[发明专利]一种旋喷式原位修复钻具

说明书

本发明提供了一种旋喷式原位修复钻具，包括封堵器、吸入短节、钻具主体，所述钻具主体包括阀座短节、涡轮节内轴、涡轮节外筒、涡轮定子、涡轮转子、上端盖、喷射短节、阀芯、转换接头和钻头，钻具主体内具有低压流道、高压流道，阀座短节下端与涡轮节内轴上端套接，阀芯在阀座短节与涡轮节内轴套接部分内轴向移动以进行所述低压流道、高压流道的切换，所述阀芯轴向移动以互斥的打开或关闭高压出口与低压出口，所述涡轮节外筒同轴套设于涡轮节内轴的外部，所述封堵器包括中心管以及固接于中心管外侧壁上的扩张筒；本发明能够解决现有技术中注入修复药液过程中出现的返浆、地面冒浆的问题，提高了钻机在注入修复药液的施工效率。

技术领域

本发明涉及土壤及地下水原位修复领域，尤其是涉及一种土壤及地下水原位修复的旋喷式原位修复钻具。

背景技术

随着工业的高速发展，我国土壤和地下水污染逐步恶化，已呈现从点状污染向带状和面状污染发展的态势。目前，对土壤和地下水进行修复的主要方式为原位注入修复法，由于采用原位注入修复法具有不需要用泵抽和地面处理，无需开挖、可减少污染物暴露，施工影响较小、成本低、修复彻底、处理污染物种类多等优点，因此被广泛地应用。

土壤及地下水原位注入修复效果的好坏与修复药液和地层污染物混合均匀程度密切相关，一般是采用钻机注入设备，钻机通过较大的喷射速度将修复药液喷入地层中，使药剂切割重构地层，实现较好的混合效果，但与此同时也会出现一个技术性难题，即由于修复药液的喷射速度较大，容易引起返浆和地面冒浆的情况发生，对施工造成麻烦。

针对上述中的相关技术，发明人认为传统的钻机注入设备在注入修复药液的过程中存在有易返浆和地面冒浆的缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于土壤及地下水原位修复的旋喷式原位修复钻具，以解决现有技术中注入修复药液过程中出现的返浆、地面冒浆的问题，提高了钻机在注入修复药液的施工效率。

本发明提供了一种旋喷式原位修复钻具，包括封堵器、吸入短节、钻具主体，所述钻具主体包括阀座短节、涡轮节内轴、涡轮节外筒、涡轮定子、涡轮转子、上端盖、喷射短节、阀芯、转换接头和钻头，钻具主体内具有低压流道、高压流道，阀座短节下端与涡轮节内轴上端套接，阀芯在阀座短节与涡轮节内轴套接部分内轴向移动以进行所述低压流道、高压流道的切换，所述阀芯轴向移动以互斥的打开或关闭高压出口与低压出口，所述涡轮节外筒同轴套设于涡轮节内轴的外部，所述封堵器包括中心管以及固接于中心管外侧壁上的扩张筒。

进一步地，所述封堵器、吸入短节、阀座短节、涡轮节内轴、转换接头和钻头自上而下依次连接并在内部形成相互连通的低压流道，所述上端盖安装于涡轮节外筒一端并且与阀座短节的外侧壁转动密封连接，所述喷射短节安装于涡轮节外筒另一端并且与涡轮节内轴的外侧壁转动密封连接，使得涡轮节内轴、涡轮节外筒、上端盖和喷射短节之间形成密闭的高压流道。

进一步地，所述阀座短节侧壁径向贯通设有高压出口，所述涡轮节内轴连接阀座短节的一端内部一体成型有支撑台，支撑台轴向贯通设有低压出口。

进一步地，所述阀芯包括内部中空且两端开口的柱体、一体成型于主体靠近上端盖一端的端头，以及同轴套设于柱体外部的复位弹簧，复位弹簧的两端分别与支撑台和端头相对的一侧抵接，柱体与支撑台之间存在活动间隙。

进一步地，所述端头远离柱体一端的端面与阀座短节的内壁通过锲形面接触配合，配合位置高于高压出口，所述柱体远离端头一端的端面与支撑台平面接触配合，配合平面与低压出口轴向对应。

进一步地，所述涡轮定子设置在涡轮节内轴和涡轮节外筒之间并且通过花键、花键槽与涡轮节内轴固定配合，涡轮转子设置在涡轮节内轴外部的涡轮节外筒之间并且通过花键、花键槽与涡轮节外筒固定配合。

进一步地，所述中心管一端与钻杆螺纹连接，中心管另一端与吸入短节螺纹连接，中心管位于扩张筒内的侧壁上贯通设有过流孔。