CN204940410U - 一种机井滤料旋转回填装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机井滤料旋转回填装置，它包括可转动的敞口填砾圆筒、转动连接轴、四个支撑方管、水平支撑臂以及滚动轴承；本实用新型利用钻机或柴油机控制旋转装置转动，填砾装置内安装了使滤料均匀分布到填砾容器上的叶片，旋转装置设置在填砾装置的下部，沿井管上边沿作圆周运动，滤料出口为条状弧形结构，围绕井管外壁与井孔作360度转动，实现了井管周围均匀填砾的目的。

Description

一种机井滤料旋转回填装置

技术领域

本实用新型涉及一种机井滤料旋转回填装置。

背景技术

机井工程是开发利用地下水资源的主要建筑物，随着地下水资源的开发利用，我国机井的建设规模也越来越大，到2010年底全国已累计建成各类机电井533.71×10⁴眼；全国的地下水供水总量为1107.3×10⁸m³，机井的供水量达847.91×10⁸m³，占地下水供水总量的77％；在干旱半干旱的北方地区，机井工程是农田灌溉的主要水利设施，也是城乡供水的主要工程，机井提水灌溉从根本上改变了我国北方地区的农业生产面貌，对保证粮食安全和促进农业的发展起到了重要作用。

回填滤料的目的是拦阻或减少泥砂进入井内，防止透水管孔隙的淤塞，同时增加进入井中水流的过水面积，起到增大水井的出水量，减少井水的含沙量和延长水井工程寿命的目的；滤料回填是机井建设的重要环节，直接关系着机井的涌水量、出水量以及使用年限，《机井技术规范》(SL256-2000)要求在填砾工序中做到及时填砾和均匀填砾，以防止滤料的淤塞和离析等不良现象产生，从而满足填砾的设计标准；如何做到均匀填砾，规范上也没有具体的措施，在机井工程的建设实践中，通常都是采用人工用铁锹作为工具直接向井孔内回填滤料，经常造成填砾不均匀，从而影响机井的出水量，造成管井涌沙严重，出水量不足，甚至机井井管倾斜、报废等现象。

中国专利申请公布号CN104420857A，申请人：中国石油天然气股份有限公司，申请公布日：2015年03月18日，申请公开了“一种砾石充填方法，用于向定向井中充填砾石形成砾石层，其特征在于，所述砾石充填方法包括：向所述定向井注入具有第一砾石的第一充填浆，所述第一砾石具有第一密度；当所述定向井内沉积的所述第一砾石的最高高度与所述定向井的直径之比达到预定值时，停止向所述定向井注入所述第一充填浆，向所述定向井注入具有第二砾石的第二充填浆，所述第二砾石具有第二密度，所述第二密度小于所述第一密度；一种定向井的砾石层，其特征在于，所述砾石层包括：具有第一密度的第一砾石；具有第二密度的第二砾石；所述第二密度小于所述第一密度”；“本发明提供的所述砾石充填方法及砾石层，通过向所述定向井内注入具有不同密度的所述第一砾石和所述第二砾石，有效的延长了所述定向井的砾石充填长度”；根据上述专利申请公开内容可知，该发明所述砾石充填方法仅表述了不同砾石层的结构，没有提及如何均匀填砾方法以及使用何种工具填砾。

