水文地质孔施工用填砾料输送管及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水文地质孔施工用填砾料输送管及施工方法，以解决难以对内管进行不停工清理的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水文地质孔施工用填砾料输送管，包括外护管和设置于所述外护管内部的内管，所述内管用于输送砾料，所述外护管与内管之间留有空隙，所述外护管内壁与内管外壁之间沿圆周方向设置有若干个弹性件，所述外护管内壁与内管外壁之间设置有若干个用于防止内管堵塞的防堵塞机构，所述防堵塞机构包括：

震动组件，所述震动组件设置于内管外部，用于对所述内管进行撞击使其产生震动；

动力组件，所述动力组件设置于内管外部，用于为所述震动组件提供动力源；

凸块，所述凸块设有若干个，且凸块设置于内管外壁表面。

优选的，所述动力组件包括外壳，所述外壳固定安装于外护管内壁，所述外壳内部通过轴承转动安装有驱动杆，所述驱动杆外部沿所述驱动杆长度方向固定安装有若干个风扇，所述驱动杆两端延伸至外壳外部且固定安装有驱动齿轮，所述外壳内部位于驱动杆两侧处固定安装有第一风管和第二风管，所述第一风管朝向于所述风扇的一侧表面固定安装有若干个第一喷嘴，所述第二风管朝向于所述风扇的一侧表面固定安装有若干个第二喷嘴。

优选的，所述第一风管和第二风管一端固定安装有U型风管，所述U型风管远离第一风管和第二风管的一端固定连接有用于连接进风装置的进风导管。

优选的，所述震动组件包括固定安装于所述外壳底端两侧的支架，所述支架内部转动安装有传动杆，所述传动杆两端位于所述驱动齿轮处固定安装有从动齿轮，且从动齿轮与驱动齿轮之间啮合连接，所述传动杆两端位于所述凸块处固定安装有若干个固定套，所述固定套一端固定安装有与凸块相配合的拨杆。

优选的，所述防堵塞机构还包括若干个气流共振组件，所述气流共振组件包括固定安装于所述内管外壁表面的共振管，所述共振管一端呈开口结构，所述共振管内部设置有共振片，所述共振片远离共振管开口处的一端固定连接于内管外壁，且共振片另一端呈悬置设置，所述共振管远离开口处的一端固定安装有排风导管。

优选的，所述气流共振组件还包括吹气导管，所述吹气导管一端固定安装于外壳一端，所述吹气导管另一端朝向于共振管开口处。

优选的，所述内管外壁表面位于共振管内部处开设有若干个散热槽。

优选的，所述外护管与内管两端端口处固定安装有密封环。

优选的，所述外护管外壁一端固定安装有安装板，所述安装板表面开设有若干个螺栓孔。

一种水文地质孔施工用填砾料输送管的施工方法，包括以下步骤：

S1、首先，通过安装板将该内管固定在水文地质孔内，并对其进行固定，同时将压缩机的出风口通过连接管与若干个进风导管相连接；

S2、然后即能向内管内投入砾料，则能通过内管对水文地质孔进行填砾工序；

S3、然后打开压缩机，压缩机可将压缩后的空气注入至进风导管内，然后再由U型风管分别进入到第一风管和第二风管内，进入到第一风管和第二风管内的压缩空气会从第一喷嘴和第二喷嘴喷出，喷出的高速气流会吹向风扇的扇叶，则吹出的气流能带动风扇进行旋转，同时能够带动驱动杆进行旋转，使得驱动齿轮进行旋转，由于驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，故能带动传动杆进行旋转；

S4、当传动杆进行旋转时，也会通过固定套带动拨杆进行旋转，当拨杆向下转动时，拨杆会撞击到凸块，则能对内管进行挤压，当拨杆离开凸块时，内管又会在弹性件的弹性下进行回弹，如此往复运动，则能实现拨杆端部对内管的轻微快速撞击，则将粘附在内管内壁泥土和沙石震落；

S5、然后从第一喷嘴和第二喷嘴喷出的空气会集中在外壳内，然后再由吹气导管吹向共振管内的共振片上，一端悬置的共振片在气流的作用下产生低频共振，则引起共振管中气体的低频共振，同时低频共振会带动内管也进行低频振动，能够加速粘附在内管内壁泥土和沙石掉落；

