【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及開采設備，具體公開了一種基于地熱能源開發用開采設備及方法。
技術介紹
1、地熱能源作為一種清潔、可再生的能源，其開發利用對于減少化石能源依賴、降低溫室氣體排放具有重要意義。地熱能源開發主要涉及地熱蒸汽和地熱水的開采，這一過程需要特定的開采設備來實現?，F有的地熱能源開發設備在設計和功能上存在一些限制和缺陷，特別是在井下作業環境中，高溫、高壓和腐蝕性條件對設備的穩定性和效率提出了嚴峻挑戰。
2、在現有的技術中，地熱開采設備通常包括鉆探設備和井下清理設備，鉆探設備用于鉆探地熱井，而井下清理設備則用于清理鉆探過程中產生的渣土和巖屑，然而，現有設備在井壁清理效率和渣土收集方面存在不足，例如，開采鉆頭在旋轉過程中，井壁上的渣土和巖屑容易堆積，導致鉆井堵塞，影響鉆探效率和設備性能。此外，渣土收集效率低下，導致渣土處理成本增加，且可能對環境造成污染。
3、因此，本申請在此特提出一種基于地熱能源開發用開采設備及方法。
技術實現思路
1、本專利技術目的在于提供一種基于地熱能源開發用開采設備及方法，以解決現有技術中存在的上述技術問題之一。
2、具體而言，本專利技術通過下述技術方案實現：
3、一種基于地熱能源開發用開采設備，包括機架和井下開采組件，所述井下開采組件包括開采鉆頭和伸縮鉆桿，所述開采鉆頭位于伸縮鉆桿的底端，并與伸縮鉆桿質檢存在間隙，所述伸縮鉆桿的頂端與機架相連接，在所述伸縮鉆桿的底端開設有用于容納驅動裝置的容納腔，所述容納腔內設有驅
4、在所述伸縮鉆桿的外部還設有刮板組件，所述刮板組件通過傳動組件與驅動裝置傳動連接，在驅動裝置帶動開開采鉆頭進行旋轉開采時，通過傳動組件帶動刮板組件在伸縮鉆桿的外部轉動，以對井壁進行刮除清理；所述刮板組件包括旋轉套和刮刀板，所述刮刀板陣列設置在旋轉套外部，且所述刮刀板包括豎板和刮刀，所述豎板貼設在旋轉套的外周面，所述刮刀對稱設于豎板的兩側，并與豎板形成匚形結構。
5、作為優選，所述伸縮鉆桿的外部對應旋轉套位置處開設有環狀嵌槽，所述旋轉套轉動嵌設在環狀嵌槽內，所述容納腔內壁下部開設有繞其一周的環形空腔，所述環形空腔與環狀嵌槽之間通過若干個穿孔相連通。
6、進一步地，所述傳動組件包括從動齒圈、傳動齒輪桿和驅動齒輪，所述從動齒圈套設在旋轉套位于環狀嵌槽內的內環面上，所述傳動齒輪桿包括傳動桿、第一傳動輪和第二傳動輪，所述傳動桿對應設置在若干個所述穿孔內、并與其轉動配合，且其兩端分別貫穿至環狀嵌槽和環形空腔內，所述第一傳動輪設置在環狀嵌槽內、并與傳動桿貫穿至環狀嵌槽內的一端端部相連接，且所述第一傳動輪與從動齒圈的內環面相嚙合，所述第二傳動輪位于環形空腔內、并與傳動桿貫穿至環形空腔內的一端端部相連接，所述驅動齒輪套接在驅動裝置位于容納腔內的驅動軸外部，且所述驅動齒輪與第二傳動輪相嚙合。
7、作為一種優選地技術方案，在所述刮板組件上還設有清理機構，所述清理機構包括套筒、支撐桿和清理板，所述套筒連接在豎板上，且其內部同軸設有螺旋彈簧，所述支撐桿套設在套筒內、并穿過所述螺旋彈簧，且在支撐桿位于套筒內部的桿身上設有與螺旋彈簧底端相抵接的凸起擋圈，所述清理板橫向滑動安裝在刮板上，且所述清理板的兩端靠近所述刮板與所述刮板表面相貼合，所述清理板上部均向上延伸并逐漸靠近所述豎板以形成清理斜面。
8、作為一種進一步優選地技術方案，在所述開采鉆頭與伸縮鉆桿之間的間隙內還設有擋板組件，所述擋板組件包括套設在驅動軸位于容納腔外部軸身上的擋泥圈，套設在擋泥圈外部的擋板，在所述擋板的上部設有與清潔機構相對應的推動機構，所述推動機構包括若干個陣列設置的碰撞塊，所述碰撞塊的上部設有與支撐桿底端的撞擊球相配合的凸球面。
9、進一步地，還包括渣土收集組件，所述渣土收集組件包括集渣箱、集渣斗和伸縮排渣管，所述集渣箱設置在機架上，所述集渣斗設置在擋板的底部，且其頂部設有貫穿擋板的開口，所述伸縮排渣管穿設在伸縮鉆桿的內部，且其頂端和底端分別與集渣箱和集渣斗相連通。
10、一種基于地熱能源開發用開采方法，其根據一種基于地熱能源開發用開采設備所提出，該方法包括如下步驟：
