申请/专利权人：依科瑞德(北京)能源科技有限公司

申请日：2018-03-07

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN108386132B

主分类号：E21B7/04

分类号：E21B7/04;E21B4/04

优先权：["20170629 CN 2017105146427"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2018.09.04#实质审查的生效;2018.08.10#公开

摘要：本发明提供一种地下横向钻孔装置，所述钻孔装置包括钻头、电机、控制系统、控制电缆，电源，其中：所述钻头设置在所述钻孔装置的最前方，所述钻头的后方设置所述电机，所述电机驱动所述钻头，所述电机的后方连接所述控制系统，所述控制系统控制所述电机，所述控制系统通过所述控制电缆连接电源，所述控制电缆由所述连通孔延伸并伸出所述第一竖直孔，所述电源置于所述第一竖直孔外部。地下横向钻孔装置能够将两个竖直的孔的底部贯通，进而放置U型管地源热泵地埋管，使得U形管的竖直部分中的双侧管的两个侧面以及U形管的横向部分均与土紧密接触以便把热传给土壤。

主权项：1.一种地下横向钻孔装置，在需要地埋管的位置设置有一定深度的第一竖直孔和第二竖直孔，所述第一竖直孔和所述第二竖直孔平行设置，所述钻孔装置能够在所述第一竖直孔和所述第二竖直孔之间钻出连通孔，所述连通孔将所述第一竖直孔和所述第二竖直孔的底部连通，其特征在于，所述钻孔装置包括钻头、电机、控制系统、控制电缆，电源，其中：所述钻头设置在所述钻孔装置的最前方，所述钻头的后方设置所述电机，所述电机驱动所述钻头，所述电机的后方连接所述控制系统，所述控制系统控制所述电机，所述控制系统通过所述控制电缆连接电源，所述控制电缆由所述连通孔延伸并伸出所述第一竖直孔，所述电源置于所述第一竖直孔外部，所述控制电缆还连接有控制电脑，所述控制电脑控制所述钻头的钻孔方向和速度，所述控制系统的侧面设置有导向支架，所述导向支架通过所述控制电缆与所述控制电脑连接，导向支架为自带电机的电动推杆，用于改变所述导向支架与钻孔装置轴线的夹角，进而调节钻头的钻孔方向，所述导向支架设置有三个，三个所述导向支架以所述控制系统的中心线为轴并在所述控制系统的外周均匀设置，所述地下横向钻孔装置将所述第一竖直孔和所述第二竖直孔的底部贯通，进而放置地源热泵地埋管，使得所述地源热泵地埋管的竖直部分中的双侧管的两个侧面以及横向部分均与土紧密接触以便把地源热泵工作产生的热量传给土壤，还包括回收吊索，所述回收吊索由所述第二竖直孔的顶端延伸至底端，在所述回收吊索的底端并朝向所述第一竖直孔的侧面设置有机械手，所述机械手用于卡住所述钻头，所述钻孔装置由所述回收吊索提升至地面，同时完成所述地埋管的穿管。

