Patent CNA - 一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置 - Google PatentsCN AApplicationCN Jul 14, 2017Mar 14, 2017Mar 14, 2017.8, CN
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(2) , 一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置
本发明公开了一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，装置包括激光器系统，腔体支架系统，红外检测系统，压力控制系统及数据控制处理系统。激光器系统传递调整激光；循环冷却水箱置于仓壁外侧进行降温，内壁加热炉提供稳定温度氛围，样品支护架用于固定样品并在样品上下端安装热传导探头；红外检测器获得样品表面温度变化信号，并将数据传递给温度控制器；压力控制系统通过高压气舱进行分梯度加压；最终以上数据实时同步传递至计算机处理系统。控制激光器发射激光照射试样正面使试样上表面温度瞬时升高，观察并记录试样下表面瞬态温升情况，得出不同压力下导热率变化情况。
1.一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，其特征在于:包括激光器系 统，腔体支架系统，红外检测系统，压力控制系统及数据控制处理系统； 所述激光器系统由激光发射器、光纤、脉冲检测器、光路调整器及石英窗片组成;激光 发射器发射激光通过光纤传递，脉冲检测器检测激光信号并传递给光路调整器，最终通过 石英窗片发射到腔体支架系统； 所述腔体支架系统包括循环冷却水箱、第一热传导探头、样品支护架、样品舱、第二热 传导探头、固定弹簧、带孔顶紧螺栓及内壁加热炉;循环冷却水箱置于仓壁外侧利用冷水流 动进行降温，第一热传导探头和第二热传导探头将温度数据传递给温度控制器，样品支护 架固定样品，内壁加热炉提供腔体所需温度； 红外检测系统包括光圈、红外镜头、红外检测器、温度控制器;红外检测器利用红外线 的热能使得检测器的温度发生改变，获得样品表面温度变化信号，并将数据传递给温度控 制器； 压力控制系统包括压力表、阀门、加压泵、高压气舱，提供并控制所需压力，压力表测试 腔体内部压力值及加压泵与高压气舱之间压力值，阀门控制加压泵及高压气舱开合，并检 验其气密性； 数据控制处理系统包括数据输出端、装置总控板、计算机处理系统及供电单元，数据输 出端向计算机处理系统实时同步输出数据，并利用计算机处理系统处理数据，装置总控板 可调控压力和温度的高低，供电单元为各系统提供电力支持。
2.根据权利要求1所述的一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，其特 征在于:通过改变气压，营造不同压力条件氛围并利用激光闪射法测试岩石的导热率。
3. 根据权利要求1所述的一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，其特 征在于:在所述样品支护架设置围绕样品四根可拆卸竖杆，竖杆上皆装配传感器，用于固定 样品并确定样品移动变形轨迹及测试样品外表面温度。
4. 根据权利要求1所述的一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，其特 征在于:在所述样品支护架下端利用带孔顶紧螺栓将其与下部结构相连固定，螺栓中空结 构便于下部红外检测系统检测上部传来的信号，减少误差。
5. 根据权利要求1所述的一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，其特 征在于:在所述压力控制系统处设置双阀门与压力表，以检验气密性，保证气密性良好。