中国专利申请公布号CN103899283A，申请人：新疆中核天山铀业有限公司，申请公布日：2014年07月02日，公开了“一种砂石泵填砾方法，依次包括如下步骤：步骤1、将投砾管19安装至低于过滤器26下端的位置；步骤2、开启泥浆泵3的阀门5，启动泥浆泵3给砂石泵11供水，再启动砂石泵11往回填砾料空间24内泵入清水；步骤3、待回填砾料空间24顶端的开口开始返水时，向投砾漏斗12加入经过清洗的砾料13，开始投放砾料13时，先均匀加入少量砾料13，当砾料13输送均匀顺畅后再增大砾料13的投放量；步骤4、当砾料13投放至投砾漏斗12涌水或回填砾料空间24顶端开口不返水时，将投砾管19向上提，继续投放砾料13；步骤5、重复步骤3至步骤4，自过滤器26底部逐段向上充填砾料13直至设计位置；一种应用权利要求1所述的砂石泵填砾方法的设备，包括依次相连的泥浆泵3、砂石泵11、砂水混合输送管16、水龙头17和投砾管19，泥浆泵3通过法兰8与砂石泵11连接，砂石泵11与砂水混合输送管16通过丝扣密封连接15，水龙头17和投砾管19一端通过管箍连接18，投砾管19另一端放置在回填砾料空间24内，投砾管19上具有若干球阀20，用于开启和关闭投砾管19”；“本发明的技术方案采用砂石泵从投砾管内注水投砾，边投砾边测砾料充填高度，砾料充填高度为达到设计要求位置进行水泥封孔，同时通过投砾管探测填砾高度；由于砂石泵注压较小，一旦围填的砾料平齐投砾管口，砂石泵不再投砾，投砾口会返水，根据该原理可探测到投砾高度，作到投砾的量化控制；采用本发明的技术方案填砾速度快、效率高、填砾位置准确，同时由投砾时注水对钻孔进行了冲洗，减少了泥浆对矿层的污染”；该发明设置过于复杂，在井管的一个方向进行填砾，不能在井管和井孔之间360度方向同时填砾，实现不了均匀填砾的目的，再者投砾管一旦堵塞，砂石泵不再投砾，填砾量就达不到设计要求，会造成机井出现一系列的不良问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机井滤料旋转回填装置，其利用钻机或柴油机控制旋转装置转动，填砾装置内安装了使滤料均匀分布到填砾容器上的叶片，旋转装置设置在填砾装置的下部，沿井管上边沿作圆周运动，滤料出口为条状弧形结构，围绕井管外壁与井孔作360度转动，实现了井管周围均匀填砾的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种机井滤料旋转回填装置，它包括可转动的敞口填砾圆筒、转动连接轴、四个支撑方管、水平支撑臂以及滚动轴承；

所述可转动的敞口填砾圆筒的筒底为坡面结构，坡面结构的筒底下端部边缘向下凸设有滤料出口；

敞口填砾圆筒筒底中心穿设固定有转动连接轴，该转动连接轴上端露设于敞口填砾圆筒上沿外，转动连接轴下端露设于敞口填砾圆筒筒底外底壁外；

敞口填砾圆筒筒底外底壁的圆周方向，向下均匀垂设固定有四个支撑方管，该四个支撑方管处于敞口填砾圆筒中心的同一圆周上，该同一圆周即为井管的管口圆周，该同一圆周的半径小于滤料出口到敞口填砾圆筒中心的距离，以便四个支撑方管沿井管做圆周运动，且滤料出口在井管和井孔之间的空间做圆周运动，四个支撑方管的下端处于同一水平面，且四个支撑方管的下端与敞口填砾圆筒上沿之间的垂线距离小于滤料出口下端与敞口填砾圆筒上沿之间的垂线距离，以便滤料出口的下端位于井管上沿以下，避免滤料不能完全填充于井管和井孔之间；

每个支撑方管通过水平支撑臂与转动连接轴的下部固接，保证敞口填砾圆筒顺畅的旋转运动，每个支撑方管下端沿井管圆周方向匹配开设有高度相同的倒U型槽，每个支撑方管的倒U型槽内等高设有滚动轴承，以便机井滤料旋转回填装置沿井管平稳的旋转填料。

所述滤料出口水平截面呈扇形结构，以便滤料在重力作用下，顺畅地通过滤料出口，同时，滤料出口可在井管和井孔之间的空间进行圆周运动，回填滤料的运动轨迹为全圆螺旋上升。

当人工装填滤料时，弧形滤料出口的圆心角为30度-45度，以使人工装填滤料与滤料出口出料量匹配；当传送带输送滤料时，弧形滤料出口的圆心角为45-90度，以使传送带输送滤料与滤料出口出料量匹配。

所述位于敞口填砾圆筒内的转动连接轴中部销连接有混合搅拌叶片组，以进一步将传送带输送的级配滤料搅拌混合均匀。

所述敞口填砾圆筒内壁上部固定有倒圆台形导向漏斗，所述混合搅拌叶片组设于导向漏斗的出口正下方，以进一步增强混合搅拌叶片组对级配滤料的混合作用。

所述坡面结构的筒底上端部边缘通过绳索连接有张力计，张力计下端通过绳索连接有锥形平衡球，该结构设计是为了圆周填埋的滤料将设于井管和井孔之间的预定填埋高度的锥形平衡球覆盖到并固定，使与其连接的张力计语音报警或红灯闪烁，表明井管填砾已经填埋到预定高度，填砾工作已经完成。

