一种地源水热井防堵塞装置

技术领域

本申请涉及地源热泵设备的技术领域，尤其是涉及一种地源水热井防堵塞装置。

背景技术

地下热能是一种可再生的清洁能源，为了满足人们的生活需求，技术人员往往通过开采地源水热井（地源水热井是指利用井深3500米左右的地热能来进行发电的装置）的方式获取地热能。在对地热井进行开采时，由于钻井温度极高，因而需要借助大型钻具进行开采。

目前，常用的钻进工艺技术为正循环钻进工艺技术，通过石油钻机钻井。在钻进时，首先用钻头直接破碎岩石，同时由于钻屑堆积需要进行洗井，然后隔离钻井的油、气和水层，从而完成对地热井的开采。

然而，在钻进过程中，由于地热井不同岩土层的地质不同，导致钻井内容易掉落残块，使得掉落的残块易于在水井通道内造成堵塞现象。

发明内容

为了提高地源水热井的利用率，本申请提供一种地源水热井防堵塞装置。

本申请提供的一种地源水热井防堵塞装置，采用如下的技术方案：

一种地源水热井防堵塞装置，包括钻杆、多个固定板、多组驱动组件和多组固定组件，多个所述固定板均连接在所述钻杆上；多组所述驱动组件沿所述钻杆的轴线一周排布，且与多组所述固定组件一一对应，所述驱动组件设置在所述钻杆上，且用于驱使所述固定组件移动至地热井的内壁位置；所述固定组件设置在所述固定板上，且用于将所述固定板固定在地热井的内壁上。

通过采用上述技术方案，驱动组件驱动固定板移动，固定板带动固定组件移动至地热井内壁的位置，且与地热井内壁抵接，固定组件将固定板固定在地热井内壁上，从而使得地热井内壁上的碎块不易掉落至通道内，进而使得水井通道不易堵塞。

可选的，所述驱动组件包括储液盒和双头伸缩杆，所述储液盒固定连接在所述钻杆上，所述储液盒内滑动连接有滑板，所述滑板的滑动方向为所述钻杆轴线方向的垂直方向；所述滑板靠近所述钻杆的一侧与所述储液盒之间的空间流动有水；所述滑板远离所述钻杆的一侧固定连接有滑杆，所述滑杆滑动穿设在所述储液盒内；所述双头伸缩杆内滑动穿设有第一活塞杆和第二活塞杆，所述第一活塞杆与所述第二活塞杆分别位于所述双头伸缩杆的两端，且两者轴线相同，所述第一活塞杆与所述滑杆固定连接，且两者轴线方向相同，所述第二活塞杆与所述固定板抵接。

通过采用上述技术方案，钻杆钻进的过程中，在离心力的作用下，储液盒内的水朝远离钻杆的方向移动，水挤压滑板，滑板带动滑杆移动，滑杆带动第一活塞杆移动，第一活塞杆推动第二活塞杆移动，第二活塞杆带动固定板与地热井的内壁抵接，从而易于将固定板固定在地热井内壁上，进而使得地热井内壁上的碎块不易掉落至通道内。

可选的，所述固定组件包括控制槽、操纵部和固定部，所述控制槽开设在所述固定板内，且位于所述固定板靠近所述第二活塞杆的一侧；所述操纵部包括顶杆和增压杆，所述顶杆位于所述控制槽内，且与所述第二活塞杆抵接，所述增压杆与所述顶杆远离所述第二活塞杆的一端铰接，所述固定部设置在所述控制槽内，且用于将所述固定板固定在地热井的内壁上。

通过采用上述技术方案，第二活塞杆带动固定板与地热井的内壁抵接，第二活塞杆推动顶杆移动，顶杆带动增压杆转动，增压杆带动固定部移动，固定部将固定板固定在地热井内壁上，从而使得地热井内壁上的碎块不易掉落至通道内，进而使得水井通道不易堵塞。

可选的，所述固定部包括机架、操纵板和转动板，所述机架位于所述控制槽内，且固定连接在所述增压杆的一侧；所述操纵板转动连接在所述机架上，所述操纵板与所述机架之间固定连接有操纵弹簧，所述操纵弹簧用于驱使所述操纵板复位；所述转动板转动连接在所述机架上，且与所述操纵板抵接；所述转动板与所述机架之间固定连接有承压弹簧，所述承压弹簧用于驱使所述转动板复位，所述转动板远离所述承压弹簧的一端套设有弓弦，所述弓弦的两端与所述机架固定连接；所述机架上连接有固定钉，所述弓弦用于将所述固定钉弹射至地热井的内壁上。