6. 根据权利要求1所述的一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，其特 征在于:在所述试样下部热传导探头背面设置四个固定弹簧，提供一个不影响力学实验的 压力，抵消因压力改变而造成装置之间的相对位移。
7. 根据权利要求1所述的一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，其特 征在于:在所述样品下表面设置热传导探头，同时样品舱下侧设置红外检测器，不同位置的 温度检测有效减少气压对激光闪射法测导热率的影响。
8. 采用权利要求1所述的一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验方法，其特 征在于包括如下步骤： 步骤一:试验前检测高压气舱内部条件，开合第一阀门及第二阀门，并通过第一压力表 及第二压力表检测系统气密性;补充循环冷却水箱内部水量;开启供电单元，检测各单元通 电情况； 步骤二:利用游标卡尺和电子秤对试件的质量和尺寸进行测量并记录，并计算出其他 的参数，试样的厚度依据其已有资料的热扩散系数决定，要求试样无开口气孔或贯通气孔， 磨光试样端面并使两端面平行，保证其两端面与第一热传导探头及第二热传导探头接触良 好;测试前在待测试样的两面均匀喷涂石墨涂层，阻止激光射线并可观察波长段热辐射的 穿透； 步骤三:将试件安装于样品舱中，固定好第一热传导探头及第二热传导探头，拧紧带孔 顶紧螺栓，并安装后好样品支护架的支护竖杆； 步骤四：通过装置总控板调节气压，分级加压，每个压力梯度达到稳定时，通过温度控 制器开启内壁加热炉，开始加热至腔体达到所需的温度并保持稳定，通过装置总控板调节 压力控制系统，打开第一阀门，读取第一压力表数值，待稳定后打开第二阀门，待第二压力 表稳定后读取数值，此时第二压力表的数值即腔体内部的数值； 步骤五:开始给激光发射器电容组充电，激光脉冲照射试样正面使试样上表面温度瞬 时升高，第一热传导探头将试样上表面温度信号传递给温度控制器，同时第二热传导探头 将试样下表面温度信号传递给温度控制器，记录热流变化量，温度控制器将数据通过数据 输出端传递给计算机处理系统，计算机处理系统绘出试样下表面瞬态温升曲线并通过以上 数据计算出导热率测量值； 步骤六:利用循环冷却水箱冷却腔体，达到同样温度时继续加压，上升一个压力梯度时 重复上述步骤，利用计算机处理系统绘出不同压力下导热率变化曲线； 步骤七:根据不同试验要求，控制不同压力，不同温度环境即改变内壁加热炉的温度值 来重复性进行上述步骤，获得重复性实验结果。
一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置
[0001]本发明涉及岩土工程试验技术领域，具体是一种模拟不同压力下测试岩石导热率 的分析实验装置。
[0002]岩石的导热率是岩石热物性中最主要的性质，代表了岩石的导热能力，研究不同 压力下岩石的导热率，可用于研宄岩石应用，即对大地热流、地壳热结构、深部岩石变质作 用及热演化等的分析，亦是研宄工程岩体内空气与围岩热交换的关键，是针对于冻土工程、 核废料填埋工程、深部煤炭开挖等工程应用的基础。
[0003]本发明的目的在于提供一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，首 次通过改变气压，营造不同压力条件氛围并利用激光闪射法测试岩石的导热率。具有实时 性强、周期短、精度高、操作简便、可重复性强的优点。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] —种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置，包括激光器系统，腔体支 架系统，红外检测系统，压力控制系统及数据控制处理系统；