全文数据：地下横向钻孔装置技术领域[0001]本发明涉及地源热栗地埋管领域，特别涉及一种地下横向钻孔装置。背景技术[0002]当今的地源热泵地埋管施工中的钻孔只能垂直于地面打孔，穿管也只能采用在一个单孔中穿一个U形管或者二个U形管的埋管形式。[0003]比如申请号为201：32〇633〇843、专利名称为“出口支管捆扎式双U型地埋管换热器，，的发明专利公开一种用于地源热栗系统的出口支管捆扎式双U型地埋管换热器，其特征在于，换热器包括并联的两根u型地埋管，两根U型地埋管的两个出口支管捆扎在一起，并在接近地面70%的长度范围内包裹绝热层，两个进口支管与包裹绝热层的出口支管每隔10m〜20m长度再用钢带捆扎定位，从而使两个进口支管在井孔中保持固定间距，并与包裹绝热层的出口支管的管中心连线呈等腰三角形或直线形。[0004]但是上述发明专利中公开的U形管的竖直部分中只有单侧管的一个侧面与土接触，U形管的横向部分也只有一个侧面与土接触，因此导致传热效果差;并且由于双u结构的四根管在一个直径150左右的钻孔内，四根管的横向距离很小，导致从钻孔深处流回的水会被刚流入的水加热或冷却，从而影响换热效果。[0005]为了实现u形管的竖直部分中的双侧管的两个侧面以及U形管的横向部分均与土接触，本文介绍一种地埋管施工用小型的地下横向钻孔装置。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种地埋管施工用小型的地下横向钻孔装置，能够将两个竖直的孔的底部贯通，进而放置U型管地源热泵地埋管），使得u形管的竖直部分中的双侧管的两个侧面以及U形管的横向部分均与土紧密接触以便把热传给土壤。[0007]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：[0008]—种地下横向钻孔装置，在需要地埋管的位置设置有一定深度的第一竖直孔和第二竖直孔，所述第一竖直孔和所述第二竖直孔平行设置，所述钻孔装置能够在所述第一竖直孔和所述第二竖直孔之间钻出连通孔，所述连通孔将所述第一竖直孔和所述第二竖直孔的底部连通，所述钻孔装置包括钻头、电机、控制系统、控制电缆，电源，其中:所述钻头设置在所述钻孔装置的最前方，所述钻头的后方设置所述电机，所述电机驱动所述钻头，所述电机的后方连接所述控制系统，所述控制系统控制所述电机，所述控制系统通过所述控制电缆连接电源，所述控制电缆由所述连通孔延伸并伸出所述第一竖直孔，所述电源置于所述第一竖直孔外部。[0009]进一步地，在上述地下横向钻孔装置中，所述控制系统的后方设置有卡扣，所述卡扣用于卡接地埋管。[0010]进一步地，在上述地下横向钻孔装置中，控制电缆还连接有控制电脑，控制电脑控制钻头的钻孔方向和速度所述电源由控制电脑控制。[0011]进一步地，在上述地下横向钻孔装置中，所述控制系统的侧面设置有导向支架。[0012]进一步地，在上述地下横向钻孔装置中，所述导向支架的材质为不锈钢。[0013]进一步地，在上述地下横向钻孔装置中，导向支架为自带电机的电动推杆，用于改变所述导向支架与钻孔装置轴线的夹角，进而调节钻头的钻孔方向。[00M]进一步地，在上述地下横向钻孔装置中，所述导向支架设置有两个，两个所述导向支架以所述控制系统的中心线为轴对称设置。[0015]进一步地，在上述地下横向钻孔装置中，还包括回收吊索，所述回收吊索由所述第二竖直孔的顶端延伸至底端，在所述回收吊索的底端并朝向所述第一竖直孔的侧面设置有机械手，所述机械手用于卡住所述钻头。[0016]分析可知，本发明公开一种地下横向钻孔装置，能够将两个竖直的孔的底部贯通，进而放置U型管地源热杲地埋管），使得u形管的竖直部分中的双侧管的两个侧面以及U形管的横向部分均与土紧密接触以便把热传给土壤。附图说明[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：[0018]图1本发明一实施例的结构示意图。[0019]附图标记说明：1钻头;2电机;3控制系统;4导向支架;5地埋管;6控制电缆;7控制电脑;8机械手;9回收吊索；10卡扣；11第一竖直孔;12第二竖直孔;13连通孔。具体实施方式[0020]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的己经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。[0021]在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接;可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。[0022]如图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种地下横向钻孔装置，在需要地埋管的位置设置有一定深度的第一竖直孔11和第二竖直孔12,第一竖直孔11和第二竖直孔12平行设置，钻孔装置能够在第一竖直孔11和第二竖直孔12之间钻出连通孔13,连通孔13将第一竖直孔11和第二竖直孔12的底部连通，钻孔装置包括钻头1、电机2、控制系统3、控制电缆6,电源，其中：钻头1设置在钻孔装置的最前方，可根据地质结构如岩石，沙土更换不同的钻头1，钻头1的后方设置电机2,电机2驱动钻头1，电机2的后方连接控制系统3,控制系统3控制电机2，控制系统3通过控制电缆6连接电源，控制电缆6由连通孔13延伸并伸出第一竖直孔11，电源置于第一竖直孔11外部。