通过采用上述技术方案，顶杆带动增压杆转动，增压杆带动操纵板转动，操纵板驱动转动板转动，转动板释放弓弦，弓弦将固定钉弹射出机架，固定钉穿过固定板，将固定板钉在地热井内壁上，从而使得地热井内壁上的碎块不易掉落至通道内，进而使得水井通道不易堵塞。

可选的，所述固定板上开设有配合槽，所述第二活塞杆远离所述钻杆的一端插设在所述配合槽内，所述配合槽内设置有多组加固组件，多组所述加固组件沿所述配合槽中心轴线一周排布，所述加固组件包括加固槽、加固块和加固弹簧，所述加固槽开设在所述配合槽内壁上，所述加固块滑动连接在所述加固槽内，所述加固弹簧固定连接在所述加固块与所述加固槽槽底之间，且用于驱使所述加固块朝所述加固槽槽底的方向移动。

通过采用上述技术方案，将第二活塞杆插设在配合槽内，第二活塞杆挤压加固块，加固块挤压加固弹簧，使得加固块与第二活塞杆抵紧，从而使得第二活塞杆不易晃动，进而使得固定板不易甩落。

可选的，还包括多组拆卸组件，多组拆卸组件与多组加固组件一一对应，所述拆卸组件包括弹性板、复位伸缩杆和引流管；所述弹性板固定连接在所述加固块靠近所述第二活塞杆的一侧且内部中空；所述复位伸缩杆固定连接在所述加固块与所述加固槽槽底之间，所述加固弹簧固定套设在所述复位伸缩杆的活动端；所述引流管连通在所述弹性板与所述复位伸缩杆之间，且流动有水。

通过采用上述技术方案，固定钉将固定板钉在地热井内壁上，钻杆继续钻进带动第二活塞杆移动，第二活塞杆挤压弹性板，弹性板内的水受压进入复位伸缩杆，复位伸缩杆的活动端带动加固块移动，解除了加固块对第二活塞杆的加固限制，从而使得第二活塞杆易于脱离固定板，进而使得固定板不易损坏。

可选的，相邻所述固定板之间滑动连接有连接板。

通过采用上述技术方案，通过设置连接板，增加了固定板的稳定性，且增加了对地热井内壁的防护面积，从而使得地热井内壁上的碎块进一步不易掉落至通道内，进而使得水井通道不易堵塞。

可选的，还包括限位组件，每个所述固定板内设置有两组所述限位组件，两组所述限位组件分别位于所述固定板的两端；所述限位组件包括测定伸缩杆、限位板和限位伸缩杆，所述测定伸缩杆固定连接在所述固定板的一端，且活动端朝向所述固定板内部，所述限位板固定连接在所述连接板上，所述限位伸缩杆位于所述限位板远离所述测定伸缩杆的一侧，且活动端朝向所述连接板，所述测定伸缩杆与所述限位伸缩杆之间连通有导流管，且两者通过所述导流管流动有水。

通过采用上述技术方案，两个固定板向外延伸时，两个固定板之间的距离增大，连接板上的限位板挤压测定伸缩杆的活动端，测定伸缩杆内的水通过导流管进入限位伸缩杆内，水挤压限位伸缩杆的活动端进行移动，使得限位伸缩杆的活动端抵紧连接板，从而使得连接板不易移动，进而增强了固定板的稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过设置储液盒与双头伸缩杆，在钻杆钻进过程中，从而使得双头伸缩杆能够稳定地将固定板移动至地热井的内壁位置，进而便于将固定板固定在地热井内壁上；

通过设置控制槽、操纵部和固定部，使得固定板易于固定在地热井的内壁上，从而使得地热井内壁上的碎块不易掉落至通道内，进而使得水井通道不易堵塞；

通过设置弹性板、复位伸缩杆和引流管，从而使得第二活塞杆易于脱离固定板，进而使得固定板不易损坏。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图；

图2是旨在说明限位组件的结构示意图；

图3是旨在说明驱动组件的剖面视图；

图4是图2中A处的放大视图；

图5是图4中B处的放大视图。

附图标记说明：

1、钻杆；11、环形槽；2、固定板；21、配合槽；22、连接板；23、固定孔；3、驱动组件；31、储液盒；311、滑板；312、滑杆；32、双头伸缩杆；321、第一活塞杆；322、第二活塞杆；3221、配合块；323、复位弹簧；4、加固组件；41、加固槽；42、加固块；43、加固弹簧；5、固定组件；51、控制槽；511、隔板；52、操纵部；521、顶杆；522、增压杆；53、固定部；531、机架；532、操纵板；5321、操纵弹簧；533、转动板；5331、承压弹簧；534、弓弦；535、固定钉；6、限位组件；61、测定伸缩杆；62、限位板；63、限位伸缩杆；64、导流管；7、拆卸组件；71、弹性板；72、复位伸缩杆；73、引流管。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种地源水热井防堵塞装置。参照图1和图2，一种地源水热井防堵塞装置包括钻杆1、固定板2、驱动组件3、加固组件4、固定组件5、限位组件6和拆卸组件7，驱动组件3设置在钻杆1上，且用于驱使固定组件5移动至地热井的内壁位置，加固组件4设置在固定板2上，且用于对驱动组件3进行加固，固定组件5设置在固定板2上，且用于将固定板2固定在地热井的内壁上，限位组件6设置在固定板2内，且用于对固定板2进行限位，拆卸组件7设置在加固组件4上，且用于对驱动组件3进行解锁。