[0006]所述激光器系统由激光发射器、光纤、脉冲检测器、光路调整器及石英窗片组成； 激光发射器发射激光通过光纤传递，脉冲检测器检测激光信号并传递给光路调整器，最终 通过石英窗片发射到腔体支架系统；
[0007]所述腔体支架系统包括循环冷却水箱、第一热传导探头、样品支护架、样品舱、第 二热传导探头、固定弹簧、带孔顶紧螺栓及内壁加热炉;循环冷却水箱置于仓壁外侧利用冷 水流动进行降温，第一热传导探头及第二热传导探头将温度数据传递给温度控制器，样品 支护架固定样品，内壁加热炉提供腔体所需温度；
[0008]红外检测系统包括光圈、红外镜头、红外检测器、温度控制器;红外检测器利用红 外线的热能使得检测器的温度发生改变，获得样品表面温度变化信号，并将数据传递给温 度控制器；
[0009]压力控制系统包括压力表、阀门、加压栗、高压气舱，提供并控制所需压力，压力表 测试腔体内部压力值及加压泵与高压气舱之间压力值，阀门控制加压栗及高压气舱开合， 并检验其气密性；
[0010]数据控制处理系统包括数据输出端、装置总控板、计算机处理系统及供电单元，数 据输出端向计算机处理系统实时同步输出数据，并利用计算机处理系统处理数据，装置总 控板可调控压力和温度的高低，供电单元为各系统提供电力支持。
[0011]通过改变气压，营造不同压力条件氛围并利用激光闪射法测试岩石的导热率。 [0012]在所述样品支护架设置围绕样品四根可拆卸竖杆，竖杆上皆装配传感器，用于固 定样品并确定样品移动变形轨迹及测试样品外表面温度。
[0013] 在所述样品支护架下端利用带孔顶紧螺栓将其与下部结构相连固定，螺栓中空结 构便于下部红外检测系统检测上部传来的信号，减少误差。
[0014] 在所述压力控制系统处设置双阀门与压力表，以检验气密性，保证气密性良好。
[0015] 在所述试样下部热传导探头背面设置四个固定弹簧，提供一个不影响力学实验的 压力，抵消因压力改变而造成装置之间的相对位移。
[0016] 在所述样品下表面设置热传导探头，同时样品舱下侧设置红外检测器，不同位置 的温度检测有效减少气压对激光闪射法测导热率的影响。
[0017] 本发明进一步公开了一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验方法，包括 如下步骤：
[0018] 步骤一:试验前检测高压气舱内部条件，开合第一阀门及第二阀门，并通过第一压 力表及第二压力表检测系统气密性;补充循环冷却水箱内部水量;开启供电单元，检测各单 元通电情况；
[0019] 步骤二:利用游标卡尺和电子秤对试件的质量和尺寸进行测量并记录，并计算出 其他的参数，试样的厚度依据其已有资料的热扩散系数决定，要求试样无开口气孔或贯通 气孔，磨光试样端面并使两端面平行，保证其两端面与第一热传导探头及第二热传导探头 接触良好;测试前在待测试样的两面均匀喷涂石墨涂层，阻止激光射线并可观察波长段热 辐射的穿透；
[0020]步骤三:将试件安装于样品舱中，固定好第一热传导探头及第二热传导探头，拧紧 带孔顶紧螺栓，并安装后好样品支护架的支护竖杆；
[0021]步骤四：通过装置总控板调节气压，分级加压，每个压力梯度达到稳定时，通过温 度控制器开启内壁加热炉，开始加热至腔体达到所需的温度并保持稳定，通过装置总控板 调节压力控制系统，打开第一阀门，读取第一压力表数值，待稳定后打开第二阀门，待第二 压力表稳定后读取数值，此时第二压力表的数值即腔体内部的数值；
[0022] 步骤五:开始给激光发射器电容组充电，激光脉冲照射试样正面使试样上表面温 度_时升高，第一热传导探头将试样上表面温度信号传递给温度控制器，同时第二热传导 探头将试样下表面温度信号传递给温度控制器，记录热流变化量，温度控制器将数据通过 数据输出端传递给计算机处理系统，计算机处理系统绘出试样下表面瞬态温升曲线并通过 以上数据计算出导热率测量值；
[0023] 步骤六:利用循环冷却水箱冷却腔体，达到同样温度时继续加压，上升一个压力梯 度时重复上述步骤，利用计算机处理系统绘出不同压力下导热率变化曲线；
