鑽孔、旋擴盤、清孔一體機的製作方法

2023-06-10 01:03:51

專利名稱：鑽孔、旋擴盤、清孔一體機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於鑽孔灌注樁基施工設備，特別涉及一種鑽孔、旋擴盤、 清孔一體機。
背景技術：
目前，擠擴支盤灌注樁較多的被採用，現已開發應用了多種機械設備和施工方法， 但是均不同程度上存在著工序複雜、需要多種機械穿插配合、施工效率低等弊端。例如，專利號為ZL 98102841. 1的中國專利，公開了一種全智能多功能液壓擠擴裝置，它由液壓油缸、擠擴機構、活塞等組成，可以在鑽機鑽出的樁孔內擠擴成盤型。但該裝置為多次擠擴，成型不完整，因土的回彈，使得成盤直徑需要計算修正，同時，不具備增大初始角的功能，在較硬土層中擠擴困難，在清理樁孔底部渣土時需配備另一套設備，擠擴裝置工作效率低。公開號為CN 1948700A的中國專利公開了一種旋挖擠擴鑽機及其工法，該旋挖擠擴鑽機由車身及控制系統、桅杆、卷揚、上下支撐套、擠擴油缸、鑽杆、動力頭、旋擴臂和旋挖鬥組成。工作時，動力頭帶動旋挖鬥轉動，進行豎向鑽孔，當鑽入一定深度時，上下旋擴臂逐漸打開，對土體進行擠壓，旋擠出一個擴大型腔。但是，該旋挖擠擴鑽機的工法按現行樁基施工定額標準衡量根本無經濟效益可言；該旋挖擠擴鑽機由於動力頭設在機身上，須經鑽杆傳遞旋轉扭力，使得機械結構複雜、造價昂貴，而且由於旋擴部分液壓油管設置問題未解決和旋擴機構無法承受旋挖鬥旋挖時所需的旋轉扭力，所以該機械很難投入到正常的工程施工中。

實用新型內容本實用新型的目的，是提供了鑽孔旋擴支盤一體機，提供一種集鑽孔、旋擴盤、清孔功能於一身的混凝土灌注樁專用施工機械，簡稱「一體機」，或「鑽孔、旋擴盤、清孔一體機」。利用旋擴體順時針旋轉完成鑽孔作業；利用旋擴體逆時針旋轉進行旋擴盤作業，並隨著鑽孔、旋擴盤作業而持續進行清孔，使用該機作業可形成盤腔形狀規整、質量可靠的旋擴支盤灌注樁樁孔，由與其配套的灌注架接續完成灌注成樁工序。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，包括內管，內管外周安裝中管，中管外周安裝外管，中管的下端穿出外管外安裝鑽頭，鑽頭通過單向傳動機構與中管連接；內管的前後側壁上對應開設一對內管固定銷槽孔和一對外管固定銷迴旋槽孔，內管固定銷槽孔位於外管固定銷迴旋槽孔的上方；外管固定銷迴旋槽孔的寬度大於內管固定銷槽孔的寬度，並且，外管固定銷迴旋槽孔的左側與內管固定銷槽孔的左側上下對齊；或外管固定銷迴旋槽孔的右側與內管固定銷槽孔的右側上下對齊；中管的側壁上前後對應開設一對條形的旋擴行程槽孔，每根旋擴行程槽孔的上端的右側或左側開設一個鑽擴功能轉換槽孔；同側的鑽擴功能轉換槽孔和外管固定銷迴旋槽孔分別位於旋擴行程槽孔的左右兩側；外管中部的側壁上前後對應開設一對外管固定銷槽孔，外管固定銷槽孔與外管固定銷迴旋槽孔對應相通；內管和中管之間安裝內管固定銷，內管固定銷位於內管固定銷槽孔內，且內管固定銷的兩端分別位於旋擴行程槽孔或內鑽擴功能轉換槽孔