S6、最后，进入到共振管内气流会由排风导管排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置的防堵塞机构，在实际使用时，进入到第一风管和第二风管内的压缩空气会从第一喷嘴和第二喷嘴喷出，喷出的高速气流会吹向风扇的扇叶，则吹出的气流能带动风扇进行旋转，同时能够带动驱动杆进行旋转，使得驱动齿轮进行旋转，由于驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，故能带动传动杆进行旋转，当传动杆进行旋转时，也会通过固定套带动拨杆进行旋转，当拨杆向下转动时，拨杆会撞击到凸块，则能对内管进行挤压，当拨杆离开凸块时，内管又会在弹性件的弹性下进行回弹，如此往复运动，则能实现拨杆端部对内管的轻微快速撞击，则将粘附在内管内壁泥土和沙石震落，然后从第一喷嘴和第二喷嘴喷出的空气会集中在外壳内，然后再由吹气导管吹向共振管内的共振片上，一端悬置的共振片在气流的作用下产生低频共振，则引起共振管中气体的低频共振，同时低频共振会带动内管也进行低频振动，能够加速粘附在内管内壁泥土和沙石掉落，从而能够在一边进行砾料输送的同时对内管进行震动，能够避免泥土在输送过程中粘附在内管内壁上，不仅能够实现不停工进行清理，还能够保证内管内壁清理的干净度，不会影响内管的输送效率，并且在对砾料输送时使内管进行震动，还能避免砾料堵塞在内管内，加速砾料的输送效率。

附图说明

图1为一种水文地质孔施工用填砾料输送管的整体结构示意图；

图2为一种水文地质孔施工用填砾料输送管的外护管和内管结构示意图；

图3为一种水文地质孔施工用填砾料输送管的侧视图；

图4为一种水文地质孔施工用填砾料输送管的外护管隐藏状态结构示意图；

图5为一种水文地质孔施工用填砾料输送管的内管结构示意图；

图6为一种水文地质孔施工用填砾料输送管的气流共振组件结构示意图；

图7为一种水文地质孔施工用填砾料输送管的动力组件和震动组件结构示意图；

图8为图7中A的放大结构示意图。

图中：10-外护管；20-内管；21-散热槽；22-凸块；30-安装板；40-弹性件；50-防堵塞机构；51-动力组件；511-外壳；512-驱动杆；513-第一风管；5131-第一喷嘴；514-第二风管；5141-第二喷嘴；515-驱动齿轮；516-U型风管；517-进风导管；518-风扇；52-气流共振组件；521-共振管；522-排风导管；523-共振片；524-吹气导管；53-震动组件；531-支架；532-传动杆；533-固定套；534-拨杆；535-从动齿轮；60-密封环。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种水文地质孔施工用填砾料输送管，包括外护管10和设置于所述外护管10内部的内管20，所述内管20用于输送砾料，所述外护管10与内管20之间留有空隙，所述外护管10内壁与内管20外壁之间沿圆周方向设置有若干个弹性件40，弹性件40可以为弹簧，弹簧不仅具有弹性，还能实现对内管20的支撑固定，所述外护管10内壁与内管20外壁之间设置有若干个用于防止内管20堵塞的防堵塞机构50，所述防堵塞机构50包括动力组件51、震动组件53和凸块22，凸块22呈弧形结构，所述震动组件53设置于内管20外部，用于对所述内管20进行撞击使其产生震动；所述动力组件51设置于内管20外部，用于为所述震动组件53提供动力源，所述凸块22设有若干个，且凸块22设置于内管20外壁表面。

在本实施方式的较优技术方案中，所述动力组件51包括外壳511，所述外壳511固定安装于外护管10内壁，所述外壳511内部通过轴承转动安装有驱动杆512，所述驱动杆512外部沿所述驱动杆512长度方向固定安装有若干个风扇518，所述驱动杆512两端延伸至外壳511外部且固定安装有驱动齿轮515，所述外壳511内部位于驱动杆512两侧处固定安装有第一风管513和第二风管514，所述第一风管513朝向于所述风扇518的一侧表面固定安装有若干个第一喷嘴5131，所述第二风管514朝向于所述风扇518的一侧表面固定安装有若干个第二喷嘴5141。