[0024] 步骤七:根据不同试验要求，控制不同压力，不同温度环境即改变内壁加热炉的温 度值来重复性进行上述步骤，获得重复性实验结果。
[0025]本发明的有益效果：
[0026]本发明与现有技术相比，首次在不同压力条件下利用激光闪射法测试岩石的导热 率，通过全新设计的试验装置有效综合温度、压力两种对岩石力学主要影响因素，使得模拟 试验更加完善，所得出的试验数据更加真实全面，测量精度高、测试周期短和测试温度范围 宽。
附图说明 」刀一神模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置的结构示意图；
[0028]图2为本发明的模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验结构框图；
[0029]图3为一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置样品支架布置图； [0030],图中，A1 一激光发射器、A2—光纤、A3—脉冲检测器、A4—光路调整器、A5—石英窗 片，B1—循环冷却水箱、B2—第一热传导探头、B3一样品支护架(B31_样品支护架竖杆、抑2_ 样品支护架竖杆传感器）、B4—样品舱、B5—第二热传导探头、B6—固定弹簧、B7—带孔顶紧 ^栓、B8—内壁加热炉，C1 一光圈、C2 一红外镜头、C3—红外检测器、C4 一温度控制器，〇1一 第一压力表、D2—第一阀门、D3—加压栗、D4—第二压力表、D5—第二阀门、D6—高压气舱， E1 —数据输出端、E2—装置总控板、E3—计算机处理系统，E4—供电单元。
具体实施方式
[0031]下面将结合本发明实施例及附图，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。
[0032] 请参阅图1，本发明实施例中，一种模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装 置，由激光器系统，腔体支架系统，红外检测系统，压力控制系统及数据控制处理系统组成：
[0033] 激光器系统包括激光发射器A1、光纤A2、脉冲检测器A3、光路调整器A4、石英窗片 A5，激光发射器A1发射激光通过光纤A2传递，脉冲检测器A3检测由光纤A2传递来的激光信 号，避免系统自热并通过监测减少系统总能耗，激光继续通过光纤A2向下传递给光路调整 器A4，准确调整光路并最终通过石英窗片A5发射到腔体支架系统。
[0034]腔体支架系统包括循环冷却水箱B1、第一热传导探头B2、样品支护架B3、样品舱 B4、第二热传导探头B5、固定弹簧B6、带孔顶紧螺栓B7、内壁加热炉B8，循环冷却水箱B1布置 于样品支护架B3仓壁外侧一周，控制装置总控板在需要降温的时候开启循坏冷却水箱B1， 冷水即流过样品支护架B3外舱壁进行降温，第一热传导探头B2及第二热传导探头B5采用 Hot Disk 5501 (Kapton)探头，探头压力极限为60Mpa，第一热传导探头B2及第二热传导探 头B5将数据传递给温度控制器C4,第一热传导探头B2及第二热传导探头B5与样品支护架B3 相连，样品支护架B3围绕样品舱B4—周立有四根可拆卸竖杆B3-1，竖杆上皆装配传感器B3-2,用于固定样品并确定样品移动变形轨迹及测试样品外表面温度，起到监测的作用第二， 热传导探头B5固定在样品舱B4下侧，用于下托样品并测量样品下表面温度，测量热流通过 量，并将数据传递给温度控制器C4,第二热传导探头B5下侧安装四个固定弹簧B6,提供一个 不影响力学实验的压力，用于抵消因压力改变而造成第一热传导探头B2、样品及第二热传 导探头B5相对位移，保证第一热传导探头B2及第二热传导探头B5紧贴样品上下表面，带孔 顶紧螺栓B7将样品支护架B3整体与下部结构相连，带孔顶紧螺栓B7中空结构便于下部红外 检测系统检测上部传来的信号，腔体支架系统内壁含有加热炉B8,可进行加热，提供腔体所 需温度，由温度控制器C4控制。