4內；內管、中管和外管之間安裝外管固定銷，外管固定銷的兩端分別位於外管固定銷迴旋槽孔、旋擴行程槽孔和外管固定銷槽孔內；外管的外壁上安裝上旋擴臂座，上旋擴臂座上安裝上旋擴臂，上旋擴臂的上端通過上旋擴臂軸與上旋擴臂座鉸接；中管下部位於外管外的外壁上安裝下旋擴臂座，下旋擴臂座上安裝下旋擴臂，下旋擴臂的下端通過下旋擴臂軸與下旋擴臂座鉸接，下旋擴臂的上端通過旋擴臂中間軸與上旋擴臂的下端鉸接；所述鑽頭的鑽頭杆內開設內腔，鑽頭杆的內腔與內管的內腔相通。為進一步實現本實用新型的目的，還可以採用以下技術方案實現所述單向傳動機構由蓋板、彈簧、卡舌、卡舌座和卡鍵連接構成，中管下部位於外管外的側壁上開設安裝窗口，安裝窗口內安裝蓋板，蓋板上設有第一定位塊和一對擋塊，中管上安裝卡舌座，卡舌座和第一定位塊位於擋塊的兩側，蓋板與中管固定連接；卡舌座上活動安裝卡舌，卡舌上設有軸和第二定位塊，卡舌座上開設半圓槽，半圓槽與軸配合；第一定位塊和第二定位塊之間安裝彈簧，彈簧的一端與第一定位塊連接，彈簧的另一端與第二定位塊連接；所述鑽頭與中管連接部分安裝卡鍵，卡鍵的一端與卡舌的一端配合。所述的鑽頭由鑽頭杆、板狀鑽尖、導向腰帶和連接翼板連接構成，鑽頭杆的下端安裝片狀的板狀鑽尖，鑽頭杆的外周安裝導向腰帶，導向腰帶通過三根連接翼板與鑽頭杆連接；鑽頭杆的內腔與內管的內腔相通。中管內安裝鑽頭杆擋環，鑽頭杆擋環與鑽頭杆的上端配合。鑽頭杆的頂部外周設有鑽頭杆內外套，鑽頭杆內外套位於鑽頭杆與中管之間。所述內管上部位於外管的外周設置有旋轉密封罩，旋轉密封罩的外周安裝下密封件；內管的外周開設側孔，側孔位於旋轉密封罩內且與內管的內腔相通；所述內管的上端安裝動力機構，動力機構的外周安裝固定密封罩，固定密封罩的外周安裝上密封件，上密封件與下密封件端面接觸密封；固定密封罩的側壁上安裝泥漿進口管。外管的側壁上豎向前後對應設置兩排或兩排以上的旋擴盤泥漿循環出口，每排由至少兩個旋擴盤泥漿循環出口組成；同排旋擴盤泥漿循環出口的任兩個相鄰的旋擴盤泥漿循環出口之間的間距等於旋擴盤泥漿循環出口的直徑，異排旋擴盤泥漿循環出口之間均錯開一個旋擴盤泥漿循環出口直徑的距離；中管的側壁上前後對應開設兩個排泥漿口 ；內管的側壁上豎向前後對應開設兩排或兩排以上內管排泥漿口，每排由至少兩個內管排泥漿口組成；同排內管排泥漿口中的任兩相鄰的內管排泥漿口之間的間距等於內管排泥漿口的直徑，異排的內管排泥漿口之間均錯開一個內管排泥漿口直徑的距離；中管排泥口與旋擴盤泥漿循環出口的直徑相等。內管固定銷和外管固定銷的橫斷面是矩形。外管固定銷的底部豎直安裝連接杆，連接杆與鑽頭杆上端的鑽杆泥漿循環出口上下對應，連接杆的下部設有限位塊，連接杆的外周活動安裝錐形重塊，錐形重塊的下端直徑小於其上端直徑。本實用新型的積極效果在於以下方面1、利用潛水鑽動力頭輸出的順時針轉動與逆時針轉動，完成鑽孔、旋擴盤和清孔的全部工序，一機多用，可大幅提高工作效率；2、整機結構簡單、操作靈活，造價低廉，經濟實用，方便與其它施工機械的協調配合，適合應用於除巖石以外的所有地層，推廣和應用前景廣闊；3、鑽頭杆部位設置的鑽孔、旋擴盤轉換機構，即單向傳動機構，可實現鑽孔和旋盤兩個工序的轉換，實現一機多用，具有結構緊湊，牢固耐用，可保證鑽孔和旋擴盤腔的穩定性和可靠性的優點；4、在上旋擴臂、下旋擴臂一側均可設置硬質合金和旋擴進尺限位塊，為快速、高效、平穩地旋擴盤腔創造了條件；5、所述一體機的作業效率高，成孔、成盤質量可靠，用混凝土灌注成型的旋擴灌注樁，具有承載力高、適應性廣泛的顯著優勢；6、伴隨著鑽孔和旋擴盤作業的轉換，泥漿循環通道出口也作出相應的轉換，這成為一體機的獨有技術。