进一步地，压缩机可将压缩后的空气注入至进风导管517内，然后再由U型风管516分别进入到第一风管513和第二风管514内，进入到第一风管513和第二风管514内的压缩空气会从第一喷嘴5131和第二喷嘴5141喷出，喷出的高速气流会吹向风扇518的扇叶，则吹出的气流能带动风扇518进行旋转，同时能够带动驱动杆512进行旋转，使得驱动齿轮515进行旋转。

需要说明的是，第一喷嘴5131的出风方向朝上方设置，第二喷嘴5141的出风方向朝向下方设置，故第一喷嘴5131和第二喷嘴5141的出风角度是不同的，故能够对风扇518产生一个向上和一个向下的气流，能够保证风扇518的快速旋转。

在本实施方式的较优技术方案中，所述第一风管513和第二风管514一端固定安装有U型风管516，所述U型风管516远离第一风管513和第二风管514的一端固定连接有用于连接进风装置的进风导管517。

在本实施方式的较优技术方案中，所述震动组件53包括固定安装于所述外壳511底端两侧的支架531，所述支架531内部转动安装有传动杆532，所述传动杆532两端位于所述驱动齿轮515处固定安装有从动齿轮535，且从动齿轮535与驱动齿轮515之间啮合连接，所述传动杆532两端位于所述凸块22处固定安装有若干个固定套533，所述固定套533一端固定安装有与凸块22相配合的拨杆534。

进一步地，由于驱动齿轮515与从动齿轮535啮合连接，故能带动传动杆532进行旋转，当传动杆532进行旋转时，也会通过固定套533带动拨杆534进行旋转，当拨杆534向下转动时，拨杆534会撞击到凸块22，则能对内管20进行挤压，当拨杆534离开凸块22时，内管20又会在弹性件40的弹性下进行回弹，如此往复运动，则能实现拨杆534端部对内管20的轻微快速撞击，则将粘附在内管20内壁泥土和沙石震落。

需要说明的是，由于防堵塞机构50设有若干个，因此，若干个传动杆532进行旋转时，位于内管20不同位置的拨杆534与凸块22的接触时间是不同的，不是同时进行接触的，因此，不会出现拨杆534对凸块22进行同时挤压的情况，而是拨杆534交替对凸块22进行挤压，故能够保证内管20产生震动。

在本实施方式的较优技术方案中，所述防堵塞机构50还包括若干个气流共振组件52，所述气流共振组件52包括固定安装于所述内管20外壁表面的共振管521，所述共振管521一端呈开口结构，所述共振管521内部设置有共振片523，所述共振片523远离共振管521开口处的一端固定连接于内管20外壁，且共振片523另一端呈悬置设置，所述共振管521远离开口处的一端固定安装有排风导管522。

进一步地，从第一喷嘴5131和第二喷嘴5141喷出的空气会集中在外壳511内，然后再由吹气导管524吹向共振管521内的共振片523上，一端悬置的共振片523在气流的作用下产生低频共振，则引起共振管521中气体的低频共振，同时低频共振会带动内管20也进行低频振动，能够加速粘附在内管20内壁泥土和沙石掉落。

再进一步扩展来说，共振管521可设计成圆柱管、方形管或喇叭状管。

在本实施方式的较优技术方案中，所述气流共振组件52还包括吹气导管524，所述吹气导管524一端固定安装于外壳511一端，所述吹气导管524另一端朝向于共振管521开口处，从第一喷嘴5131和第二喷嘴5141喷出的空气会集中在外壳511内，然后再由吹气导管524吹向共振管521内的共振片523上。

在本实施方式的较优技术方案中，所述内管20外壁表面位于共振管521内部处开设有若干个散热槽21，当进风导管517与压缩机的出风口相连接时，进入到共振管521的气流会从散热槽21内经过，而砾料在内管内进行输送移动时，砾料会与内管20内壁摩擦，而摩擦则会导致内管20产生热量，热量会传动至散热槽21内，然后再由经过的气流从排风导管522排出，则能实现对内管20的散热处理，能够提高内管20的使用寿命。