11、s1、設備部署，將開采設備部署至對應開采的地熱井口，并確保機架穩定，以使伸縮鉆桿與開采鉆頭垂直對準井口；
12、s2、開機工作，啟動驅動裝置和伸縮鉆桿，驅動裝置通過驅動軸驅動開采鉆頭旋轉，同時伸縮鉆桿隨之進行伸長，以開始地熱井的鉆探工作；
13、s3、井壁清理，隨著開采鉆頭的旋轉，驅動裝置通過傳動組件帶動刮板組件轉動，刮板組件上的豎板和刮刀對井壁進行刮除清理，保持井壁暢通；
14、s4、渣土收集，開采過程中，刮板組件轉動刮除的渣土掉落在擋板上，并通過擋板底部的開口進入集渣斗中，同時，刮板組件轉動通過推動機構的配合，實現推動清理機構對刮板組件表面附著的渣土進行清理，清理后的渣土同樣掉落在擋板上并通過開口進入集渣斗中，而集渣斗中的渣土則通過伸縮排渣管輸送至集渣箱中，以完成渣土收集；
15、s5、開采過程監管，在整個開采過程中，實時監控井下溫度、壓力等參數，根據實際情況調整驅動裝置的轉速和刮板組件的清理強度，以確保開采過程的高效和安全；
16、s6、結束開采，完成預定深度的鉆探后，停止驅動裝置和伸縮鉆桿的運轉，將伸縮鉆桿逐漸回縮，以將開采鉆頭從井中提出。
17、本專利技術與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：
18、1、本專利技術通過驅動裝置和刮板組件的設置，在驅動裝置驅動開采鉆頭進行旋轉開采時，可同步帶動刮板組件旋轉，而由于刮板組件括旋轉套和刮刀板，刮刀板陣列設置在旋轉套外部，并由豎板和刮刀組成，因此使得刮板組件在伸縮鉆桿外部轉動時，能夠緊貼井壁，并對井壁進行連續清理，同時本方案的刮板與豎板形成匚形結構，其增加了刮板與井壁的接觸面積，使得刮板在旋轉時能夠更徹底地清除井壁上的渣土和巖屑，進而避免了在鉆頭開采過程中，井壁出現渣土巖屑掉落而堵塞鉆井，從而使開采鉆頭鉆進開采效率得到極大的提升；
19、2、本專利技術進一步地在驅動裝置與刮板組件之間設置傳動組件，并通過傳動組件將驅動裝置的動力傳遞至刮板組件上，以使刮板組件旋轉，而由于傳動組件包括從動齒圈、傳動齒輪桿和驅動齒輪，因此其實質上構成了一個行星齒輪組，其不僅實現了動力的有效傳遞，還使得刮板組件的轉動方向與開采鉆頭的旋轉方向相反，因此當開采鉆頭在通過旋轉后鉆井進行向下開采時，其對井壁施加的切削力使得渣土和巖屑產生剪切和擠壓，與此同時，刮板組件的反向旋轉對井壁上的渣土和巖屑施加相反方向的切削力，這種相反的力作用使得渣土和巖屑受到更為復雜的受力環境，其進一步加快了渣土巖屑的脫落，從而能有效地將渣土和巖屑從井壁上剝離并清除，減少了渣土和巖屑在井壁上的停留時間，從而提高了清除效率；
20、3、本專利技術進一步設置清理機構和推動機構，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于地熱能源開發用開采設備，包括機架(1)和井下開采組件，其特征在于；所述井下開采組件包括開采鉆頭(21)和伸縮鉆桿(20)，所述開采鉆頭(21)位于伸縮鉆桿(20)的底端，并與伸縮鉆桿(20)質檢存在間隙，所述伸縮鉆桿(20)的頂端與機架(1)相連接，在所述伸縮鉆桿(20)的底端開設有用于容納驅動裝置(200)的容納腔，所述容納腔內設有驅動裝置(200)，所述驅動裝置(200)的驅動端通過貫穿至容納腔外部的驅動軸(201)與開采鉆頭(21)相連接；
2.根據權利要求1所述的一種基于地熱能源開發用開采設備，其特征在于：所述伸縮鉆桿(20)的外部對應旋轉套(30)位置處開設有環狀嵌槽，所述旋轉套(30)轉動嵌設在環狀嵌槽內，所述容納腔內壁下部開設有繞其一周的環形空腔，所述環形空腔與環狀嵌槽之間通過若干個穿孔相連通。
3.根據權利要求2所述的一種基于地熱能源開發用開采設備，其特征在于：所述傳動組件包括從動齒圈(40)、傳動齒輪桿(41)和驅動齒輪(42)，所述從動齒圈(40)套設在旋轉套(30)位于環狀嵌槽內的內環面上，所述傳動齒輪桿(41)包括傳動桿