另外，鑽孔作業時的泥漿循環出口設置在鑽尖處，使噴出的泥漿強勁地衝刷孔底中心，這對於保持鑽成孔的垂直的度，提高作業效率和成孔、成樁質量至關重要；旋盤作業時，泥漿改由旋擴盤泥漿循環出口噴出，軟化鑽孔側壁與旋擴臂接觸的土層， 提高旋擴效率；7、泥漿管旋轉密封採用了旋轉管橫斷面作為密封平面，鋼製密封件，以上密封件的自身重量作為密封壓力比使用彈簧受力更為均衡，密封效果穩定、可靠，使用壽命長，成為該機的創新點之一。8、旋擴盤作業過程中嵌入孔底地層靜止不動的鑽頭，成為旋擴臂轉動施行旋擴盤作業快速、平穩進行所必不可少的、和十分可靠的旋轉中心支撐點。9、使用鑽孔、旋擴盤、清孔一體機施工，可能節省大量施工機械和施工人員，從而大大降低施工成本，並有利於改善施工環境。

圖1是本實用新型所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機的結構示意圖；圖2是圖1的 I局部放大結構示意圖；圖3是圖1的A向放大結構示意圖；圖4是圖1的F-F剖視放大結構示意圖，圖中卡舌22與卡鍵21配合，中管4可帶動鑽頭杆23順時針轉動；圖5是圖1的 F-F剖視放大結構示意圖，圖中中管4逆時針轉動，卡舌22無法通過卡鍵21帶動鑽頭杆23 轉動；圖6是外管的結構示意圖；圖7是圖6的B向結構示意圖；圖8是圖6的C-C剖視結構示意圖；圖9是圖6的D-D剖視結構示意圖；圖10是圖6的E-E剖視結構示意圖；圖11 是圖6的左視結構示意圖；圖12是中管的結構示意圖；圖13是中管的半剖結構示意圖；圖 14是圖13的G-G剖視結構示意圖；圖15是圖13的H-H剖視結構示意圖；圖16是圖13的 I-I剖視結構示意圖；圖17是圖13的J-J剖視結構示意圖；圖18是內管的結構示意圖；圖 19是內管半剖結構示意圖；圖20是圖19的K-K剖視結構示意圖；圖21是圖19的L-L剖視結構示意圖；圖22是圖19的M-M剖視結構示意圖；圖23是圖19的N-N剖視結構示意圖；圖M是鑽頭的結構示意圖；圖25是M的俯視結構示意圖；圖沈是所述鑽孔旋擴支盤一體機的使用狀態圖；圖27是圖1的II局部放大結構示意圖。附圖標記1內管2內管固定銷3外管固定銷迴旋槽孔4中管5鑽擴功能轉換槽孔6旋擴行程槽孔7外管8外管固定銷9旋擴盤泥漿循環出口 10上旋擴臂座U下旋擴臂座12上旋擴臂13下旋擴臂14上旋擴臂軸15下旋擴臂軸16旋擴臂中間軸17外管固定銷槽孔18內管固定銷槽孔19鑽頭杆託環20鑽頭21卡鍵
22卡舌23鑽頭杆M卡舌座25彈簧沈蓋板27鑽頭杆擋環觀外管導向蓋板四鑽孔泥漿循環出口 30卡鍵固定槽孔31旋轉密封罩32下密封件33硬質合金 34旋擴進尺限位板35固定密封罩36上密封件37旋轉體上端法蘭38動力頭輸出端旋轉法蘭39泥漿進口管40擋塊41安裝窗口 42第一定位塊43第二定位塊44 半圓槽45軸46定位塊47板狀鑽尖48導向腰帶49連接翼板50鑽頭杆內外套51側孔52內管排泥漿口 53中管排泥漿口 M螺栓55連接杆56限位塊57錐形重塊58鑽杆泥漿循環出口。
具體實施方式
本實用新型所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，包括內管1，內管1外周安裝中管4， 中管4外周安裝外管7，中管4的下端穿出外管7外安裝鑽頭，鑽頭通過單向傳動機構與中管4連接，單向傳動機構可使鑽頭只能隨中管4向一個方向轉動。內管1、中管4和外管7 連接構成旋轉體。如圖18至圖21所示，內管1的前後側壁上對應開設一對內管固定銷槽孔18和一對外管固定銷迴旋槽孔3，內管固定銷槽孔18位於外管固定銷迴旋槽孔3的上方；外管固定銷迴旋槽孔3的寬度大於內管固定銷槽孔18的寬度。