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潜水式泥浆转盘
    本发明涉及机械钻机钻井行业中将转盘潜入水下提取地下泥沙的一种装置。

    当今国内外开采地下水技术以机械钻机钻井技术为主，而所有的钻机均采用空气转盘，也就是转盘在水面以上，靠压力水正反循环提取地下泥沙。这种钻井方法的优越性仅仅局限于打小口径的井孔，打大口径的井孔只能利用反循环方法从地下抽出泥沙。在抽泥沙过程中，钻杆的管路损失和因主钻杆中泥浆重力产生的反向压力造成了空气转盘的大量气蚀，这时泥沙的提取量相当稀少，整台钻机处于怠工运行状态。这种状态增加了钻机钻头的做功耗能，而泥浆浓度极稀，含沙量少，流量小，大幅度降低了钻机的生产效率，大量浪费了人力、物力及能源，造成机械尾气对空气环境污染，使钻井成本增大，增大了更换和维修钻机及零部件的周期，延长了钻井的工期，加重了钻井工人的劳动强度。因此研制一种潜水式泥浆转盘一直是国内外机械钻机钻井行业急待解决的新课题。

    本发明的目的就是为了提供一种构思科学新颖、工作原理独特、前景极其广阔、解决管路和转盘气蚀、提高钻机的工作效率、降低钻井成本、运行性能可靠、缩短钻井工期、节约人力物力能源、减少机械尾气对空气的污染、降低钻井工人劳动强度的潜水式泥浆转盘。

    本发明的目的是这样实现的：整个装置由转芯、顶丝、螺母、螺钉、外壳压盖、盘根线压盖、盘根线、隔离垫、轴承、弯管、轴承座、注油螺钉、密封垫、转盘外壳、轴承压盖组成，在转芯中部装轴承座，并点焊为一体，在轴承座上安装轴承及隔离垫，盘根线缠绕在转芯上部，在转芯下部装密封垫，在密封垫下部转芯上缠绕盘根线，在转盘外壳左侧面装弯管并焊为一体，在转盘外壳下部装隔离垫及轴承，将转盘外壳由下至上套装入转芯上，将轴承压盖安装在转盘外壳底部，并用螺钉固紧，在转盘外壳上部装盘根线压盖，并安装螺母及顶丝，在转盘外壳顶部装外壳压盖并用螺钉固紧，在转盘外壳左侧装注油螺钉。泥浆泵真空度加上软管泥浆柱高大于泥浆在该温度的蒸汽压强时，管路产生气蚀，主钻杆泥浆柱高大于软管泥浆柱高，两者产生高差，钻机怠工作业；反之，水面的压强大于在该温度下的蒸汽压强，主钻杆泥浆柱高小于软管泥浆柱高，两者不产生高差，则不出现气蚀。本发明的要点在于它的结构形式及工作原理。其工作原理及使用方法是：通过试验发现，产生钻机怠工运行状态关键因素是钻杆和抽泥浆软管的整套管路气蚀，而且气蚀产生点在空气转盘地内部顶点。由能量守恒定律钻机管路中泥浆的能量转换关系是：泥浆泵真空度+软管泥浆柱高＝钻杆、软管管路损失+泥浆柱高差的重力势能

    气蚀是在水面的压强小于在该温度下的蒸汽压强时产生的。因此，在钻机作业过程中，泥浆泵真空度加上软管泥浆柱高大于泥浆在该温度的蒸汽压强时，管路气蚀则产生了。试验过程中，由透明软管明显见到气蚀产生在空气转盘顶部，并向软管下延伸，而此时透明软管中依然有水流流动，蒸汽占据了软管大部分空间，主钻杆泥浆柱高大于软管泥浆柱高，两者产生高差，钻机的怠工作业就是在这种情况下进行的。而采用本发明的潜水式泥浆转盘则不会有高差，也不出现管路气蚀。据抽测普通钻机打一眼50米的深井，需5至7天时间，油耗250至300公斤，而采用潜水式泥浆转盘的钻机，仅需1.5至3天时间，油耗100至150公斤。使用时，将潜水式泥浆转盘安装在钻机的钻杆上，泥浆泵的管路与转盘连接，便可进行正常作业。

    本发明的具体结构由以下实施例及其附图给出。

    图1是本发明的结构示意图。

    图2是图1的俯视图。

    图3是空气转盘钻井作业示意图。

    图4是潜水式泥浆转盘钻机作业示意图。

    参照附图，整个装置由转芯1、顶丝2、螺母3、螺钉4、外壳压盖5、盘根线压盖6、盘根线7、隔离垫8、轴承9、弯管10、轴承座11、注油螺钉12、密封垫13、转盘外壳14、轴承压盖15组成，在转芯1中部装轴承座11，并点焊为一体，在轴承座11上安装轴承9及隔离垫8，盘根线7缠绕在转芯1上部，在转芯1下部装密封垫13，在密封垫13下部转芯1上缠绕盘根线7，在转盘外壳14左侧面装弯管10并焊为一体，在转盘外壳14下部装隔离垫8及轴承9，将转盘外壳14由下至上套装入转芯1上，将轴承压盖15安装在转盘外壳14底部，并用螺钉4固紧，在转盘外壳14上部装盘根线压盖6，并安装螺母3及顶丝2，在转盘外壳14顶部装外壳压盖5并用螺钉4固紧，在转盘外壳14左侧装注油螺钉12。泥浆泵真空度加上软管泥浆柱高大于泥浆在该温度的蒸汽压强时，管路产生气蚀，主钻杆泥浆柱高大于软管泥浆柱高，两者产生高差，钻机怠工作业；反之，水面的压强大于在该温度下的蒸汽压强，主钻杆泥浆柱高小于软管泥浆柱高，两者不产生高差，则不出现气蚀。

    潜水式泥浆转盘与现有技术相比，具有构思科学新颖、工作原理独特、前景极其广阔、解决管路和转盘气蚀、提高钻机的工作效率、降低钻井成本、运行性能可靠、缩短钻井工期、节约人力物力能源、减少机械尾气对空气的污染、降低钻井工人劳动强度等优点，将广泛地应用于机械钻机钻井行业中。