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原文传递一种分段控制式液氮冻结器及工作方法

专利名称：	一种分段控制式液氮冻结器及工作方法
摘要：	本发明公开了一种分段控制式液氮冻结器及工作方法，适用于地下工程的人工冻结施工技术领域，由竖直回气钢管及分段缠绕在回气钢管外的供液管组成，每段供液管的上端通过布置在回气管内的隔热竖直管与地面液氮供应系统连接，而供液管的下端直接接入回气管内，构成液氮循环系统。冻结施工时，液氮可通过隔热竖直管分别灌入不同的分段供液管内，氮气都沿回气钢管排入大气中，完成冻结过程。其实现控制不同分段范围内的冻结效果，不同分段供液管之间的独立供液方式，可以根据施工需要分别控制各分段的开始和结束冻结时间，从而实现地层的分段差异冻结，精确控制液氮冻结过程。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国矿业大学
发明人：	石荣剑;黄丰;于明跃;李亚棚
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T18:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911308151.2
公开号：	CN110984125A
代理机构：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	李悦声
分类号：	E02D3/115;E;E02;E02D;E02D3;E02D3/115
申请人地址：	221116 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院
主权项：	1.一种分段控制式液氮冻结器，其特征在于：它包括回气钢管(9)，回气钢管(9)尺寸与需要冻结的钻孔匹配，回气钢管(9)外侧根据实际需要冻结的钻孔壁区域布置有多段螺旋形供液管(4)，每段螺旋形供液管(4)的上端(3)焊接有延伸至回气钢管(9)顶端的竖直管(2)，所述竖直管(2)设置在回气钢管(9)外侧或者设置在回气钢管(9)内部，当竖直管(2)设置在回气钢管(9)内部时竖直管(2)紧贴回气钢管(9)内壁设置，每段螺旋形供液管(4)的下端(5)与回气钢管(9)内部连接并焊接固定，多段螺旋形供液管(4)工作时通过连通地面供液系统的竖直管(2)注入液氮，液氮通过供液管(4)向周围地层传递冷量后气化，气化后的氮气分别汇入回气钢管(9)内，并通过回气钢管(9)排入大气，完成冻结过程。 2.根据权利要求1所述的分段控制式液氮冻结器，其特征在于：多段螺旋形供液管(4)中的任意螺旋形供液管(4)的长度以及螺旋间距根据实际冻结设置，若需要快速冻结或者提供冻结处更低的温度就减少螺旋之间的间距，若需要慢冻结速度则增加螺旋之间的间距。 3.根据权利要求1所述的分段控制式液氮冻结器，其特征在于：所述竖直管(2)采用隔热的树脂类管材。 4.一种使用权利要求1所述分段控制式液氮冻结器的工作方法，其特征在于步骤为： a根据工程实际需求，在设计位置施工冻结孔，冻结孔的深度为工程需冻结的最大深度，冻结孔直径为回气钢管(9)与螺旋形供液管(4)的直径之和； b根据实际冻结需要，在需要冷冻区域处的回气钢管(9)外侧缠绕螺旋形供液管(4)，并根据实际施工的冰冻需要调整螺旋形供液管(4)的长度和螺旋间距，实现不同深度的差异冻结，从而控制同一冻结孔不同位置的冻结效果； c.每个螺旋形供液管上端连接有隔热树脂管材的竖直管(2)，并与地面液氮注入设备连接； d.螺旋形供液管(4)的下端(5)接入回气钢管(9)内，螺旋形供液管(4)与回气钢管(9)在二者接触点设置有螺旋形供液管与回气钢管焊接点(6)，提高冻结器的整体稳定性，并构成分段液氮冻结循环系统； e.在冻结孔内下放冻结器； f.将液氮通过竖直管(2)灌入螺旋形供液管(4)内，吸收螺旋形供液管(4)周围地层的热量而不断气化，完全气化后的氮气汇入回气钢管(9)中，通过回气钢管(9)排入大气，完成冻结过程。 5.根据权利要求4所述工作方法，其特征在于：所述所有的螺旋形供液管(4)都设有独立的供液竖直管(2)，可根据冷冻需要在不同的时间段分别在供液竖直管(2)中注入液氮，从而实现不同冷冻分段的独立冻结，当某一段需要停止冻结时，停止向该段供液管(4)中灌入液氮即可实现。
所属类别：	发明专利