[实用新型]一种可调节式钻孔成井填砾装置

说明书

本实用新型公开了一种可调节式钻孔成井填砾装置，用于地浸采铀钻孔或水文水井钻孔施工成井填砾。包括连接管道、砾石罐体、球阀和可调引射器。该装置采用可调节式引射器代替常规喷嘴，可根据泥浆泵提供不同的质量流量，适当调整引射器喷嘴与混合室距离、混合室长度，实现填砾速度调节。泥浆泵与可调式填砾装置连接可将一定粒径的石英砂通过填砾管泵送至孔底过滤器周围，完成填砾工序。该装置用于解决现有填砾装置所需泵送的质量流量与一定结构参数的喷嘴不匹配造成的填砾速度慢、易卡堵、砾料填充情况不好等问题。使得引射效果达到最佳，进而提升钻孔成井质量。该填砾装置同时增设卸荷阀，提高填砾装置使用安全性。

技术领域

本实用新型涉及地质钻孔成井用填砾装置，具体涉及喷嘴位置、混合室长度可调的引射器，盛装介质的罐体，引射器与罐体的连接管道。

背景技术

目前地浸采铀钻孔、水文水井、参数井多采用填砾式结构，过滤器与孔壁环状间隙需用一定粒径的石英砂填充，填充质量直接影响钻孔与矿层段的连通性，也即影响钻孔涌水量。影响过滤器填充质量的因素很多，包括钻孔冲洗液性能、石英砂粒径、环状间隙大小、填砾速度等，其中填砾速度较为难控制。当前常用的填砾设备主要有渣浆泵和自制填砾装置，自制填砾装置相比渣浆泵结构简单，维护成本低，不需要动力源，应用较为广泛。自制填砾装置工作原理(如图1)简述为，与泥浆泵通过三通相连，泥浆泵泵送的清水分流，一部分清水泵送至罐体，清水进入罐体与石英砂混合后一同被泵送出罐体出口，出口处与下端引射器引射入口相连。另一部分清水泵送至喷嘴工作入口，在喷射出口形成射流卷吸，石英砂与清水混合介质便被卷吸、推送至与孔底联通的管道中，清水携带石英砂被泵送至孔底完成填砾工序。

所说的上述自制填砾装置存在问题有：

1、喷嘴抽吸效果不理想。主要原因表现为喷嘴引射能力不够。笔者尝试引入引射器代替喷嘴，但工作入口质量流量由钻孔深度决定，也即引射器背压决定。而工作入口给定不同质量流量时，引射器产生的射流卷吸效果不同，填砾装置工作效率不能达到最佳，进而影响钻孔成井质量。

2、当前应用的填砾装置不可卸荷。在填砾装置工作过程中，如混合介质流经管道出现卡堵，直接表现为罐体内部压力和泥浆泵工作压力升高。当前结构如罐体压力过大无法正常填砾时，需停止泥浆泵泵送清水，打开球阀与法兰盘泄压，工序繁琐并且存在安全隐患。

发明内容

本实用新型提供了一种可调节式钻孔成井填砾装置，以解决现有填砾装置引射效果不好，填砾效率低，钻孔成井质量不理想的问题，同时提高填砾装置安全性。

本实用新型用于将工作流体(清水)和混合介质(石英砂、清水)通过强引射卷吸作用，快速泵送至孔底完成填砾工作。

本实用新型包括罐体、可调式引射器和连接管道，罐体上部为圆柱形，罐体下部为锥形，罐体上安装有压力表和安全阀，压力表用于测量罐体内的压力，安全阀为卸荷阀；罐体设置有石英砂注入口、清水注入口、石英砂与清水混合物出口，石英砂注入口设置闸阀，清水注入口通过第一球阀与连接管道连通，连接管道与三通连通，罐体下部的石英砂与清水混合物出口通过第二球阀与可调式引射器的引射入口连通，可调式引射器的混合介质出口通过第三球阀与三通连通；可调式引射器的工作介质入口与管道连通；

所述的可调式引射器包括有喷嘴、中间段和尾段，喷嘴与中间段螺纹连接，中间段与尾段螺纹连接，喷嘴、中间段和尾段依次连通；喷嘴具有工作介质入口，中间段具有引射入口和吸入室，尾段具有混合室、扩散室和混合介质出口。喷嘴与混合室之间的距离通过螺纹可调。喷嘴内部表层的材质为硬质合金。

本实用新型的工作流程：