所述敞口填砾圆筒的筒底坡面与水平面之间的夹角α为25-30度。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型利用钻机或柴油机控制旋转装置转动，填砾装置内安装了使滤料均匀分布到填砾容器上的叶片，旋转装置设置在填砾装置的下部，沿井管上边沿作圆周运动，滤料出口为条状弧形结构，围绕井管外壁与井孔作360度转动，实现了井管周围均匀填砾的目的。

附图说明

图1示出本实用新型整体结构示意图；

图2示出图1的A-A向剖面结构示意图；

图3示出本实用新型混合搅拌叶片组的俯视结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1-图3所示，一种机井滤料旋转回填装置，它包括可转动的敞口填砾圆筒1、转动连接轴2、四个支撑方管3、水平支撑臂4以及滚动轴承5；

所述可转动的敞口填砾圆筒1的筒底为坡面结构，坡面结构的筒底下端部边缘向下凸设有滤料出口11；

敞口填砾圆筒1筒底中心穿设固定有转动连接轴2，该转动连接轴2上端露设于敞口填砾圆筒1上沿外，转动连接轴2下端露设于敞口填砾圆筒1筒底外底壁外；

敞口填砾圆筒1筒底外底壁的圆周方向，向下均匀垂设固定有四个支撑方管3，该四个支撑方管3处于敞口填砾圆筒1中心的同一圆周上，该同一圆周的半径小于滤料出口11到敞口填砾圆筒1中心的距离，四个支撑方管3的下端处于同一水平面，且四个支撑方管3的下端与敞口填砾圆筒1上沿之间的垂线距离小于滤料出口11下端与敞口填砾圆筒1上沿之间的垂线距离；

每个支撑方管3通过水平支撑臂4与转动连接轴2的下部固接，每个支撑方管3下端沿井管圆周方向匹配开设有高度相同的倒U型槽31，每个支撑方管3的倒U型槽31内等高设有滚动轴承5。

所述滤料出口11水平截面呈扇形结构。

当人工装填滤料时，弧形滤料出口11的圆心角为38度。

所述位于敞口填砾圆筒1内的转动连接轴2中部销连接有混合搅拌叶片组6。

所述敞口填砾圆筒1内壁上部固定有倒圆台形导向漏斗7，所述混合搅拌叶片组6设于导向漏斗7的出口正下方。

所述坡面结构的筒底1上端部边缘通过绳索连接有张力计8，张力计8下端通过绳索连接有锥形平衡球9。

所述敞口填砾圆筒1的筒底坡面与水平面之间的夹角α为28度。

实施例2

一种机井滤料旋转回填装置，其与实施例1不同之处在于，当以传送带输送滤料时，弧形滤料出口11的圆心角为70度。

工作原理

参见图1-图3所示，一种机井滤料回填装置的组装过程：它包括可转动的敞口填砾圆筒1，敞口填砾圆筒1的筒底为坡面结构，坡面结构的筒底下端部边缘向下凸设有滤料出口11，滤料出口11伸入到井孔20内，位于井管30和井孔20之间构成的环形空间，敞口填砾圆筒1上端部设置倒圆台形导向漏斗7，若以钻机作为动力，敞口填砾圆筒1的中部穿设固定有与钻机主动钻杆(图中未示出)连接的转动连接轴2，转动连接轴2与钻机主动钻杆用丝扣连接(图中未示出)；敞口填砾圆筒1的转动连接轴2上端的丝扣当与柴油机连接时为皮带轮(图中未示出)；敞口填砾圆筒1内部的转动连接轴2上设置有随敞口填砾圆筒1同时转动的混合搅拌叶片组6，敞口填砾圆筒1下底面设置4个沿井管30井沿做圆周运动的支撑方管3，每个支撑方管3下端分别装置滚动轴承5，支撑方管3的下部为开口设置，支撑方管3下端的滚动轴承5和开口形成了一个倒U形的凹槽31，将敞口填砾圆筒1底部的4个支撑方管3下端的倒U形的凹槽31插入到井管30的井沿上，使倒U形的凹槽31内装置的滚动轴承5与井沿接触，轻轻推动敞口填砾圆筒1，保证支撑方管3和滚动轴承5都能放置到位，设置的4个倒U形的凹槽31保证了敞口填砾圆筒1围绕井沿作圆周运动，敞口填砾圆筒1的滤料出口11水平截面为扇形；将张力计8和锥形平衡球9用绳索连接并将绳索的上端连接到敞口填砾圆筒1底部坡面结构的最高点，锥形平衡球9的位置就是填砾层的最上端。

