[发明专利]采用声频钻进和可去除或回收式钻头安装地热交换装置、桩基换热器、混凝土桩、微型桩和固定锚的方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及地热交换系统和地下热能储存系统，尤其是一种采用声频钻进和可去除或回收式钻头安装地热交换装置、桩基换热器(或称能量桩)、混凝土桩、微型桩和固定锚的方法与系统。

背景技术

地热交换系统和地下热能储存系统是环保节能的制热制冷系统。因此，商业建筑和居民建筑对这种系统有越来越大的需求。所以需要一种快捷和高效的方法来装设地热交换系统和地下热能储存系统的热传递装置。同时，也需要一种快捷和高效的方法来装设地下支撑结构，如支撑建筑物中加热冷却系统的现浇混凝土桩、微型桩和固定锚。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种安装地热交换装置、桩基换热器、混凝土桩或微型桩的方法以及系统。

本发明为快速钻井提供了方法和系统设备，而采用传统的钻头在岩石层中钻井是相当困难的。本发明还为灌浆过程提供了更加精确的控制和监控方法。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是提供了一种方法来钻套管井和装设地热传递装置。声频钻进装置放置在一个合适的位置，声频钻进装置包括旋振装置来将钻具旋振进地面。可回收的钻头有效地连接在钻具上。旋转和振动装置将钻具为套管井钻进地面一个合适的深度，当套管井的钻孔到达合适的深度后，从套管井内回收可回收式钻头。当回收可回收式钻头后，将地热传递装置降入套管井。灌浆原料可以在钻具从地面移走前或移走后倒入套管井。

本发明还提供了一种方法来钻套管井和装设现浇混凝土桩。声频钻进装置放置在一个合适的位置。声频钻进装置包旋转和振动装置来将钻具旋振进地面。可回收的钻头有效地连接在钻具上。旋转和振动装置将钻具为套管井钻进地面一个合适的深度。当套管井的钻孔到达合适的深度后，从套管井内回收可回收式钻头。混凝土可以在钻具从地下回收前或回收后倒入套管井。在将混凝土倒入套管井之前，将地热传递装置降入套管井，地热传递装置可用能量桩替换。通常还可以使用钢筋混凝土。

本发明还提供一种更进一步的方法来钻套管井和装设微型桩。声频钻进装置放置在一个合适的位置。声频钻进装置包括旋转和振动装置来将钻具旋振进地面。可回收的钻头有效地连接在钻具上。旋振装置将钻具为套管井钻进地面一个合适的深度。当套管井的钻孔到达合适的深度后，从套管井内回收可回收式钻头。当回收可回收式钻头后，将微型桩降入套管井。灌浆原料可以在钻具从地面移走前或移走后倒入套管井。

上述任一方法中，可去除式钻头都可以用来替代可回收式钻头。例如，在对套管井灌浆之前，从套管井内的钻具上拆下的消耗式钻头已经用过了。钻头只需要在套管井的钻孔到达合适的深度后，从钻具拆下来。

本发明也提供了一种钻套管井的系统。

附图说明

图1是声频钻进装置钻套管井的部分剖视图；

图2是密封液体灌入图1中钻孔的部分剖视图；

图3是可回收式钻头在图1中钻孔运作的部分剖视图；

图4是回收工具降入图1所示钻孔中部分剖视图；

图5是回收工具在图1所示钻孔内啮合可回收式钻头的部分剖视图；

图6是回收工具及可回收式钻头一起从图1所示钻孔内取出的部分剖视图；

图7是可去除式钻头在图1所示钻孔运作的部分剖视图；

图8为去除工具将可去除式钻头从图1所示的钻孔中移除的主剖结构图；

图9是地热传递环降入图1所示钻孔中的部分剖视图；

图10是同轴地热传递装置降入图1所示钻孔中的部分剖视图；

图11是图10中同轴地热传递装置的部分剖视图；

图12是灌浆装置向图1所示钻孔中灌浆的部分剖视图；

图13是另一幅灌浆装置向图1所示钻孔中灌浆部分剖视图；

图14是地热传递环在已灌浆的图1所示钻孔中的部分剖视图；

图15是潜孔锤向基岩层钻孔的部分剖视图；

图16是地热传递环在已灌浆的图15所示钻孔中的部分剖视图；

图17是热泵与图9中地热传递环连接后的示意图；

图18是地下热能储存系统的示意图；

图19是水泥车在安装能量桩时向图1所示钻孔内灌入混凝土的部分剖视图；

图20是图19的A-A剖视图；

图21是能量桩的示意图；

图22是水泥车在安装现浇混凝土桩时向图1所示钻孔中灌入混凝土的部分剖视图；

图23是现浇混凝土桩的示意图；

图24是水泥车在安装现微型桩和固定锚时向图1所示钻孔中灌入混凝土的部分剖视图；

图25是微型桩和固定锚的透视图；