[0023]进一步地，连通孔13为水平孔，如图1所示。连通孔13也可以为向下凸出的弧形孔。第一竖直孔11、第二竖直孔12与连通孔13的连接处均为圆弧连接，因PE管的弯曲半径不能太小。连通孔13为水平孔或弧形孔可根据需要选择。[0024]本发明公开的地下横向钻孔装置，能够将第一竖直孔11和第二竖直孔12的底部贯通，进而放置U型管地源热泵地埋管5，使得U形管的竖直部分中的双侧管的两个侧面以及U形管的横向部分均与土紧密接触以便把地源热泵工作产生的热量传给土壤。[0025]进一步地，控制系统3的后方设置有卡扣10,卡扣10用于卡接地埋管5。地埋管5为PE材质的大U形管。卡扣10,可以将作为热交换器的地埋管5方便的卡在控制系统3的尾部，控制电缆6穿在地埋管5中。当第一竖直孔11和第二竖直孔12钻完后，将钻孔装置与地埋管5、控制电缆6、电源连接牢靠后，地埋管5和控制电缆6都要留出足够的富余长度以备当钻孔装置横向钻孔产生位移时使用。[0026]进一步地，控制电缆6还连接有控制电脑7，控制电脑7控制钻头1的钻孔方向和速度。[0027]进一步地，控制系统3的侧面设置有导向支架4，导向支架4通过控制电缆6与控制电脑7连接，由控制电脑7控制。导向支架4的材质为不锈钢，坚固耐用。导向支架4为自带电机的电动推杆，控制电脑7控制导向支架4的电机，用于改变导向支架4与钻孔装置轴线的夹角，进而调节钻头1的钻孔方向。[0028]进一步地，导向支架4设置有三个，三个导向支架4以控制系统3的中心线为轴并在控制系统3的外周均匀设置，有利于钻孔装置沿着正确的路线前进并完成钻孔。[0029]进一步地，还包括回收吊索9,回收吊索9由第二竖直孔12的顶端延伸至底端，在回收吊索9的底端并朝向第一竖直孔11的侧面设置有机械手8,机械手8类似于电动的开口钳。机械手8用于卡住钻头1。[0030]工作过程：[0031]将钻孔装置由其中一个竖直孔第一竖直孔11或者第二竖直孔12顺孔垂直放下，在到达预定深度后，由控制电脑7启动导向支架4将钻孔装置的姿态和方向调整好后开始钻孔，直到与另一竖直孔钻通，钻孔装置由设于另一竖直孔中的机械手8卡住，由回收吊索9提升至地面，同时完成地埋管5的穿管。[0032]从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果:能够将第一竖直孔11和第二竖直孔I2的底部贯通，进而放置u型管地源热栗地埋管5，实现异孔大U形管的地埋管形式。使得U形管的竖直部分中的双侧管的两个侧面以及11形管的横向部分均与土紧密接触以便把热传给土壤。并且从钻孔深处流回的水不会被刚流入的水加热或冷却，换热效果好。[0033]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种地下横向钻孔装置，在需要地埋管的位置设置有一定深度的第一竖直孔和第二竖直孔，所述第一竖直孔和所述第二竖直孔平行设置，所述钻孔装置能够在所述第一竖直孔和所述第二竖直孔之间钻出连通孔，所述连通孔将所述第一竖直孔和所述第二坚直孔的底部连通，其特征在于，所述钻孔装置包括钻头、电机、控制系统、控制电缆，电源，其中：所述钻头设置在所述钻孔装置的最前方，所述钻头的后方设置所述电机，所述电机驱动所述钻头，所述电机的后方连接所述控制系统，所述控制系统控制所述电机，所述控制系统通过所述控制电缆连接电源，所述控制电缆由所述连通孔延伸并伸出所述第一竖直孔，所述电源置于所述第一竖直孔外部。2.根据权利要求1所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，所述控制系统的后方设置有卡扣，所述卡扣用于卡接地埋管。3.根据权利要求1所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，控制电缆还连接有控制电脑，控制电脑控制钻头的钻孔方向和速度。4.根据权利要求1所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，所述控制系统的侧面设置有导向支架。5.根据权利要求4所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，所述导向支架的材质为不锈钢。6.根据权利要求4所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，导向支架为自带电机的电动推杆，用于改变所述导向支架与钻孔装置轴线的夹角，进而调节钻头的钻孔方向。7.根据权利要求4所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，所述导向支架设置有三个，三个所述导向支架以所述控制系统的中心线为轴并在所述控制系统的外周均匀设置。8.根据权利要求1所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，还包括回收吊索，所述回收吊索由所述第二竖直孔的顶端延伸至底端，在所述回收吊索的底端并朝向所述第一竖直孔的侧面设置有机械手，所述机械手用于卡住所述钻头。9.根据权利要求1所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，所述连通孔为水平孔。10.根据权利要求1所述的地下横向钻孔装置，其特征在于，所述连通孔为向下凸出的弧形孔。

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