根據設定鑽頭旋轉方向的不同，在內管1和中管4上開設內管固定銷槽孔18和鑽擴功能轉換槽孔5的位置也不同，具體設計方案如下若需中管4如圖4所示順時針旋轉能夠帶動鑽頭轉動，則如圖18所示，外管固定銷迴旋槽孔3的左側與內管固定銷槽孔18的左側上下對齊，外管固定銷迴旋槽孔3的右側相對內管固定銷槽孔18向右偏移，如圖12和圖13所示，中管4的側壁上前後對應開設一對條形的旋擴行程槽孔6，每根旋擴行程槽孔6 的上端的右側開設一個鑽擴功能轉換槽孔5。若需中管4逆時針旋轉能夠帶動鑽頭轉動，外管固定銷迴旋槽孔3的右側與內管固定銷槽孔18的右側上下對齊，外管固定銷迴旋槽孔3 的左側相對內管固定銷槽孔18向左偏移，中管4的側壁上前後對應開設一對條形的旋擴行程槽孔6，每根旋擴行程槽孔6的上端的左側開設一個鑽擴功能轉換槽孔5。總之，無論要求中管4在順時針或逆時針情況下帶動鑽頭旋轉，同側的鑽擴功能轉換槽孔5和外管固定銷迴旋槽孔3分別位於旋擴行程槽孔6的左右兩側。如圖6和圖8所示，外管7的側壁上前後對應開設一對外管固定銷槽孔17，外管固定銷槽孔17與外管固定銷迴旋槽孔3和旋擴行程槽孔6對應相通；內管1和中管4之間安裝內管固定銷2，內管固定銷2位於內管固定銷槽孔18內，且內管固定銷2的兩端分別位於旋擴行程槽孔6或內鑽擴功能轉換槽孔5內；內管固定銷2的長度應小於或等於中管4的外徑而大於中管4的內徑，以確保內管固定銷2可限定內管1和中管4位置關係，即，可當內管固定銷2移至鑽擴功能轉換槽孔5處時，內管1可相對中管4轉動，使內管固定銷2可由旋擴行程槽孔6移至鑽擴功能轉換槽孔5內；當內管固定銷2移出鑽擴功能轉換槽孔5 後，內管1與中管4之間只可豎向相對移動。如圖1和圖3所示，內管1、中管4和外管7之間安裝外管固定銷8，外管固定銷8 的兩端分別位於外管固定銷迴旋槽孔3、旋擴行程槽孔6和外管固定銷槽孔17內。外管固定銷8的長度應小於等於外管7的外徑大於外管7的內徑，以確保外管固定銷8可同時限定內管1、中管4和外管7的位置關係。內管1和外管7在外管固定銷8的限定下無法相對軸向移動，只可在外管固定銷迴旋槽孔3的範圍內相對轉動。如圖1所示，外管7的外壁上安裝上旋擴臂座10，上旋擴臂座10上安裝上旋擴臂 12，上旋擴臂12的上端通過上旋擴臂軸14與上旋擴臂座10鉸接；中管4下部位於外管7 外的外壁上安裝下旋擴臂座11，下旋擴臂座11上安裝下旋擴臂13，下旋擴臂13的下端通過下旋擴臂軸15與下旋擴臂座11鉸接，下旋擴臂13的上端通過旋擴臂中間軸16與上旋擴臂12的下端鉸接。上旋擴臂座10、上旋擴臂12、下旋擴臂13和下旋擴臂座11連接構成一根旋擴臂，通常一臺所述鑽孔、旋擴盤、清孔一體機上安裝三根旋擴臂，三根旋擴臂均勻分布於所述旋轉體的外周，任兩根之間間隔120度。為施工需要，所述鑽孔、旋擴盤、清孔一體機上可安裝二根、四根、五根或六根旋擴臂，但經大量實驗後發現，三根旋擴臂時施工效果最好，且所述鑽孔、旋擴盤、清孔一體機的製造成本較低。結合附圖具體闡述工作原理。如附圖中所示外管固定銷迴旋槽孔3和鑽擴功能轉換槽孔5開設方案，當中管4順時針轉動時可帶動鑽頭旋轉鑽孔，當中管4逆時針轉動時， 鑽頭不轉，並作為旋盤的支點，旋擴臂逐漸張開進行旋盤。安裝時，將內管1的上端與動力機構連接，動力機構通常是潛水鑽機動力頭。鑽孔時，所述鑽孔、旋擴盤、清孔一體機通過動力機構和鑽進旋擴控制繩懸掛於機架上，內管1與動力機構直接連接，內管1通過內管固定銷2對中管4提供向上的拉力，此時，內管固定銷2位於旋擴行程槽孔6的最上端，具備轉動移入鑽擴功能轉換槽孔5內的條件。