一种自动排渣系统及钻孔设备的制作方法

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1.本发明涉及矿山机械技术领域，特别涉及一种自动排渣系统及钻孔设备。

背景技术：

2.传统的钻孔设备，例如天井钻机，在进行导孔作业时需要辅助配置蓄水池用来囤积导孔反渣水，渣浆水经过沉淀后由水泵泵入机头，用于导孔反渣，以此来循环使用；蓄水池的修建往往占地面积大，且施工难度大，尤其是遇到深度不大的天井施工项目时，钻机钻完一条井的工期短，需要频繁移机，这时候再去给每条天井配置一个蓄水池就显得费时费力，经济性差；且天井钻机导孔作业时，需要人工定时去铲走孔口反上来的渣石，防止渣石在孔口堆积，对人工的依赖性比较大。

技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种自动排渣系统，能够在天井钻机导孔过程中进行自动排渣，有效地提升了工作效率，降低了对人工的依赖度，提升了钻孔的经济性。
4.本发明还提出一种具有上述自动排渣系统的钻孔设备。
5.根据本发明第一方面实施例的自动排渣系统，包括：导渣结构，套设于钻杆外周，设有供钻杆穿过的中心孔，所述中心孔外周设置有与所述中心孔连通的环槽，所述环槽连通有补水设备；除砂设备，用于对钻杆导孔过程中产生的浆水进行砂石和水的分离，并将分离后的水输送至钻杆；泵送设备，进口端与所述中心孔连通，出口端与所述除砂设备连接，用于将所述中心孔内的浆水泵送至所述除砂设备。
6.根据本发明实施例的自动排渣系统，至少具有如下有益效果：
7.通过设置有导渣结构和与导渣结构连通的泵送设备和除砂设备，能及时地将导孔过程中产生的浆水和碎渣泵送走，无须人工操作，同时也避免了设置蓄水池，有效地提升了导孔的经济性，降低了对人工的依赖；导渣结构的结构简单，便于制作和更换；泵送设备和除砂设备均与导渣结构分体设计，便于对其进行单独更换和维护。
8.根据本发明的一些实施例，所述导渣结构包括外环壁和内环壁，所述外环壁和所述内环壁之间形成环槽，所述内环壁中心具有中心孔；所述内环壁设有贯穿孔以连通所述环槽和所述中心孔。
9.根据本发明的一些实施例，所述内环壁还设有第一抽水孔，所述外环壁设置有与所述第一抽水孔对应的第二抽水孔，所述环槽内设置有连通所述第一抽水孔和所述第二抽水孔的过渡管。
10.根据本发明的一些实施例，所述外环壁设有沿所述外环壁的径向方向延伸的抽水管，所述抽水管一端与所述第二抽水孔连通，另一端连接所述泵送设备。
11.根据本发明的一些实施例，所述导渣结构还包括压盖于所述环槽上方的盖板，所述盖板包括内圈和外圈，所述内圈与所述内环壁密封连接，所述外圈与所述外环壁连接。
12.根据本发明的一些实施例，所述盖板绕所述内环壁间隔设置有多个条形孔，还设置有与所述环槽连通的补水管，所述补水管与所述补水设备连接。
13.根据本发明的一些实施例，所述内环壁的上部设置有朝中心延伸的环形板，所述环形板可拆卸连接有供钻杆穿过的密封环，所述密封环与钻杆外周密封连接。
14.根据本发明的一些实施例，所述泵送设备为渣浆泵，所述除砂设备为旋流除砂器。
15.根据本发明的一些实施例，还包括底架和机壳，所述渣浆泵和所述旋流除砂器均安装于所述底架，所述机壳罩设于所述底架外周，用于对所述渣浆泵和所述旋流除砂器进行保护。
16.根据本发明第二方面实施例的钻孔设备，包括天井钻机主机和上述的自动排渣系统，所述天井钻机主机安装有用于导孔的钻杆，所述自动排渣系统用于在钻杆导孔过程中对其进行自动排渣。
17.根据本发明实施例的钻孔设备，至少具有如下有益效果：
18.通过设置有用于排渣的自动排渣系统，自动排渣系统包括导渣结构和与导渣结构连通的泵送设备和除砂设备，能及时地将导孔过程中产生的浆水和碎渣泵送走，无须人工操作，同时也避免了设置蓄水池，有效地提升了导孔的经济性，降低了对人工的依赖；导渣结构的结构简单，便于制作和更换；泵送设备和除砂设备均与导渣结构分体设计，便于对其进行单独更换和维护。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
