CN213234938U - 一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，包括通过管道依次连接的沉淀池、过滤池、混液池、离心泵、钻机和混流泵，且所述离心泵输出端与所述钻机之间通过管道固定连接；本实用新型通过混流泵钻孔底部的积液抽出并排放到沉淀池内部，在沉淀池内部将积液内的大颗粒杂质和悬浮物沉淀出，然后通过水泵将沉淀后的上清液输送到过滤池内，通过过滤池将上清液中的细小颗粒过滤出，从而得到清水，然后将过滤得到的清水输送到混液池内部，这样积液中的水能够循环利用，节约了水资源。

Description

一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置

技术领域

本实用新型涉及千米定向技术领域，具体为一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置及其施工方法。

背景技术

千米定向技术是利用钻机的定向造斜纠偏功能，通过测量系统的精确测量和自动分析，及时控制和处理钻头方向，进而控制钻进轨迹，千米定向技术具有单孔成孔距离长、探测范围大、劳动强度低等优点；同时千米定向技术能够保证钻探作业与掘进作业同步进行；钻探轨迹可控；补充精确的地质资料；提高钻探作业安全性；减少材料消耗等。

千米定向钻机主要用于中硬煤层施工,瓦斯抽放长钻孔及分支孔，也可用于施工地质探测钻孔；通过瓦斯预抽采来解决高瓦斯矿井、突出矿井内的瓦斯超标问题、石油勘探、地质探测等领域。

但是现有的千米定向钻机在使用时，存在以下缺陷。

1、采用千米定向钻机在煤矿井下进行钻孔时，为了方便了钻孔，向钻孔内注入水和膨润土混合而成的钻进液，但是将钻进液注入到钻孔内部后，然后还需要将钻孔底部的积液抽出，然后直接排放，从而造成了水资源的浪费；

2、在向钻孔内部注入钻进液时，钻进液的注入效果较差，无法将钻进液均匀喷淋到钻孔内壁，这样就无法对钻孔内壁起到很好的防护作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，包括通过管道依次连接的沉淀池、过滤池、混液池、离心泵、钻机和混流泵，且所述混流泵输出端与所述沉淀池之间通过管道固定连接。

其中，所述钻机包括固定套、隔离板和防护外壳，所述固定套轴心处转动安装有钻杆，所述钻杆一端通过螺栓固定安装有钻头，所述固定套外侧套接有防护外壳，所述防护外壳内部通过螺栓均匀固定安装有隔离板，所述隔离板轴心处开设有穿插孔，所述隔离板通过所述穿插孔套接在所述固定套外侧，所述隔离板之间设置有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧一端通过螺栓与所述防护外壳内壁固定连接，所述伸缩弹簧另一端通过螺栓与所述固定套外壁固定连接。

其中，所述固定套两端的中心处均镶嵌有配合所述钻杆的轴套，所述钻杆贯穿所述轴套，且所述钻杆与所述轴套转动连接。

其中，所述固定套外壁靠近所述钻头的一侧均匀开设有进水孔。

其中，所述固定套内部通过螺栓固定安装有回液管，所述回液管一端贯穿所述固定套，且所述回液管贯穿所述固定套的一端通过螺栓与所述混流泵输入端固定连接。

其中，所述防护外壳外壁的内部开设有导水腔，防护外壳表面均匀开设有贯穿所述导水腔的出水孔，所述防护外壳一端插接有贯穿所述导水腔的进液管，所述进液管远离所述防护外壳的一端通过螺栓与所述离心泵的输出端固定连接。

其中，所述回液管和所述进液管均采用金属波纹管制成。

其中，所述固定套和所述防护外壳均呈圆筒状结构，所述隔离板呈圆盘状结构，所述固定套的轴心线、隔离板的轴心线和防护外壳的轴心线位于同一直线上。

其中，所述穿插孔的内径尺寸大于所述固定套的外径尺寸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过混流泵钻孔底部的积液抽出并排放到沉淀池内部，在沉淀池内部将积液内的大颗粒杂质和悬浮物沉淀出，然后通过水泵将沉淀后的上清液输送到过滤池内，通过过滤池将上清液中的细小颗粒过滤出，从而得到清水，然后将过滤得到的清水输送到混液池内部，这样积液中的水能够循环利用，节约了水资源。

2、本实用新型通过进液管将钻进液输送到导水腔内部，然后通过防护外壳表面的出水孔将钻进液均匀喷洒在钻孔的内壁，用以冷却钻头，同时钻孔的内壁能够均匀受到钻进液的喷淋，能够对钻孔内壁起到很好的防护作用，提高了钻孔内壁的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型钻进液循环结构示意图；