[0035] 红外检测系统包括光圈C1、红外镜头C2、红外检测器C3、温度控制器C4,光圈C1透 光并将激光向下传递于红外镜头C2,红外检测器C3利用红外线的热能使得检测器的温度发 生改变，获得样品表面温度变化信号，并将数据传递给温度控制器C4，温度控制器C4的显示 屏可以显示来自第一热传导探头B2传来的样品上表面温度、第二热传导探头B5所传来的样 品下表面温度、及红外检测器C3所检测的样品下部温度，并且可以调控腔体支架系统内壁 加热，控制腔内温度高低。
[0036]压力控制系统包括第一压力表D1、第一第一阀门D2、加压泵D3、第二压力表D4、第 二第二阀门D5、高压气舱D6,第一压力表D1置于腔体支架系统与压力控制系统连接处，测试 腔体内部即样品舱B4的压力值，第一第一阀门D2控制加压泵D3的开合，第二压力表D4位于 加压泵D3与高压气舱D6之间，监测高压气舱D6的气密性，第二第二阀门D5控制高压气舱的 开合，高压气舱D6输入并储存压缩空气。
[0037]数据控制处理系统包括数据输出端E1、装置总控板E2、计算机处理系统E3，供电单 元E4，数据输出端E1与计算机处理系统E3相连，向计算机处理系统E3实时同步输出数据，并 利用计算机处理系统E3处理数据，同步绘出不同压力下岩石导热率的曲线图，装置总控板 E2与激光器系统和压力控制系统相连，可调控压力和温度的高低，供电单元E4为各系统提 供电力支持，控制供电。
[°038]所述的模拟不同压力下测试岩石导热率的分析实验装置的使用方法，包括以下步 骤：
[0039] (1)调试检测仪器:检测高压气舱D6内部条件及压缩气体含量，开合第一阀门D2及 第二阀门D5,并通过第一压力表D1及第二压力表D4检测系统气密性;补充循环冷却水箱B1 内部水量;开启供电单元E4，检测各项指标；
[0040] (2)试件加工处理:利用游标卡尺和电子秤对试件的质量和尺寸进行测量并记录， 并计算出其他的参数，试样的厚度依据其己有资料的热扩散系数决定，要求试样无开口气 孔或贯通气孔，磨光试样端面并使两端面平行，保证其两端面与第一热传导探头B2及第二 热传导探头B5接触良好。测试前在待测试样的两面均匀喷涂石墨涂层，阻止激光射线并可 观察波长段热辐射的穿透。
[°041] (3)试件安装:将试件安装于样品舱B4中，固定好第一热传导探头B2及第二热传导 探头B5,拧紧带孔顶紧螺栓B7,并安装后好样品支护架B3的支护竖杆。
[0042] ⑷试验开始:通过装置总控板E2调节气压，分级加压，每个压力梯度达到稳定时， 通过温度控制器C4开启内壁加热炉B8,开始加热至腔体达到所需的温度并保持稳定，通过 装置总控板E2调节压力控制系统，打开第一阀门D2,读取第一压力表D1数值，待稳定后打开 第二阀门D5,待第二压力表D4稳定后读取数值，此时第二压力表D4的数值即腔体内部的数 值。
[0043] 开始给激光发射器A1电容组充电，激光脉冲照射试样正面使试样上表面温度瞬时 升高，第一热传导探头B2将试样上表面温度信号传递给温度控制器C4,同时第二热传导探 头B5将试样下表面温度信号传递给温度控制器C4,记录热流变化量，温度控制器C4将数据 通过数据输出端E1传递给计算机处理系统E3,计算机处理系统E3绘出试样下表面瞬态温升 曲线并通过以上数据计算出导热率测量值。
[0044]利用循环冷却水箱B1冷却腔体，达到同样温度时继续加压，上升一个压力梯度时 重复上述步骤，利用计算机处理系统E3绘出不同压力下导热率变化曲线。
[0045] (5)重复试验:根据不同试验要求，控制不同压力，不同温度环境即内壁加热炉B8 的温度值来重复性进行上述步骤，获得重复性实验结果。