21.图1为本发明实施例的结构示意图；
22.图2为本发明实施例的导渣结构的结构示意图；
23.图3为本发明实施例的导渣结构的内部的结构示意图；
24.图4为本发明实施例的泵送设备和除砂设备的结构示意图。
25.附图标号：
26.导渣结构100、中心孔110、环槽120、外环壁130、抽水管131、内环壁140、贯穿孔141、环形板142、过渡管150、盖板160、条形孔161、补水管162、密封环170；
27.除砂设备200；
28.泵送设备300；
29.底架400、机壳410；
30.天井钻机主机500。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或
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装置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。
33.在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
34.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
35.参照图1至图4，本发明实施例的一种自动排渣系统，包括：导渣结构100、泵送设备300和除砂设备200，导渣结构100套设于钻杆的外周，泵送设备300进口端与导渣结构100连接，出口端与除砂设备200连接，用于将导渣结构100内的、钻杆导孔产生的浆水和包含在浆水内的碎渣等泵送至除砂设备200内。
36.进一步的，泵送设备300为渣浆泵，除砂设备200为旋流除砂器。渣浆泵属于离心泵，主要用来输送含沙量较高的泥浆介质，具有一定的自吸能力；渣浆泵将渣浆水泵送至旋流除砂器内后，渣浆水在旋流除砂器内高速回旋，在离心力，重力的共同作用下，砂石沉入旋流器底部，由底部排渣口定时排出，过滤后的清水由旋流除砂器顶部的出水口经回水管回到钻杆，以此实现循环利用。旋流除砂器排渣口装有自动闸阀，可以定时控制开启时间，自动闸阀打开时，沙石在旋流除砂器内部水压的作用下从排渣口排出。渣浆泵和旋流除砂器均为市面上可以买到的现有设备，只需根据实际需求进行采购即可，在本技术中不做过多赘述。
37.参照图1、图4所示，在本发明进一步的实施例中，还包括底架400和机壳410，渣浆泵和旋流除砂器均安装于底架400，机壳410罩设于底架400外周，用于对渣浆泵和旋流除砂器进行保护。底架400采用金属的材质制成，且底架400的底部与地面之间具有一定的间隔，以便于对底架400上方的设备进行保护。外壳同样采用金属材质或硬质塑料等材料制成，用于对安装于底架400上的设备进行保护。底架400上除了安装有渣浆泵和旋流除砂器，还安装有用于驱动渣浆泵旋转的电机和控制箱等结构。
38.参照图3所示，在本发明的一些实施例中，导渣结构100包括外环壁130和内环壁140，外环壁130和内环壁140之间形成环槽120，内环壁140中心设置有供钻杆穿过的中心孔110；内环壁140设有贯穿孔141以连通环槽120和中心孔110，环槽120连通有补水设备。具体的，外环壁130和内环壁140同心设置，且外环壁130和内环壁140均为圆形。
39.参照图3所示，在本发明进一步的实施例中，内环壁140还设有第一抽水孔，第一抽水孔和贯穿孔141分别设置于内环壁140相对的两侧。外环壁130设置有与第一抽水孔对应的第二抽水孔，环槽120内设置有连通第一抽水孔和第二抽水孔的过渡管150。过渡管150与内环壁140连接的一端的尺寸大于与外环壁130连接的一端，且为均匀缩小，以便于泵送设备300进行抽水。