動力機構帶動內管1順時針旋轉。在內管1轉動之初，中管4和外管7固定不動，內管固定銷2向左橫移至鑽擴功能轉換槽孔5內，外管固定銷8向右橫移至外管固定銷迴旋槽孔3的右端，之後，內管1才帶動中管4和外管7同步轉動，中管4帶動鑽頭進行鑽孔作業。 內管固定銷2移至鑽擴功能轉換槽孔5內後，內管固定銷2和鑽擴功能轉換槽孔5將內管 1、中管4和外管7的豎直方向的位置鎖定，內管1、中管4和外管7相互間無法沿豎直方向移動，此時，可適當放鬆鑽進旋擴控制繩，使動力機構和所述鑽孔、旋擴盤、清孔一體機的重量部分由鑽頭負荷，從而對鑽頭施壓，實現正常鑽進和提高鑽孔效率的目的。當鑽頭鑽至需旋盤的位置時，無須將所述鑽孔、旋擴盤、清孔一體機提出鑽孔，而只需直接讓鑽頭停轉，再啟動動力機構帶動內管1逆時針轉動即可。在逆時針轉動之初，中管4和外管7固定不動，內管固定銷2由鑽擴功能轉換槽孔5內向右橫移至旋擴行程槽孔6 內，外管固定銷8向左橫移至外管固定銷迴旋槽孔3的左端，此時，內管1和外管7可沿旋擴行程槽孔6豎向向下移動，之後內管1可帶動中管4和外管7逆時針轉動從而帶動旋擴臂旋擴盤腔。在旋盤過程中適當鬆開鑽進旋擴控制繩懸，使內管1、外管7和動力機構的重量部分施加於上旋擴臂12上，即內管1、外管7和動力機構為旋擴臂施加向外擴張的動力， 使旋擴臂逐漸張開而旋擴盤腔。當外管固定銷8移至旋擴行程槽孔6最下端時，旋擴臂的張開幅度最大。內管1帶動中管4和外管7逆時針轉動，此時鑽頭不轉作為旋擴的支點，可以最大限度地避免鑽孔、旋擴盤、清孔一體機在旋擴過程的晃動，既可減少能耗，又可提高成盤的質量。旋擴盤結束後，控制動力機構停轉，並拉動鑽進旋擴控制繩懸，使旋擴臂收起。在無須將鑽孔、旋擴盤、清孔一體機由鑽孔內提出的情況下，使動力機構重新順時針旋轉，重複上述的鑽孔過程。按上述操作過程，循環交替進行鑽孔和旋擴盤及清孔工作，直至完成一個鑽孔灌注樁的鑽成孔後，才將鑽孔、旋擴盤、清孔一體機由鑽孔內提出，從而大幅提高工作效率，縮短工作時間。如圖5和圖6所示，所述單向傳動機構可由蓋板沈、彈簧25、卡舌22、卡舌座M和卡鍵21連接構成，中管4下部位於外管7外的側壁上開設安裝窗口 41，安裝窗口 41內安裝蓋板26，蓋板沈上設有第一定位塊42和一對擋塊40，中管4上安裝卡舌座M，卡舌座M 和第一定位塊42位於擋塊40的兩側，蓋板沈與中管4固定連接；卡舌座M上活動安裝卡舌22，卡舌22上設有軸45和第二定位塊43，卡舌座M上開設半圓槽44，半圓槽44與軸45配合，卡舌22可繞軸45擺動；第一定位塊42和第二定位塊43之間安裝彈簧25，彈簧25 的一端與第一定位塊42連接，彈簧25的另一端第二定位塊43連接；如圖5所示，所述鑽頭與中管4連接部分安裝卡鍵21，卡鍵21的一端與卡舌22的一端配合。彈簧25為卡舌22 提供指向鑽頭的預緊力，使卡舌22始終有與卡鍵21配合接觸的趨勢。所述單向傳動機構還可以是現有的將中管4與鑽頭連接，並使中管4隻能單方向帶動鑽頭轉動的機構。例如，棘輪機構。所述的鑽頭由鑽頭杆23、板狀鑽尖47、導向腰帶48和連接翼板49連接構成，鑽頭杆23的下端安裝片狀的板狀鑽尖47，鑽頭杆23的外周安裝導向腰帶48，導向腰帶48通過三根連接翼板49與鑽頭杆23連接；鑽頭杆23的內腔與內管1的內腔相通。鑽頭杆23的下端設有鑽孔泥漿循環出口四。