潛入式自動橫向取芯圓樁鑽的製作方法

2023-09-23 13:57:25 1

專利名稱：潛入式自動橫向取芯圓樁鑽的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及帶水下驅動裝置的移動式鑽機，特別是一種潛入式自動取芯圓樁鑽。
目前打樁基孔採用的反循環鑽進裝置，除電機、砂石泵、排漿鑽杆和鑽頭外，都要有井架、轉盤、水龍頭、提升系統和操作控制系統等一系列複雜龐大的地面設施，整個鑽杆和鑽頭在井內旋轉，工序複雜、費工費時，能源消耗大、效率低下，並且安裝、運輸很不方便。這類鑽機目前採用的都是常規實心鑽頭，不但鑽進速度慢，且只能鑽出小直徑的樁基孔。本發明人曾在CN93208115及93224386中公開了一種環形鑽頭，即將金剛石鑽頭鑲在巖芯管或鑽頭臂端部形成鑽頭體，鑽頭體上設有球面滑道及可沿球面滑道向鑽頭體中心合攏的橫向球面切刀，鑽頭體由電機驅動。該裝置通過鋼絲繩、滑輪、方杆套和步移機等實現球面切刀的自動橫向進給，其缺點是鋼絲繩容易被井壁落下的巖塊阻塞、纏繞而發生故障。這種設備可以環狀鑽進取芯。
本實用新型的目的是要避免上述困難，而提供一種在巖芯進入鑽頭體深度達到設計要求後能自動進行橫向切削的潛入式取芯圓樁鑽，使橫向切刀的驅動機構緊湊、不易發生故障。並提高該機的鑽進效率，使之能鑽大直徑樁基孔，便於移動和施工。
本實用新型的解決方案是在現有巖芯管的側面設置推動球面切刀橫向進給的槓桿機構，該機構中的槓桿可繞銷軸轉動，槓桿體一端經拉杆、推力軸承與託板相連，槓桿體另一端經壓杆抵住球面切刀的驅動銷，託板上升時通過槓桿機構即可推動球面切刀橫向進給；託板通過方杆軸懸於鑽頭體上部的銷套中。
以上所述的鑽頭體可以與電機、砂石泵組成一個整體成為潛入式鑽進機組，安裝在不轉動的鑽杆底部；砂石泵的衝屑水道通至鑽頭，以將巖屑衝起落入沉澱箱中。
以下結合附圖詳細描述本實用新型的實施例。


圖1是潛入式自動橫向取芯圓樁鑽的整體示意圖。
圖2是驅動球面切刀的槓桿機構示意圖。
參見
圖1，多個鑽頭臂12均布焊接在巖芯管27的厚壁圓箍28上，形似神仙爪，鑽頭臂下端焊接球齒鑽頭15，如金則石球齒鑽頭。鑽頭臂上有球面滑道10及可沿球面滑道向鑽頭體中心合攏的橫向球面切刀11。以上各組件合稱為鑽頭體2。巖芯管27也稱鑽筒。潛水電機1通過減速器29和轉盤5驅動整個鑽頭體旋轉。此時球齒鑽頭15靠鑽頭體自重自由水平環狀鑽進。
為了使巖芯進入巖芯管達到一定深度時球面切刀能自動橫向切削，本裝置設置了託板7和槓桿機構8。託板7通過方杆軸25懸於鑽頭體上部的銷套6中。方杆軸可在銷套6中滑動，使託板上下運動，但託板不發生轉動。當巖芯進入抵住託板時，託板即上行帶動槓桿機構動作。槓桿機構如圖2所示，槓桿體23可繞固定在巖芯管上的銷軸9轉動，槓桿體一端的拉杆21通過推力軸承8與託盤相連，推力軸承8的轉動端34可沿巖芯管的縱向槽上下滑動，鑽機工作時巖芯管帶動槓桿相對託板轉動。槓桿體另一端的壓杆22抵住球面切刀的驅動銷20。每一個球面切刀對應一副槓桿機構。這樣託盤上行時通過槓桿機構壓驅動銷即可推動各球面切刀沿球面軌道向中心環狀切削，直到巖芯全部切斷。此處的球面切刀可以不同於CN93208115中的寬幅球面切刀，它是一個窄條形的圓弧面切刀，易於加工，我們統稱為球面切刀。
為了使鑽頭環狀空間內的巖屑順利排出，雙頭潛水電機1驅動砂石泵3經衝屑水道17將壓力水排至鑽頭15附近，如圖中箭頭所示，衝起巖屑使之落入沉澱箱4內。但由於圖面限制，圖中衝屑水道17未畫完全。衝屑水道經巖芯管中心通過，其固定管和轉動管之間採用帶孔的滑套連接。切削完成後，將鑽具整體提出孔外，去芯排屑即完成一次循環。整個過程不需做排漿處理，砂石泵僅在孔底做局部衝屑小循環，因而在孔中只須保持一定高度的水位即可，至少應高於砂石泵。
本圓樁鑽可潛入孔中水下環狀鑽進並自動橫向切斷，一次成孔。所採用的槓桿機構操作方便，自動化程度高，不易發生巖塊阻塞，故障少。由於鑽杆不動，省去了複雜的地面設施，只用一臺汽車吊即可完成搬遷和作業。本裝置適合鑽大直徑樁基孔，特別是對於地層堅硬、地質構造複雜的情況，尤為適合。本圓樁鑽集環狀取芯和循環井液衝屑為一體，具有快速、簡便、高效、節能的優點。
權利要求1.自動取芯圓樁鑽，包括巖芯管(27)、球齒鑽頭(15)和鑽頭臂(10)，鑽頭臂上設有球面滑道及可沿球面滑道向鑽頭體(2)中心合攏的橫向球面切刀(11)，鑽頭體由電機(1)驅動，其特徵在於在巖芯管(27)側面設有推動球面切刀(11)橫向進給的槓桿機構(8)，其中槓桿體(23)可繞銷軸(9)轉動，槓桿體一端經拉杆(21)、推力軸承(8)與託板(7)相連，槓桿體另一端經壓杆(22)抵住球面切刀的驅動銷(20)，託板上升時通過槓桿機構即可推動球面切刀橫向進給；託板(7)通過方杆軸(25)懸於鑽頭體上部的銷套(6)中。
2.如權利要求1所述的圓樁鑽，其特徵在於所說的鑽頭體(2)與電機(1)、砂石泵(3)組成一個整體成為潛入式鑽進機組，安裝在不轉動的鑽杆(13)底部；砂石泵的衝屑水道(17)通至鑽頭(15)處，以將巖屑衝起落入沉澱箱(4)內。
專利摘要自動取芯圓樁鑽，在鑽頭體側面設有推動球面切刀橫向進給的槓桿機構，槓桿一端經拉杆、推力軸承與託板相連，槓桿另一端經壓杆抵住球面切刀的驅動銷，託板上升時即可推動球面切刀橫向進給。本鑽頭體還配有潛水電機、砂石泵和衝屑水道，以將巖屑衝起落入沉澱箱中。本鑽機一次成孔，由於鑽杆不動，可省去複雜的地面設施，只用一臺汽車吊即可完成搬遷和作業。
文檔編號E21B4/00GK2201480SQ9421210
公開日1995年6月21日 申請日期1994年5月17日 優先權日1994年5月17日
發明者聶敬太 申請人:聶敬太