使用时，加固组件4将固定板2与驱动组件3进行加固，钻杆1带动驱动组件3钻进，驱动组件3驱动固定板2向外移动地热井内壁上，限位组件6将固定板2在地热井内壁上进行限位，固定组件5将固定板2固定在地热井内壁上，拆卸组件7对驱动组件3进行解锁，从而使得地热井内壁上的碎块不易掉落至通道内，进而使得水井通道不易堵塞。

参照图1，钻杆1呈圆形柱状，且中部开设有环形槽11。固定板2设置有五个，五个固定板2沿环形槽11一周均匀排布，且相邻两个固定板2抵接，固定板2呈弧形板状，且与环形槽11相适配。

参照图2和图3，驱动组件3设置有五组，五组驱动组件3与五个固定板2一一对应，驱动组件3包括储液盒31和双头伸缩杆32，储液盒31呈矩形盒状，且固定连接在环形槽11的槽底。储液盒31内滑动连接有滑板311，滑板311的滑动方向为钻杆1轴线方向的垂直方向，滑板311靠近钻杆1的一侧与储液盒31之间的空间流动有水。

参照图1和图3，滑板311远离钻杆1的一侧固定连接有滑杆312，滑杆312呈矩形杆状，且滑动穿设在储液盒31内。双头伸缩杆32内滑动穿设有第一活塞杆321和第二活塞杆322，第一活塞杆321与第二活塞杆322分别位于双头伸缩杆32的两端，且两者轴线相同，第一活塞杆321与滑杆312同轴固定连接，第二活塞杆322与固定板2抵接。第一活塞杆321与第二活塞杆322之间固定连接有复位弹簧323。

参照图1和图2，固定板2上靠近钻杆1的一侧开设有配合槽21。

参照图3至图5，第二活塞杆322远离钻杆1的一端固定连接有配合块3221，配合块3221呈三角形，且插设在配合槽21内。

配合槽21内设置有两组加固组件4，两组加固组件4设置在配合槽21内壁的两侧，加固组件4包括加固槽41、加固块42和加固弹簧43，加固槽41呈矩形槽状，且开设在配合槽21内壁上。

加固块42呈三角形，且滑动连接在加固槽41内，加固块42的滑动方向为加固槽41的轴线方向。加固弹簧43固定连接在加固块42与加固槽41槽底之间，且用于驱使加固块42朝加固槽41槽底的方向移动。

参照图3至图5，固定组件5包括控制槽51、操纵部52和固定部53，控制槽51开设在固定板2内，且位于固定板2靠近配合槽21的一侧，控制槽51与配合槽21之间固定连接有隔板511，隔板511采用弹性材料制造而成。

操纵部52包括顶杆521和增压杆522，顶杆521呈矩形杆状，且固定连接在控制槽51内，顶杆521与第二活塞杆322抵接。增压杆522呈矩形杆状，且铰接在配合槽21内，增压杆522一端与顶杆521远离第二活塞杆322的一端铰接。

固定部53包括机架531、操纵板532和转动板533，机架531呈矩形块状，且固定连接在控制槽51内，机架531位于增压杆522的一侧。操纵板532呈T形板状，且竖直设置，操纵板532底部呈弯曲状，操纵板532转动连接在机架531上，且顶端与增压杆522远离顶杆521的一端铰接。

操纵板532的底部与机架531之间固定连接有操纵弹簧5321，操纵弹簧5321用于驱使操纵板532复位。转动板533呈三角形，且竖直设置，转动板533的底端向靠近操纵板532的方向延伸，且与操纵板532的底部弯曲处抵接，转动板533远离操纵板532的一端呈弧形，转动板533转动连接在机架531上，且与操纵板532位于同一平面内。

转动板533的底端与机架531之间固定连接有承压弹簧5331，承压弹簧5331用于驱使转动板533复位。转动板533远离承压弹簧5331的顶端套设有弓弦534，弓弦534采用弹性材料制造而成，弓弦534的两端均与机架531固定连接。