图2为本实用新型钻机主视结构示意图；

图3为本实用新型钻机主视剖面结构示意图；

图4为本实用新型钻机侧视结构示意图；

图5为本实用新型钻机侧视剖面结构示意图；

图6为图3中A部放大结构示意图；

图7为本实用新型隔离板主视结构示意图。

图中：10-沉淀池；20-过滤池；30-混液池；40-离心泵；50-混流泵；60-钻机；70-固定套；71-钻杆；72-轴套；73-进水孔；74-钻头；75-回液管；80-隔离板；81-穿插孔；82-伸缩弹簧；90-防护外壳；91-导水腔；92-出水孔；93-进液管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，包括通过管道依次连接的沉淀池10、过滤池20、混液池30、离心泵40、钻机60和混流泵50，且混流泵50输出端与沉淀池10之间通过管道固定连接。

其中，将清水加入到沉淀池10内，然后通过水泵将沉淀池10内部的清水输送到过滤池20内部，然后通过水泵将过滤池20内部的清水输送到混液池30内，在混液池30内加入膨润土，然后将膨润土和清水均匀混合到一起，制成钻进液，然后通过离心泵40将混液池30内部的钻进液抽出，接着离心泵40将钻进液输送给钻机60，通过钻进液对钻机660的钻头74进行冷却处理，同时能够对钻孔内壁起到防护作用；然后混流泵50通过管道将抽出的积液排放到沉淀池10内部，在沉淀池10内部将积液内的大颗粒杂质和悬浮物沉淀出，然后通过水泵将沉淀后的上清液输送到过滤池20内，通过过滤池20将上清液中的细小颗粒过滤出，从而得到清水，然后将过滤得到的清水输送到混液池30内部，这样积液中的水能够循环利用。

其中，钻机60包括固定套70、隔离板80和防护外壳90，固定套70轴心处转动安装有钻杆71，钻杆71一端通过螺栓固定安装有钻头74，固定套70外侧套接有防护外壳90，防护外壳90内部通过螺栓均匀固定安装有隔离板80，隔离板80轴心处开设有穿插孔81，隔离板80通过穿插孔81套接在固定套70外侧，隔离板80之间设置有伸缩弹簧82，伸缩弹簧82一端通过螺栓与防护外壳90内壁固定连接，伸缩弹簧82另一端通过螺栓与固定套70外壁固定连接。

其中，通过防护外壳90保护住固定套70，在钻机60工作时，通过防护外壳90将钻孔内壁与固定套70隔离开，通过防护外壳90能够对钻孔内壁起到支撑作用，同时避免钻孔内壁跌落的泥土粘附早固定套70表面。

其中，在使用时，钻机60通过钻杆71带动钻头74旋转，通过旋转的钻头74进行钻孔处理。

其中，固定套70两端的中心处均镶嵌有配合钻杆71的轴套72，钻杆71贯穿轴套72，且钻杆71与轴套72转动连接。

其中，通过轴套72和钻杆71配合，方便了钻杆71的转动，同时避免钻杆71在转动的过程中发生倾斜。

其中，固定套70外壁靠近钻头74的一侧均匀开设有进水孔73，在向钻孔内部注入钻进液时，钻进液会混合泥土沉入钻孔底部，在钻孔底部形成积液，然后积液通过进水孔73流入到固定套70内部。

其中，在进水孔73内部镶嵌有过滤棉层，通过过滤棉层能够将积液中的泥土和大颗粒杂质过滤掉，避免大颗粒杂质和泥土进入到固定套70内部影响钻杆71的正常转动。

其中，固定套70内部通过螺栓固定安装有回液管75，回液管75一端贯穿固定套70，且回液管75贯穿固定套70的一端通过螺栓与混流泵50输入端固定连接。

其中，当积液流入到固定套70内部后，混流泵50通过回液管75将固定套70内部的积液抽出，然后混流泵50将抽出的积液排放到沉淀池10内部。

其中，防护外壳90外壁的内部开设有导水腔91，防护外壳90表面均匀开设有贯穿导水腔91的出水孔92，防护外壳90一端插接有贯穿导水腔91的进液管93，进液管93远离防护外壳90的一端通过螺栓与离心泵40的输出端固定连接。

其中，在钻头74进行钻孔处理时，通过离心泵40将混液池30内部钻进液抽出，然后离心泵40通过进液管93将钻进液输送到导水腔91内部，然后通过防护外壳90表面的出水孔92将导水腔91内部的钻进液均匀喷淋到钻孔内壁，从而对钻孔内壁起到防护作用，同时钻进液落到钻头74表面，对钻头74起到降温作用。

其中，回液管75和进液管93均采用金属波纹管制成，通过金属波纹管制成回液管75和进液管93，在钻头74工作时，方便了回液管75和进液管93的拉伸和收缩，提高了回液管75和进液管93的使用寿命。