由內管1、中管4、鑽頭杆23和鑽孔泥漿循環出口四組成的一體機鑽孔工序時的泥漿循環轉換機構。如圖4、圖5和圖M所示，鑽頭杆23上部開設卡鍵固定槽孔30，卡鍵21上設有定位塊46，定位塊46與卡鍵固定槽孔30配合將卡鍵21固定於鑽頭杆23上。為進一步使卡鍵21與鑽頭杆23連接固定，卡鍵21與鑽頭杆23之間安裝螺栓M。為限定鑽頭的安裝位置，中管4內安裝鑽頭杆擋環27，鑽頭杆擋環27與鑽頭杆23 的上端配合。為防止鑽頭杆23和中管4過快磨損，如圖M所示，鑽頭杆23的頂部外周設有鑽頭杆內外套50，鑽頭杆內外套50位於鑽頭杆23與中管4之間。為了便於在鑽孔工序的同時對孔內進行清孔處理，即將產生的碎土屑清除出鑽孔外，如圖1所示，所述內管1上部位於外管7的外周固定安裝旋轉密封罩31，旋轉密封罩31 的外周安裝下密封件32 ；內管1的外周開設側孔51，側孔51位於旋轉密封罩31內且與內管1的內腔相通；所述內管1的上端安裝動力機構，動力機構的外周安裝固定密封罩35，固定密封罩35的外周安裝上密封件36，上密封件36與下密封件32端面接觸密封；固定密封罩35的側壁上安裝泥漿進口管39。鑽孔工序中的清孔過程將泥漿或水由泥漿進口管39 處注入孔底或盤腔，泥漿或水依次流經固定密封罩35、旋轉密封罩31、側孔51、內管1、中管 4和鑽頭杆23，最終由鑽孔泥漿循環出口四排出。泥漿或水源源不斷的注入鑽孔內，注滿後，攜帶沉渣的泥漿由鑽孔口處溢出，從而達到將沉渣排出鑽孔的目的，既可滿足正常鑽進的需要，又可滿足成孔質量的需要。由於鑽孔泥漿循環出口四位於板狀鑽尖47處，因此， 泥漿或水由鑽孔泥漿循環出口四注入鑽孔內，可軟化鑽尖47處的土層，提高鑽孔的效率， 同時也有利於保證鑽成孔的垂直度。為既能將旋擴盤工序所產生的土屑排出鑽孔外，又不會衝擊鑽尖47周圍的土層， 確保鑽頭在旋盤過程中對一體機給予穩固的支撐，如圖1、圖6、圖11、圖13和圖19所示， 外管7的側壁上前後對應開設兩排或兩排以上旋擴盤泥漿循環出口 9，每排由至少兩個旋擴盤泥漿循環出口 9組成；同排旋擴盤泥漿循環出口 9的任兩個相鄰的旋擴盤泥漿循環出口 9之間的間距等於旋擴盤泥漿循環出口 9的直徑，異排旋擴盤泥漿循環出口 9之間均錯開一個旋擴盤泥漿循環出口 9直徑的距離；中管4的側壁上前後對應開設兩個中管排泥口 53 ；內管1的側壁上豎向前後對應開設兩排或兩排以上內管排泥漿口 52，每排由至少兩個內管排泥漿口 52組成；同排內管排泥漿口 52中的任兩相鄰的內管排泥漿口 52之間的間距等於內管排泥漿口 52的直徑，異排的內管排泥漿口 52之間均錯開一個內管排泥漿口 52直徑的距離；中管排泥口 53與旋擴盤泥漿循環出口 9的直徑相等。當在鑽孔工序中，由於內管1相對中管4和外管7旋轉一定角度，因此，中管排泥漿口 53、內管排泥漿口 52和旋擴盤泥漿循環出口 9始終互不相通，使得進入密封罩的泥漿或水只得由鑽孔泥漿循環出口四排出。當在旋擴盤工序中，隨著內管1相對中管4旋轉復位，且內管1和外管7相對中管4下移，中管排泥漿口 53和旋擴盤泥漿循環出口 9與內管排泥漿口 52互通成為排泥漿或水的排泥漿口，使大部分泥漿或水由該排泥漿口排出，大幅減少鑽孔泥漿循環出口四排泥漿或水的量和衝擊力，以至於該泥漿循環出口四被沉渣堵死， 從而，確保板狀鑽尖47處的土層不受衝擊，鑽頭不再下沉。