一种机井滤料回填装置的工作过程：开动钻机或柴油机(图中未示出)，敞口填砾圆筒1开始围绕井沿作圆周转动，通过传送带(图中未示出)或人工将级配的滤料送入到敞口填砾圆筒1上端部的倒圆台形导向漏斗7内，经过混合搅拌叶片组6的搅动混合，滤料沿敞口填砾圆筒1倾斜的底板通过滤料出口11，进入到井管30外壁和井孔20构成的环形空间中，由于在填砾的过程中，敞口填砾圆筒1一直在不停的转动，回填的滤料运动轨迹为全圆螺旋上升；保证了在井管30的四周都能均匀地充填滤料，当滤料到达锥形平衡球9的位置时，锥形平衡球9被滤料覆盖并固定，张力计8会语音报警或红灯闪烁，说明已填砾完成了，关闭钻机或柴油机即可完成井管填砾工作，本装置不但可以实现机械化快速填砾，还能达到填砾均匀的目的；人工装填滤料时，弧形滤料出口11的圆心角为30度-45度，以使人工装填滤料与滤料出口出料量匹配；当以传送带输送滤料时，弧形滤料出口11圆心角为45-90度。

如上所述，本实用新型一种机井滤料旋转回填装置，所述的实施例及图，只是本实用新型较好的实施效果，并不是只局限于本实用新型，凡是与本实用新型的结构、特征等近似、雷同者，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种机井滤料旋转回填装置，其特征在于：它包括可转动的敞口填砾圆筒(1)、转动连接轴(2)、四个支撑方管(3)、水平支撑臂(4)以及滚动轴承(5)；

所述可转动的敞口填砾圆筒(1)的筒底为坡面结构，坡面结构的筒底下端部边缘向下凸设有滤料出口(11)；

敞口填砾圆筒(1)筒底中心穿设固定有转动连接轴(2)，该转动连接轴(2)上端露设于敞口填砾圆筒(1)上沿外，转动连接轴(2)下端露设于敞口填砾圆筒(1)筒底外底壁外；

敞口填砾圆筒(1)筒底外底壁的圆周方向，向下均匀垂设固定有四个支撑方管(3)，该四个支撑方管(3)处于敞口填砾圆筒(1)中心的同一圆周上，该同一圆周的半径小于滤料出口(11)到敞口填砾圆筒(1)中心的距离，四个支撑方管(3)的下端处于同一水平面，且四个支撑方管(3)的下端与敞口填砾圆筒(1)上沿之间的垂线距离小于滤料出口(11)下端与敞口填砾圆筒(1)上沿之间的垂线距离；

每个支撑方管(3)通过水平支撑臂(4)与转动连接轴(2)的下部固接，每个支撑方管(3)下端沿井管圆周方向匹配开设有高度相同的倒U型槽(31)，每个支撑方管(3)的倒U型槽(31)内等高设有滚动轴承(5)。

2.根据权利要求1所述的一种机井滤料旋转回填装置，其特征在于：所述滤料出口(11)水平截面呈扇形结构。

3.根据权利要求2所述的一种机井滤料旋转回填装置，其特征在于：滤料出口(11)的圆心角为30度-90度。

4.根据权利要求1所述的一种机井滤料旋转回填装置，其特征在于：所述位于敞口填砾圆筒(1)内的转动连接轴(2)中部销连接有混合搅拌叶片组(6)。

5.根据权利要求4所述的一种机井滤料旋转回填装置，其特征在于：所述敞口填砾圆筒(1)内壁上部固定有倒圆台形导向漏斗(7)，所述混合搅拌叶片组(6)设于导向漏斗(7)的出口正下方。

6.根据权利要求1或5所述的一种机井滤料旋转回填装置，其特征在于：所述坡面结构的筒底(1)上端部边缘通过绳索连接有张力计(8)，张力计(8)下端通过绳索连接有锥形平衡球(9)。

7.根据权利要求6所述的一种机井滤料旋转回填装置，其特征在于：所述敞口填砾圆筒(1)的筒底坡面与水平面之间的夹角α为25-30度。