40.需要注意的是，过渡管150与环槽120是不连通的，环槽120和中心孔110只能通过贯穿孔141连通，也即环槽120内的水只能通过贯穿孔141进入中心孔110内，然后中心孔110内的水通过第一抽水孔抽走。
41.进一步的，外环壁130设有沿外环壁130的径向方向延伸的抽水管131，抽水管131一端与第二抽水孔连通，另一端连接泵送设备300。抽水管131采用金属的材质制成，一端与外环壁130的外周固定连接，例如焊接，另一端通过管系与泵送设备300的进口端连接，因此抽水管131远离外环壁130的一端设置有便于连接的法兰等结构。
42.参照图2所示，在本发明的一些实施例中，导渣结构100还包括压盖于环槽120上方的盖板160，盖板160包括内圈和外圈，内圈与内环壁140密封连接，外圈与外环壁130连接。具体的，内环壁140在竖直方向上的高度大于外环壁130在竖直方向上的高度。盖板160的内圈与内环壁140的外表面连接，例如焊接或通过卡扣可拆卸连接；盖板160的外圈与外环壁130的顶部连接，例如焊接或者卡扣连接等。
43.参照图2所示，在本发明的一些具体实施例中，盖板160绕内环壁140间隔设置有多个条形孔161，还设置有与环槽120连通的补水管162，补水管162与补水设备连接。具体的，条形孔161设置有多个是为了便于水的溢出，以防止环槽120内的水位过高导致环槽120内的压力过大损坏导渣结构100。补水管162固设于盖板160上，补水管162的端部连接有向环槽120内补水的补水设备，补水设备可以是水泵等设备。
44.参照图3所示，在本发明的一些实施例中，内环壁140的上部设置有朝中心延伸的环形板142，环形板142可拆卸连接有供钻杆穿过的密封环170，密封环170与钻杆外周密封连接。具体的，环形板142设置于内环壁140的顶部，环形板142上间隔设置有多个螺纹孔，密封环170设置有与环形板142对应的多个螺纹孔，环形板142和密封环170通过螺栓连接。
45.进一步的，密封环170采用橡胶材质制成，密封环170的外表面与内环壁140的内表面接触，密封环170中心设置有供钻杆穿过的通孔，通孔与钻杆的外表面密封接触，以防止中心孔110内的水从密封环170与钻杆的连接处流出。
46.根据本发明实施例的自动排渣系统，通过设置有导渣结构100和与导渣结构100连通的泵送设备300和除砂设备200，能及时地将导孔过程中产生的浆水和碎渣泵送走，无须人工操作，同时也避免了设置蓄水池，有效地提升了导孔的经济性，降低了对人工的依赖；导渣结构100的结构简单，便于制作和更换；泵送设备300和除砂设备200均与导渣结构100分体设计，便于对其进行单独更换和维护。
47.参照图1至图4，本发明还包括一种钻孔设备，钻孔设备包括天井钻机主机500和上述的自动排渣系统，天井钻机主机500安装有用于导孔的钻杆，自动排渣系统用于在钻杆导孔过程中对其进行自动排渣。具体的，钻杆安装于天井钻机主机500，天井钻机主机500用于驱动钻杆绕自身轴线旋转。自动排渣系统的导渣结构100套设于钻杆上，配合泵送设备300和除砂设备200对钻杆导孔产生的渣浆水进行自动排渣。
48.根据本发明实施例的钻孔设备，通过设置有用于排渣的自动排渣系统，具有自动排渣系统的所有优点。自动排渣系统包括导渣结构100和与导渣结构100连通的泵送设备300和除砂设备200，能及时地将导孔过程中产生的浆水和碎渣泵送走，无须人工操作，同时也避免了设置蓄水池，有效地提升了导孔的经济性，降低了对人工的依赖；导渣结构100的结构简单，便于制作和更换；泵送设备300和除砂设备200均与导渣结构100分体设计，便于对其进行单独更换和维护。
49.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作
出各种变化。