其中，固定套70和防护外壳90均呈圆筒状结构，隔离板80呈圆盘状结构，固定套70的轴心线、隔离板80的轴心线和防护外壳90的轴心线位于同一直线上。

其中，穿插孔81的内径尺寸大于固定套70的外径尺寸，通过隔离板80将固定套70和防护外壳90隔离开，同时在固定套70和防护外壳90之间均匀设置伸缩弹簧82，当钻头74进一步向下钻孔时，如果钻孔内壁有碎石或泥土跌落，然后碎石和泥土对防护外壳90产生碰撞，从而引起伸缩弹簧82产生伸缩，通过伸缩弹簧82将碎石或泥土对防护外壳90产生的撞击力消耗掉，避免对固定套70产生碰撞，放置固定套70因碰撞而发生倾斜，从而保证钻头74能够沿着定向方向沿直线钻孔处理，提高了钻头74钻孔的精准度。

本实用新型还涉及一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、将清水加入到沉淀池10内，通过水泵将沉淀池10内部的清水输送到过滤池20内部，然后通过水泵将过滤池20内部的清水输送到混液池30内，在混液池30内加入膨润土，然后将膨润土和清水均匀混合到一起，制成钻进液，然后通过离心泵40将混液池30内部的钻进液抽出；

S2、接着离心泵40通过进液管93将钻进液输送到导水腔91内部，通过防护外壳90表面的出水孔92将钻进液均匀喷洒在钻孔的内壁，用以冷却钻头74、同时钻进液携带岩屑及稳定护壁；

S3、接着钻孔底部的积液通过进水孔73流入到固定套70内部，混流泵50通过回液管75将固定套70内部的积液抽出；

S4、接着混流泵50通过管道将抽出的积液排放到沉淀池10内部，在沉淀池10内部将积液内的大颗粒杂质和悬浮物沉淀出，通过水泵将沉淀后的上清液输送到过滤池20内，通过过滤池20将上清液中的细小颗粒过滤出，从而得到清水；将过滤得到的清水输送到混液池30内部，这样积液中的水能够循环利用。

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实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的沉淀池(10)、过滤池(20)、混液池(30)、离心泵(40)、钻机(60)和混流泵(50)，且所述混流泵(50)输出端与所述沉淀池(10)之间通过管道固定连接；

所述钻机(60)包括固定套(70)、隔离板(80)和防护外壳(90)，所述固定套(70)轴心处转动安装有钻杆(71)，所述钻杆(71)一端通过螺栓固定安装有钻头(74)，所述固定套(70)外侧套接有防护外壳(90)，所述防护外壳(90)内部通过螺栓均匀固定安装有隔离板(80)，所述隔离板(80)轴心处开设有穿插孔(81)，所述隔离板(80)通过所述穿插孔(81)套接在所述固定套(70)外侧，所述隔离板(80)之间设置有伸缩弹簧(82)，所述伸缩弹簧(82)一端通过螺栓与所述防护外壳(90)内壁固定连接，所述伸缩弹簧(82)另一端通过螺栓与所述固定套(70)外壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，其特征在于：所述固定套(70)两端的中心处均镶嵌有配合所述钻杆(71)的轴套(72)，所述钻杆(71)贯穿所述轴套(72)，且所述钻杆(71)与所述轴套(72)转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，其特征在于：所述固定套(70)外壁靠近所述钻头(74)的一侧均匀开设有进水孔(73)。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，其特征在于：所述固定套(70)内部通过螺栓固定安装有回液管(75)，所述回液管(75)一端贯穿所述固定套(70)，且所述回液管(75)贯穿所述固定套(70)的一端通过螺栓与所述混流泵(50)输入端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，其特征在于：所述防护外壳(90)外壁的内部开设有导水腔(91)，防护外壳(90)表面均匀开设有贯穿所述导水腔(91)的出水孔(92)，所述防护外壳(90)一端插接有贯穿所述导水腔(91)的进液管(93)，所述进液管(93)远离所述防护外壳(90)的一端通过螺栓与所述离心泵(40)的输出端固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，其特征在于：所述回液管(75)和所述进液管(93)均采用金属波纹管制成。

7.根据权利要求1或6所述的一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，其特征在于：所述固定套(70)和所述防护外壳(90)均呈圆筒状结构，所述隔离板(80)呈圆盘状结构，所述固定套(70)的轴心线、隔离板(80)的轴心线和防护外壳(90)的轴心线位于同一直线上。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿井下定向千米钻机水循环处理装置，其特征在于：所述穿插孔(81)的内径尺寸大于所述固定套(70)的外径尺寸。

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