[0046]本发明首次在不同压力条件下利用激光闪射法测试岩石的导热率，通过全新设计 的试验装置有效综合温度、压力两种对岩石力学主要影响因素，使得模拟试验更加完盡所 得出的试验数据更加真实全面，测量精度高、测试周期短和测试温度范围宽。W [0047]本发明为模拟不同压力情况下岩石导热系数变化等一系列试验研究提供了—个 精确平台，通过计算机控制压力及温度尚低，实时且精确，使试验具有可重复，性可o模拟个生. 针对数值模拟，可以通过基于本发明基础上的相关试验，来补充试验结果，使试验具有补充 性与验证性。 1 '
[0048]实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等 效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
International ClassificationPB01 SE01 RotatePatent CNA - 一种气举反循环清孔方法 - Google PatentsCN AApplicationCN Sep 14, 2016Jun 8, 2016Jun 8, 2016.3, CN
A, CN A, CN , CN-A-, CN A, CNA, CN, CN.3, ,
(3) , 一种气举反循环清孔方法
本申请提供一种气举反循环清孔方法，包括：压缩空气注入，以获得沿导管内壁反循环上升的混合泥浆；抽取泥浆，泥浆抽取装置将上升至导管顶端的混合泥浆抽入泥浆净化装置；泥浆净化，所述泥浆净化装置将混合浆液中的钻渣过滤掉，并将净化后的泥浆排出；泥浆回流，泥浆净化装置将净化后的泥浆回流入桩孔内。本申请通过空压机不断向导管内注入压缩空气，使得导管内泥浆形成一种密度小于上方泥浆的浆气混合物，形成空气、泥浆及岩屑混合形成了流速、流量极大的反循环流体，再由泥浆抽取装置将混合浆液抽出，由泥浆净化装置滤除岩屑，并回流至桩孔内。该清孔系统清孔效果彻底，用时少，从而提高钻孔筑桩的效率及桩体成型后的质量。
1.一种气举反循环清孔方法，其特征在于，包括: 压缩空气注入，向粧孔内的导管中注入压缩空气，以获得沿导管内壁反循环上升的混合泥浆； 抽取泥浆，泥浆抽取装置将上升至导管顶端的混合泥浆抽入泥浆净化装置； 泥浆净化，所述泥浆净化装置将混合浆液中的钻渣过滤掉，并将净化后的泥浆排出； 泥浆回流，泥浆净化装置将净化后的泥浆回流入粧孔内。
2.如权利要求1所述的气举反循环清孔方法，其特征在于，所述压缩空气通过空压机注入所述导管内，所述空压机出气口通过输气管与所述导管侧壁联通。
3.如权利要求2所述的气举反循环清孔方法，其特征在于，所述泥浆净化装置包括用于净化泥浆的泥浆池，所述泥浆池中部设有用于滤除钻渣的筛网。
4.如权利要求3所述的气举反循环清孔方法，其特征在于，所述泥浆池包括进浆口及出浆口，所述进浆口位于所述筛网上端，所述出浆口位于所述筛网的下端。
5.如权利要求4所述的气举反循环清孔方法，其特征在于，所述泥浆净化步骤具体包括: 泥浆过滤，将混合泥浆由筛网顶部的入浆口注入泥浆池， 钻渣清除，清除筛网表面滤出的钻渣。
6.如权利要求1所述的气举反循环清孔方法，其特征在于，还包括移动导管，通过悬吊导管的导管固定装置带动导管沿水平方向往复移动。
7.如权利要求1所述的气举反循环清孔方法，其特征在于，所述泥浆净化前还包括， 泥浆颗粒度检测，对导管内抽出的泥浆进行采样检测，通过检测的泥浆颗粒度判断钻渣含量是否达标，若达标则停止注入压缩空气，并排空粧孔内的泥浆。
一种气举反循环清孔方法
[0001 ]本申请涉及建筑领域，尤其涉及一种气举反循环清孔方法。