在本实施方式的较优技术方案中，所述外护管10与内管20两端端口处固定安装有密封环60，密封环60为弹性橡胶制成，用于将外护管10与内管20端口处的间隙进行封堵。

在本实施方式的较优技术方案中，所述外护管10外壁一端固定安装有安装板30，所述安装板30表面开设有若干个螺栓孔。

实施例2

请参阅图5，本发明提供一种技术方案：一种水文地质孔施工用填砾料输送管，包括外护管10和设置于所述外护管10内部的内管20，所述内管20用于输送砾料，所述外护管10与内管20之间留有空隙，所述外护管10内壁与内管20外壁之间沿圆周方向设置有若干个弹性件40，所述外护管10内壁与内管20外壁之间设置有若干个用于防止内管20堵塞的防堵塞机构50，所述防堵塞机构50包括动力组件51、震动组件53和凸块22，凸块22呈弧形结构，所述震动组件53设置于内管20外部，用于对所述内管20进行撞击使其产生震动；所述动力组件51设置于，用于为所述震动组件53提供动力源，所述凸块22设有若干个，且凸块22设置于内管20外壁表面。

在本实施方式的较优技术方案中，所述内管20外壁表面位于共振管521内部处开设有若干个散热槽21，当进风导管517与热风机的出风口相连接时，进入到进风导管517内的空气则为热空气，使得进入到共振管521的热空气会从散热槽21内经过，而一般在气温非常低的环境下工作时，砾料中可能会掺杂着水，而水在低温环境下会结冰，砾料在输送过程中，砾料中掺杂的水会因结冰而粘附在内管内壁上，而热空气从散热槽21内经过时，会将热量传导至内管20上，能够实现对内管20的加热，避免内管20内水结冰的情况。

实施例3

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种水文地质孔施工用填砾料输送管的施工方法，包括以下步骤：

S1、首先，通过安装板30将该内管固定在水文地质孔内，并对其进行固定，同时将压缩机的出风口通过连接管与若干个进风导管517相连接；

S2、然后即能向内管20内投入砾料，则能通过内管对水文地质孔进行填砾工序；

S3、然后打开压缩机，压缩机可将压缩后的空气注入至进风导管517内，然后再由U型风管516分别进入到第一风管513和第二风管514内，进入到第一风管513和第二风管514内的压缩空气会从第一喷嘴5131和第二喷嘴5141喷出，喷出的高速气流会吹向风扇518的扇叶，则吹出的气流能带动风扇518进行旋转，同时能够带动驱动杆512进行旋转，使得驱动齿轮515进行旋转，由于驱动齿轮515与从动齿轮535啮合连接，故能带动传动杆532进行旋转；

S4、当传动杆532进行旋转时，也会通过固定套533带动拨杆534进行旋转，当拨杆534向下转动时，拨杆534会撞击到凸块22，则能对内管20进行挤压，当拨杆534离开凸块22时，内管20又会在弹性件40的弹性下进行回弹，如此往复运动，则能实现拨杆534端部对内管20的轻微快速撞击，则将粘附在内管20内壁泥土和沙石震落；

S5、然后从第一喷嘴5131和第二喷嘴5141喷出的空气会集中在外壳511内，然后再由吹气导管524吹向共振管521内的共振片523上，一端悬置的共振片523在气流的作用下产生低频共振，则引起共振管521中气体的低频共振，同时低频共振会带动内管20也进行低频振动，能够加速粘附在内管20内壁泥土和沙石掉落；

S6、最后，进入到共振管521内气流会由排风导管522排出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种水文地质孔施工用填砾料输送管，包括外护管（10）和设置于所述外护管（10）内部的内管（20），所述内管（20）用于输送砾料，所述外护管（10）与内管（20）之间留有空隙，所述外护管（10）内壁与内管（20）外壁之间沿圆周方向设置有若干个弹性件（40），其特征在于：所述外护管（10）内壁与内管（20）外壁之间设置有若干个用于防止内管（20）堵塞的防堵塞机构（50），所述防堵塞机构（50）包括：

震动组件（53），所述震动组件（53）设置于内管（20）外部，用于对所述内管（20）进行撞击使其产生震动；

动力组件（51），所述动力组件（51）设置于内管（20）外部，用于为所述震动组件（53）提供动力源；

凸块（22），所述凸块（22）设有若干个，且凸块（22）设置于内管（20）外壁表面，所述凸块（22）呈弧形结构；

所述动力组件（51）包括外壳（511），所述外壳（511）固定安装于外护管（10）内壁，所述外壳（511）内部通过轴承转动安装有驱动杆（512），所述驱动杆（512）外部沿所述驱动杆（512）长度方向固定安装有若干个风扇（518），所述驱动杆（512）两端延伸至外壳（511）外部且固定安装有驱动齿轮（515），所述外壳（511）内部位于驱动杆（512）两侧处固定安装有第一风管（513）和第二风管（514），所述第一风管（513）朝向于所述风扇（518）的一侧表面固定安装有若干个第一喷嘴（5131），所述第二风管（514）朝向于所述风扇（518）的一侧表面固定安装有若干个第二喷嘴（5141），所述第一风管（513）和第二风管（514）一端固定安装有U型风管（516），所述U型风管（516）远离第一风管（513）和第二风管（514）的一端固定连接有用于连接进风装置的进风导管（517）；