4.根據權利要求1所述的一種基于地熱能源開發用開采設備，其特征在于：在所述刮板組件上還設有清理機構(5)，所述清理機構(5)包括套筒(50)、支撐桿(51)和清理板(52)，所述套筒(50)連接在豎板(310)上，且其內部同軸設有螺旋彈簧，所述支撐桿(51)套設在套筒(50)內、并穿過所述螺旋彈簧，且在支撐桿(51)位于套筒(50)內部的桿身上設有與螺旋彈簧底端相抵接的凸起擋圈，所述清理板(52)橫向滑動安裝在刮板上，且所述清理板(52)的兩端靠近所述刮板與所述刮板表面相貼合，所述清理板(52)上部均向上延伸并逐漸靠近所述豎板(310)以形成清理斜面(520)。
5.根據權利要求4所述的一種基于地熱能源開發用開采設備，其特征在于：在所述開采鉆頭(21)與伸縮鉆桿(20)之間的間隙內還設有擋板(61)組件，所述擋板(61)組件包括套設在驅動軸(201)位于容納腔外部軸身上的擋泥圈(60)，套設在擋泥圈(60)外部的擋板(61)，在所述擋板(61)的上部設有與清潔機構相對應的推動機構，所述推動機構包括若干個陣列設置的碰撞塊(62)，所述碰撞塊(62)的上部設有與支撐桿(51)底端的撞擊球(53)相配合的凸球面。
6.根據權利要求5所述的一種基于地熱能源開發用開采設備，其特征在于：還包括渣土收集組件，所述渣土收集組件包括集渣箱(70)、集渣斗(71)和伸縮排渣管(72)，所述集渣箱(70)設置在機架(1)上，所述集渣斗(71)設置在擋板(61)的底部，且其頂部設有貫穿擋板(61)的開口，所述伸縮排渣管(72)穿設在伸縮鉆桿(20)的內部，且其頂端和底端分別與集渣箱(70)和集渣斗(71)相連通。
7.一種基于地熱能源開發用開采方法，其基于權利要求1-6任一項所述的一種基于地熱能源開發用開采設備，其特征在于：該方法包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于地熱能源開發用開采設備，包括機架(1)和井下開采組件，其特征在于；所述井下開采組件包括開采鉆頭(21)和伸縮鉆桿(20)，所述開采鉆頭(21)位于伸縮鉆桿(20)的底端，并與伸縮鉆桿(20)質檢存在間隙，所述伸縮鉆桿(20)的頂端與機架(1)相連接，在所述伸縮鉆桿(20)的底端開設有用于容納驅動裝置(200)的容納腔，所述容納腔內設有驅動裝置(200)，所述驅動裝置(200)的驅動端通過貫穿至容納腔外部的驅動軸(201)與開采鉆頭(21)相連接；
2.根據權利要求1所述的一種基于地熱能源開發用開采設備，其特征在于：所述伸縮鉆桿(20)的外部對應旋轉套(30)位置處開設有環狀嵌槽，所述旋轉套(30)轉動嵌設在環狀嵌槽內，所述容納腔內壁下部開設有繞其一周的環形空腔，所述環形空腔與環狀嵌槽之間通過若干個穿孔相連通。
3.根據權利要求2所述的一種基于地熱能源開發用開采設備，其特征在于：所述傳動組件包括從動齒圈(40)、傳動齒輪桿(41)和驅動齒輪(42)，所述從動齒圈(40)套設在旋轉套(30)位于環狀嵌槽內的內環面上，所述傳動齒輪桿(41)包括傳動桿(410)、第一傳動輪(411)和第二傳動輪(412)，所述傳動桿(410)對應設置在若干個所述穿孔內、并與其轉動配合，且其兩端分別貫穿至環狀嵌槽和環形空腔內，所述第一傳動輪(411)設置在環狀嵌槽內、并與傳動桿(410)貫穿至環狀嵌槽內的一端端部相連接，且所述第一傳動輪(411)與從動齒圈(40)的內環面相嚙合，所述第二傳動輪(412)位于環形空腔內、并與傳動桿(410)貫穿至環形空腔內的一端端部相連接，所述驅動齒輪(42)套接在驅動裝置(200)位于容納腔內的驅動軸(201)外部，且所述驅動齒輪(42)與第二傳動輪(412)相嚙合。
4.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：閆華，吳建忠，徐龍，張東鋼，
申請(專利權)人：西藏電建成勘院工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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