[0002]钻孔筑粧技术是建筑施工中常用的一种基础打粧的方式，钻孔筑粧因其具有承载力大、稳定性好，沉降量小，受施工水位或地下水位高低的影响较小等优点，被广泛应用于各类基础工程中，特别是旋挖孔灌注粧效率高、污染少、功能多及施工质量有保证等特点，适应了上述综合发展的需求，在钻孔灌注粧施工中得到了广泛应用。钻孔筑粧首先采用钻头钻取等截面的粧孔，为使得浇筑成型的粧体具有更好的支撑作用，在钻孔达到预定深度后还要进行扩孔。最后将钢筋笼放入粧孔中浇灌混凝土。而在浇灌混凝土前还必须要对粧孔内进行清理，排除转孔内的渣土及钻渣。现有清孔技术主要包括正循环清孔和反循环清孔，一般来说清孔采用正循环适合于孔深较浅，因为随着孔深增加孔内泥浆浮渣能力逐渐降低，而粧孔深度超过60m后，正循环清孔钻渣较难通过泥浆自身上浮，或耗时较长，泥浆也容易在孔内形成分层现状，上层比重较小，而下层比重较大，并沉淀了大量的钻渣。而传统的反循环清孔工艺也难以满足大直径超深粧的清孔要求，极容易因清孔不善，清孔时间过长等因素，造成后期灌注粧身质量问题。
[0003] 申请内容
[0004]本申请提供一种用于气举反循环清孔方法，旨在解决现有钻孔筑粧作业中，清孔不善影响粧身质量的问题。
[0005] —种气举反循环清孔方法，包括:
[0006]压缩空气注入，向粧孔内的导管中注入压缩空气，以获得沿导管内壁反循环上升的混合泥浆；
[0007]抽取泥浆，泥浆抽取装置将上升至导管顶端的混合泥浆抽入泥浆净化装置；
[0008]泥浆净化，所述泥浆净化装置将混合浆液中的钻渣过滤掉，并将净化后的泥浆排出；
[0009]泥浆回流，泥浆净化装置将净化后的泥浆回流入粧孔内。
[0010]所述的气举反循环清孔方法，其中，所述压缩空气通过空压机注入所述导管内，所述空压机出气口通过输气管与所述导管侧壁联通。
[0011]所述的气举反循环清孔方法，其中，所述泥浆净化装置包括用于净化泥浆的泥浆池，所述泥浆池中部设有用于滤除钻渣的筛网。
[0012]所述的气举反循环清孔方法，其中，所述泥浆池包括进浆口及出浆口，所述进浆口位于所述筛网上端，所述出浆口位于所述筛网的下端。
[0013]所述的气举反循环清孔方法，其中，所述泥浆净化步骤具体包括:
[0014]泥浆过滤，将混合泥浆由筛网顶部的入浆口注入泥浆池；
[0015]钻渣清除，将筛网表面滤出的钻渣清除。
[0016]所述的气举反循环清孔方法，其中，还包括移动导管，通过悬吊导管的导管固定装置带动导管沿水平方向往复移动。
[0017]所述的气举反循环清孔方法，其中，所述泥浆净化前还包括，
[0018]泥浆颗粒度检测，对导管内抽出的泥浆进行采样检测，通过检测的泥浆颗粒度判断钻渣含量是否达标，若达标则停止注入压缩空气，并排空粧孔内的泥浆。
[0019]本申请所给出的气举反循环清孔方法，通过空压机不断向导管内注入压缩空气，使得导管内泥浆形成一种密度小于上方泥浆的浆气混合物，并在内外压力差及压缩空气联合作用下沿导管内腔上升，带动管内泥浆及岩肩向上流动，形成空气、泥浆及岩肩混合形成了流速、流量极大的反循环流体，从而，携带沉渣从孔底上升，再由泥浆抽取装置将混合浆液抽出，由泥浆净化装置滤除岩肩，并将净化后的浆液回流至粧孔内。该清孔系统清孔效果彻底，用时少，从而提尚钻孔筑粧的效率及粧体成型后的质量。
[0020]图1为本申请实施例一中，气举反循环清孔系统的结构示意图；
[0021 ]图2为本申请实施例一中，泥浆池的结构示意图；
[0022]图3为本申请实施例二中，气举反循环清孔方法的流程图。
具体实施方式
[0023]下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0024] 实施例一、
[0025]本实施例所给出的气举反循环清孔系统，包括气动搅拌装置，泥浆抽取装置及泥浆净化装置5。如图1所示，气动搅拌装置包括空气动力原件及导管2。其中，空气动力原件为空压机I，导管2顶端伸出粧孔3的液面以上，底端深入至粧孔3底部，侧壁通过输气管21与空压机I的出气口联通。泥浆抽取装置包括泥浆栗4，泥浆栗4的吸入端通过管道与导管2顶端的泥浆联通，该管道一端没入泥浆液面以下。泥浆栗4的输出端与泥浆净化装置5联通。
