[发明专利]一种地源热泵换热井一次成型钻进器及其工作方法

说明书

本发明提供了一种地源热泵换热井一次成型钻进器，在壳体的上端设置有单向水阀，在壳体外周，间隔设置有翼板片，在壳体内部腔体中，设置有电机，且电机电源线引出壳体；在壳体腔体下端，固定有通水孔盘，螺旋钻具伸入通水孔盘，连接在电机轴上；所述的螺旋钻具，包括钻具轴、螺旋翅片、钻头；所述钻头位于钻具轴顶端，所述螺旋翅片缠绕固定在钻具轴的外围。同时，本发明还提供了地源热泵换热井一次成型钻进器的工作方法。本发明使地源热泵换热井一次成型，本发明提供的设备实现了小型化，达到不受施工场地限制，操作简单，操作人员少，且不受工作技术经验制约的目的；钻进器造价较低，能大幅降低换热井造价，使地源热泵空调的普及成为可能。

技术领域

本发明涉及地源热泵空调安装技术领域，具体涉及一种地源热泵换热井一次成型钻进器及其工作方法。

背景技术

为了解决能源和环境问题，新能源的开发利用尤为重要。作为清洁能源的地热能，由于存量广泛，无处不在，得到了人们的重视；地源热泵供冷暖设备利用浅层地热能，无论是供冷运行还是采暖运行，都具有突出的节能性，得到了社会各界的认可。

在地源热泵系统设备中，需要具备机组与地源换热的装置。最初人们用打水井的方式提取地下水与机组交换热量，但存在着地下水地质污染、水资源浪费、以及回水回灌难的问题，于是人们便探索了埋入地下闭合塑料管的方法，称为U形管地热井，用U形管内闭合循环的介质与大地土壤交换热量，做到取热不取水，成为一种更为先进的方法，被逐步普及，沿用至今。

在将U形管埋入地下的施工中，首先用钻井设备在需要形成换热井的地方钻一个地孔，然后将接好的U形闭合塑料管下埋到地孔中，然后回填完成；在施工过程中，由于使用了笨重的大型钻井机械设备，操作灵活性差，对场地面积要求较高；所以，面积狭小的地方无法使用钻井机械设备，也无法使用地源热泵系统，限制了地源热泵的应用。再有，钻井设备在使用时，对操作人员的技术熟练度和人数都有要求。综合来说，地源热泵换热井的造价较高，导致地源热泵空调系统的初步投资较高，限制了地源热泵空调的普及与产业的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种地源热泵换热井一次成型钻进器，以达到降低地源热泵换热井施工成本的目的。

同时，本发明还提供了上述种地源热泵换热井一次成型钻进器的工作方法。

一种地源热泵换热井一次成型钻进器，其特征在于，在壳体的上端设置有单向水阀，在壳体外周，间隔设置有翼板片，在壳体内部腔体中，设置有电机，且电机电源线引出壳体；在壳体腔体下端，固定有通水孔盘，螺旋钻具伸入通水孔盘，连接在电机轴上；所述的螺旋钻具，包括钻具轴、螺旋翅片、钻头；所述钻头位于钻具轴顶端，所述螺旋翅片缠绕固定在钻具轴的外围。

优选地，所述的壳体呈钟罩状。

优选地，所述的单向水阀上侧壳体上熔接有U型管。

优选地，所述的电机轴与螺旋钻具连接处固定有密封圈。

优选地，所述的电机为减速电动机。

优选地，所述的翼板片的外延直径大于螺旋钻具中螺旋翅片的外沿直径。

上述地源热泵换热井一次成型钻进器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

电机接通电源后，带动螺旋钻具旋转破土行进，并自U形管地面端注入高压水，高压水通过单向水阀以及壳体底部的通水孔盘，冲击到钻具的螺旋翅片上，将破出的土沙溶为泥浆，沿外壳外翼板片间的间隙，顺着钻井孔返到地面上，带出泥土，使钻具继续向下行进，将U形换热管牵引至深层地下。

本发明的有益效果：

本发明中，翼板片的外沿直径大于螺旋钻具中螺旋翅片的外沿直径，一是使返回泥浆具有流通通道；二是翼板片的边缘，插入到井孔的壁中，二者共同克服钻具运转时的反作用力，使主体在运行时不转动，保证U形管不旋拧而顺利下行；