技术特征：

1.一种自动排渣系统，其特征在于，包括：导渣结构(100)，套设于钻杆外周，设有供钻杆穿过的中心孔(110)，所述中心孔(110)外周设置有与所述中心孔(110)连通的环槽(120)，所述环槽(120)连通有补水设备；除砂设备(200)，用于对钻杆导孔过程中产生的浆水进行砂石和水的分离，并将分离后的水输送至钻杆；泵送设备(300)，进口端与所述中心孔(110)连通，出口端与所述除砂设备(200)连接，用于将所述中心孔(110)内的浆水泵送至所述除砂设备(200)。2.根据权利要求1所述的一种自动排渣系统，其特征在于：所述导渣结构(100)包括外环壁(130)和内环壁(140)，所述外环壁(130)和所述内环壁(140)之间形成环槽(120)，所述内环壁(140)中心具有中心孔(110)；所述内环壁(140)设有贯穿孔(141)以连通所述环槽(120)和所述中心孔(110)。3.根据权利要求2所述的一种自动排渣系统，其特征在于：所述内环壁(140)还设有第一抽水孔，所述外环壁(130)设置有与所述第一抽水孔对应的第二抽水孔，所述环槽(120)内设置有连通所述第一抽水孔和所述第二抽水孔的过渡管(150)。4.根据权利要求3所述的一种自动排渣系统，其特征在于：所述外环壁(130)设有沿所述外环壁(130)的径向方向延伸的抽水管(131)，所述抽水管(131)一端与所述第二抽水孔连通，另一端连接所述泵送设备(300)。5.根据权利要求2所述的一种自动排渣系统，其特征在于：所述导渣结构(100)还包括压盖于所述环槽(120)上方的盖板(160)，所述盖板(160)包括内圈和外圈，所述内圈与所述内环壁(140)密封连接，所述外圈与所述外环壁(130)连接。6.根据权利要求5所述的一种自动排渣系统，其特征在于：所述盖板(160)绕所述内环壁(140)间隔设置有多个条形孔(161)，还设置有与所述环槽(120)连通的补水管(162)，所述补水管(162)与所述补水设备连接。7.根据权利要求2所述的一种自动排渣系统，其特征在于：所述内环壁(140)的上部设置有朝中心延伸的环形板(142)，所述环形板(142)可拆卸连接有供钻杆穿过的密封环(170)，所述密封环(170)与钻杆外周密封连接。8.根据权利要求1所述的一种自动排渣系统，其特征在于：所述泵送设备(300)为渣浆泵，所述除砂设备(200)为旋流除砂器。9.根据权利要求8所述的一种自动排渣系统，其特征在于：还包括底架(400)和机壳(410)，所述渣浆泵和所述旋流除砂器均安装于所述底架(400)，所述机壳(410)罩设于所述底架(400)外周，用于对所述渣浆泵和所述旋流除砂器进行保护。10.一种钻孔设备，其特征在于：包括天井钻机主机(500)和如权利要求1至9任一项所述的自动排渣系统，所述天井钻机主机(500)安装有用于导孔的钻杆，所述自动排渣系统用于在钻杆导孔过程中对其进行自动排渣。

技术总结

本发明公开了一种自动排渣系统及钻孔设备，自动排渣系统包括：导渣结构，套设于钻杆外周，设有供钻杆穿过的中心孔，中心孔外周设置有与中心孔连通的环槽，环槽连通有补水设备；除砂设备，用于对钻杆导孔过程中产生的浆水进行砂石和水的分离，并将分离后的水输送至钻杆；泵送设备，进口端与中心孔连通，出口端与除砂设备连接，用于将中心孔内的浆水泵送至除砂设备；钻孔设备包括天井钻机主机和上述的自动排渣系统。根据本发明的自动排渣系统及钻孔设备，能够在天井钻机导孔过程中进行自动排渣，有效地提升了工作效率，降低了对人工的依赖度，提升了钻孔的经济性。提升了钻孔的经济性。提升了钻孔的经济性。