[0026]进一步地，如图1-图2所示，泥浆净化装置5包括用于净化泥浆的泥浆池51，泥浆池51的中部设有覆盖整个泥浆池截面的筛网52，泥浆池51侧壁位于筛网52上端处设有进浆口53，位于筛网52下端部设有出浆口 54。进浆口 53与泥浆栗4的输出端联通，出浆口 54与回流管道55联通，回流管道55—端连接出浆口 54，另一端与粧孔3内的泥浆联通。
[0027]较佳的，如图1所示，导管2通过导管固定装置6悬吊在粧孔3的上方，导管固定装置6带动导管2不停地在粧孔3内移动，使得压缩气体与粧孔3内的泥浆均匀接触。其中，导管固定装置6为吊车。
[0028]本实施例所给出的气举反循环清孔系统，通过输气管21将压缩空气送入导管2中，在导管2内高压气迅速膨胀与泥楽混合，形成一种密度小于泥楽的楽气混合物。在内外压力差及高压空气联合作用下沿导管2的内腔上升，带动管内泥浆及岩肩向上流动，形成空气、泥浆及岩肩混合的三相流，不断往孔内补充压缩空气，从而形成了流速、流量极大的反循环流体，携带沉渣从孔底上升。上升的混合浆液被泥浆栗4抽入泥浆池51的进浆口 53，混合浆液通过筛网52将岩肩过滤掉，净化后的浆液透过筛网52流入泥浆池51的底部，并由出浆口54流出，再通过回流管道55回流到粧孔3内。如此循环流动，可将含大量的钻渣由泥浆中过滤出来，筛分后钻渣直接清除，而泥浆通过回流通道55循环回流至粧孔3内，形成孔内泥浆循环平衡状态。在清孔过程中，可用吊车把导管2吊起，调整导管2底端至孔底的距离，并带动导管2在粧孔3内不断移动，从而使清孔更加彻底。
[0029]在清孔作业完成后，由泥浆栗4将粧孔3内的泥浆全部排出，再浇筑混凝土，浇筑成型的粧体由于不含有钻渣，因而质量得到极大地提升。
[0030] 实施例二、
[0031 ]本实施例所给出的气举反循环清孔方法，如图3所示，包括步骤:
[0032] S10、压缩空气注入
[0033]向粧孔内的导管中注入压缩空气，在导管2内高压气迅速膨胀与泥浆混合，形成一种密度小于泥浆的浆气混合物。在内外压力差及高压空气联合作用下沿导管2的内腔上升，带动管内泥浆及岩肩向上流动，形成空气、泥浆及岩肩混合的三相流，不断往孔内补充压缩空气，从而形成了流速、流量极大的反循环，携带沉渣从孔底上升的混合泥浆。
[0034] S20、抽取泥浆
[0035]泥浆抽取装置将上升至导管顶端的混合泥浆抽入泥浆净化装置；
[0036] S30、泥浆抽样检测
[0037]对泥浆抽取装置抽取的泥浆进行抽样检测，若泥浆颗粒度低于设定阀值，则进入步骤S60，若泥浆颗粒度高于预定阀值，则进入步骤S40。泥浆抽样检测可每隔一个定时间进行一次.
[0038] S40、泥浆净化
[0039]泥浆抽取装置将泥浆由筛网上方的进浆口注入到泥浆池中，筛网将混合浆液中的钻渣过滤掉;泥浆池的清渣装置每隔一预定时间，对晒网上的钻渣进行一次清理。
[0040] S50、泥浆回流
[0041] 净化后的泥浆由泥浆池位于筛网底部的出浆口流出，并通过回流通道流回粧孔内。
[0042] S60、排空粧孔内泥浆
[0043]空压机停止工作，并关闭泥浆池的出浆口，控制泥浆栗将粧孔内的泥浆全部抽入泥浆池内，或排到泥浆池外。
[0044]排空粧孔内的泥浆后，向孔内注入混凝土进行筑粧。
[0045]本申请所给出的气举反循环清孔方法，通过空压机不断向导管内注入压缩空气，使得导管内泥浆形成一种密度小于上方泥浆的浆气混合物，并在内外压力差及压缩空气联合作用下沿导管内腔上升，带动管内泥浆及岩肩向上流动，形成空气、泥浆及岩肩混合形成了流速、流量极大的反循环流体，从而，携带沉渣从孔底上升，再由泥浆抽取装置将混合浆液抽出，由泥浆净化装置滤除岩肩，并将净化后的浆液回流至粧孔内。该清孔系统清孔效果彻底，用时少，从提高钻孔筑粧的效率及粧体成型后的质量。且该方法操作简单，设备易于维护，较大程度的降低了清孔的成本。
[0046]以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
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