机架531上安装有固定钉535，弓弦534用于将固定钉535弹射至地热井的内壁上。固定板2上开设有固定孔23，固定孔23与固定钉535正对设置，且位于固定板2远离钻杆1的一侧。

使用时，将第二活塞杆322插设在配合槽21内，第二活塞杆322挤压加固块42，加固块42挤压加固弹簧43；在钻杆1钻进的过程中，储液盒31内的水朝远离钻杆1的方向移动，水挤压滑板311，滑板311带动滑杆312移动，滑杆312带动第一活塞杆321移动，第一活塞杆321推动第二活塞杆322移动，第二活塞杆322推动顶杆521移动，顶杆521带动增压杆522转动，增压杆522带动操纵板532转动，操纵板532驱动转动板533转动，转动板533释放弓弦534，弓弦534将固定钉535弹射出机架531，固定钉535穿过固定板2上的固定孔23，将固定板2钉在地热井内壁上，使得固定板2固定在地热井内壁上，从而使得地热井内壁上的碎块不易掉落至通道内，进而使得水井通道不易堵塞。

参照图4，相邻固定板2之间滑动穿设有连接板22，连接板22呈弧形板状。每个固定板2内设置有两组限位组件6，两组限位组件6分别位于固定板2的两端。每组限位组件6设置有两个，两个限位组件6分别位于连接板22的两侧。

参照图2和图4，限位组件6包括测定伸缩杆61、限位板62和限位伸缩杆63，测定伸缩杆61固定连接在固定板2的一端，且活动端朝向固定板2内部；限位板62呈矩形板状，且固定连接在连接板22上；限位伸缩杆63位于限位板62远离测定伸缩杆61的一侧，且活动端朝向连接板22；测定伸缩杆61与限位伸缩杆63之间连通有导流管64，且两者通过导流管64流动有水。

使用时，第二活塞杆322推动固定板2向外移动，当两个固定板2向外延伸时，连接板22上的限位板62挤压测定伸缩杆61的活动端，测定伸缩杆61内的水通过导流管64进入限位伸缩杆63内，水挤压限位伸缩杆63的活动端进行移动，使得限位伸缩杆63的活动端抵紧连接板22，从而使得连接板22不易移动，进而增强了固定板2的稳定性。

参照图2和图5，拆卸组件7包括弹性板71、复位伸缩杆72和引流管73；弹性板71呈矩形板状，且固定连接在加固块42靠近第二活塞杆322的一侧，弹性板71内部中空，且采用弹性材料制造而成。

参照图3和图5，复位伸缩杆72固定连接在加固块42与加固槽41槽底之间，加固弹簧43固定套设在复位伸缩杆72的活动端。引流管73连通在弹性板71与复位伸缩杆72之间，引流管73在复位伸缩杆72上的连通处位于复位伸缩杆72活动端与复位伸缩杆72之间，弹性板71与复位伸缩杆72之间通过引流管73流动有水。

使用时，固定钉535将固定板2钉在地热井内壁上，钻杆1继续钻进带动第二活塞杆322移动，第二活塞杆322挤压弹性板71，弹性板71内的水受压进入复位伸缩杆72，复位伸缩杆72的活动端带动加固块42移动，解除了加固块42对第二活塞杆322的加固限制，从而使得第二活塞杆322易于脱离固定板2，进而使得固定板2不易损坏。

本申请实施例一种地源水热井防堵塞装置的实施原理为：在钻杆1钻进的过程中，储液盒31内的水朝远离钻杆1的方向移动，水挤压滑板311，滑板311带动滑杆312移动，滑杆312驱使第二活塞杆322移动，第二活塞杆322带动固定板2移动；

第二活塞杆322推动固定板2向外移动，连接板22上的限位板62挤压测定伸缩杆61的活动端，测定伸缩杆61内的水进入限位伸缩杆63内，水挤压限位伸缩杆63的活动端进行移动，将限位伸缩杆63的活动端与连接板22抵紧；

将固定板2与地热井内壁抵紧，第二活塞杆322推动顶杆521移动，顶杆521带动增压杆522转动，增压杆522带动操纵板532转动，操纵板532驱动转动板533转动，转动板533释放弓弦534，弓弦534将固定钉535弹射出机架531，固定钉535将固定板2钉在地热井内壁上，使得固定板2固定在地热井内壁上；

固定钉535将固定板2钉在地热井内壁后，钻杆1继续钻进带动第二活塞杆322移动，第二活塞杆322挤压弹性板71，弹性板71内的水受压进入复位伸缩杆72，复位伸缩杆72的活动端带动加固块42移动，解除了加固块42对第二活塞杆322的加固限制，从而使得地热井内壁上的碎块不易掉落至通道内，进而使得水井通道不易堵塞。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。