所述震动组件（53）包括固定安装于所述外壳（511）底端两侧的支架（531），所述支架（531）内部转动安装有传动杆（532），所述传动杆（532）两端位于所述驱动齿轮（515）处固定安装有从动齿轮（535），且从动齿轮（535）与驱动齿轮（515）之间啮合连接，所述传动杆（532）两端位于所述凸块（22）处固定安装有若干个固定套（533），所述固定套（533）一端固定安装有与凸块（22）相配合的拨杆（534）。

2.根据权利要求1所述的一种水文地质孔施工用填砾料输送管，其特征在于：所述防堵塞机构（50）还包括若干个气流共振组件（52），所述气流共振组件（52）包括固定安装于所述内管（20）外壁表面的共振管（521），所述共振管（521）一端呈开口结构，所述共振管（521）内部设置有共振片（523），所述共振片（523）远离共振管（521）开口处的一端固定连接于内管（20）外壁，且共振片（523）另一端呈悬置设置，所述共振管（521）远离开口处的一端固定安装有排风导管（522）。

3.根据权利要求2所述的一种水文地质孔施工用填砾料输送管，其特征在于：所述气流共振组件（52）还包括吹气导管（524），所述吹气导管（524）一端固定安装于外壳（511）一端，所述吹气导管（524）另一端朝向于共振管（521）开口处。

4.根据权利要求2所述的一种水文地质孔施工用填砾料输送管，其特征在于：所述内管（20）外壁表面位于共振管（521）内部处开设有若干个散热槽（21）。

5.根据权利要求1所述的一种水文地质孔施工用填砾料输送管，其特征在于：所述外护管（10）与内管（20）两端端口处固定安装有密封环（60）。

6.根据权利要求1所述的一种水文地质孔施工用填砾料输送管，其特征在于：所述外护管（10）外壁一端固定安装有安装板（30），所述安装板（30）表面开设有若干个螺栓孔。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种水文地质孔施工用填砾料输送管的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先，通过安装板（30）将该内管固定在水文地质孔内，并对其进行固定，同时将压缩机的出风口通过连接管与若干个进风导管（517）相连接；

S2、然后即能向内管（20）内投入砾料，则能通过内管对水文地质孔进行填砾工序；

S3、然后打开压缩机，压缩机可将压缩后的空气注入至进风导管（517）内，然后再由U型风管（516）分别进入到第一风管（513）和第二风管（514）内，进入到第一风管（513）和第二风管（514）内的压缩空气会从第一喷嘴（5131）和第二喷嘴（5141）喷出，喷出的高速气流会吹向风扇（518）的扇叶，则吹出的气流能带动风扇（518）进行旋转，同时能够带动驱动杆（512）进行旋转，使得驱动齿轮（515）进行旋转，由于驱动齿轮（515）与从动齿轮（535）啮合连接，故能带动传动杆（532）进行旋转；

S4、当传动杆（532）进行旋转时，也会通过固定套（533）带动拨杆（534）进行旋转，当拨杆（534）向下转动时，拨杆（534）会撞击到凸块（22），则能对内管（20）进行挤压，当拨杆（534）离开凸块（22）时，内管（20）又会在弹性件（40）的弹性下进行回弹，如此往复运动，则能实现拨杆（534）端部对内管（20）的轻微快速撞击，则将粘附在内管（20）内壁泥土和沙石震落；

S5、然后从第一喷嘴（5131）和第二喷嘴（5141）喷出的空气会集中在外壳（511）内，然后再由吹气导管（524）吹向共振管（521）内的共振片（523）上，一端悬置的共振片（523）在气流的作用下产生低频共振，则引起共振管（521）中气体的低频共振，同时低频共振会带动内管（20）也进行低频振动，能够加速粘附在内管（20）内壁泥土和沙石掉落；

S6、最后，进入到共振管（521）内气流会由排风导管（522）排出。