另外，由於異組的內管排泥漿口 52和旋擴盤泥漿循環出口 9均是交叉排列，而中管排泥漿口 53是對稱設置，因此，在內管1 和外管7相對中管4下移過程中，一側的中管排泥漿口 53在逐步關閉的同時，另一側的中管排泥漿口 53在逐步開啟，並且，關閉和開啟的面積始終相等，當一側的中管排泥漿口 53 完全開啟時，另一側的中管排泥漿口 53完全關閉，從而確保旋轉體側壁上的排泥漿口總面積始終不變，即保持泥漿或水由中管排泥漿口 53排出的總流量不變，能更加有效地減少泥漿或水對板狀鑽尖47處土層的衝擊。如圖1所示，中管排泥漿口 53的高度可設置於上下旋擴臂連接部附近，以便由中管排泥漿口 53排出的泥漿或水能更好地衝擊旋擴臂處的土層， 提高旋擴盤的效率。如圖1、圖3和圖27所示，外管固定銷8的底部豎直安裝連接杆55，連接杆55與鑽頭杆23上端的鑽杆泥漿循環出口 58上下對應，連接杆55的下部設有限位塊56，連接杆 55的外周活動安裝錐形重塊57，錐形重塊57的下端直徑小於其上端直徑。在鑽孔過程中， 由於外管固定銷8位於旋擴行程槽孔6的最上端，使得限位塊56限定錐形重塊57與鑽杆泥漿循環出口 58分離，此時，泥漿可由鑽杆泥漿循環出口 58進入由泥漿循環出口四排出； 在旋盤過程中，由於外管固定銷8沿旋擴行程槽孔6下移，使得連接杆55可經鑽杆泥漿循環出口 58插入鑽頭杆23內，並使錐形重塊57插入鑽杆泥漿循環出口 58內將鑽杆泥漿循環出口 58密封，泥漿全部由旋擴盤泥漿循環出口 9排向正在旋擴的盤腔內，著重清理盤腔內的沉渣，防止旋盤時，泥漿經泥漿循環出口四排出衝擊板狀鑽尖47處的孔底，避免鑽頭下沉。當錐形重塊57與鑽杆泥漿循環出口 58接觸後，連接杆55繼續下移時，錐形重塊57 可相對連接杆陽滑動。為增大內管固定銷2和外管固定銷8與鑽擴功能轉換槽孔5和外管固定銷迴旋槽孔3的接觸面積，延長內管固定銷2、外管固定銷8、內管1和中管4的使用壽命，如圖1和圖3所示，內管固定銷2和外管固定銷8的橫斷面是矩形。本實用新型未詳盡描述的技術內容均為公知技術。
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權利要求1.鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於包括內管(1)，內管(1)外周安裝中管(4)， 中管(4)外周安裝外管(7)，中管(4)的下端穿出外管(7)外安裝鑽頭，鑽頭通過單向傳動機構與中管(4)連接；內管(1)的前後側壁上對應開設一對內管固定銷槽孔(18)和一對外管固定銷迴旋槽孔(3)，內管固定銷槽孔(18)位於外管固定銷迴旋槽孔(3)的上方；外管固定銷迴旋槽孔(3)的寬度大於內管固定銷槽孔(18)的寬度，並且，外管固定銷迴旋槽孔(3)的左側與內管固定銷槽孔(18)的左側上下對齊；或外管固定銷迴旋槽孔(3)的右側與內管固定銷槽孔(18)的右側上下對齊；中管(4)的側壁上前後對應開設一對條形的旋擴行程槽孔 (6)，每根旋擴行程槽孔(6)的上端的右側或左側開設一個鑽擴功能轉換槽孔(5);同側的鑽擴功能轉換槽孔(5)和外管固定銷迴旋槽孔(3)分別位於旋擴行程槽孔(6)的左右兩側；外管(7)中部的側壁上前後對應開設一對外管固定銷槽孔(17)，外管固定銷槽孔(17)與外管固定銷迴旋槽孔(3)對應相通；內管(1)和中管(4)之間安裝內管固定銷(2)，內管固定銷 (2)位於內管固定銷槽孔(18)內，且內管固定銷(2)的兩端分別位於旋擴行程槽孔(6)或內鑽擴功能轉換槽孔(5)內；內管(1)、中管(4)和外管(7)之間安裝外管固定銷(8)，外管固定銷(8)的兩端分別位於外管固定銷迴旋槽孔(3)、旋擴行程槽孔(6)和外管固定銷槽孔 (17)內；外管(7)的外壁上安裝上旋擴臂座(10)，上旋擴臂座(10)上安裝上旋擴臂(12)， 上旋擴臂(12)的上端通過上旋擴臂軸(14)與上旋擴臂座(10)鉸接；中管(4)下部位於外管(7)外的外壁上安裝下旋擴臂座(11)，下旋擴臂座(11)上安裝下旋擴臂(13)，下旋擴臂 (13)的下端通過下旋擴臂軸(15)與下旋擴臂座(11)鉸接，下旋擴臂(13)的上端通過旋擴臂中間軸(16)與上旋擴臂(12)的下端鉸接；所述鑽頭的鑽頭杆(23)內開設內腔，鑽頭杆 (23)的內腔與內管(1)的內腔相通。
2.根據權利要求1所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於所述單向傳動機構由蓋板(26)、彈簧(25)、卡舌(22)、卡舌座(24)和卡鍵(21)連接構成，中管(4)下部位於外管(7)外的側壁上開設安裝窗口(41)，安裝窗口(41)內安裝蓋板(26)，蓋板(26)上設有第一定位塊(42)和一對擋塊(40)，中管(4)上安裝卡舌座(24)，卡舌座(24)和第一定位塊 (42)位於擋塊(40)的兩側，蓋板(26)與中管(4)固定連接；卡舌座(24)上活動安裝卡舌 (22)，卡舌(22)上設有軸(45)和第二定位塊(43)，卡舌座(24)上開設半圓槽(44)，半圓槽 (44)與軸(45)配合；第一定位塊(42)和第二定位塊(43)之間安裝彈簧(25)，彈簧(25)的一端與第一定位塊(42)連接，彈簧(25)的另一端與第二定位塊(43)連接；所述鑽頭與中管 (4)連接部分安裝卡鍵(21)，卡鍵(21)的一端與卡舌(22)的一端配合。
3.根據權利要求1所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於所述的鑽頭由鑽頭杆(23)、板狀鑽尖(47)、導向腰帶(48)和連接翼板(49)連接構成，鑽頭杆(23)的下端安裝片狀的板狀鑽尖(47)，鑽頭杆(23)的外周安裝導向腰帶(48)，導向腰帶(48)通過三根連接翼板(49)與鑽頭杆(23)連接；鑽頭杆(23)的內腔與內管(1)的內腔相通。
4.根據權利要求3所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於中管(4)內安裝鑽頭杆擋環(27)，鑽頭杆擋環(27)與鑽頭杆(23)的上端配合。
5.根據權利要求4所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於鑽頭杆(23)的頂部外周設有鑽頭杆內外套(50)，鑽頭杆內外套(50)位於鑽頭杆(23)與中管(4)之間。
6.根據權利要求1所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於所述內管(1)上部位於外管(7)的外周設置有旋轉密封罩(31)，旋轉密封罩(31)的外周安裝下密封件(32)；內管(1)的外周開設側孔(51)，側孔(51)位於旋轉密封罩(31)內且與內管(1)的內腔相通；所述內管(1)的上端安裝動力機構，動力機構的外周安裝固定密封罩(35)，固定密封罩 (35)的外周安裝上密封件(36)，上密封件(36)與下密封件(32)端面接觸密封；固定密封罩 (35)的側壁上安裝泥漿進口管(39)。
7.根據權利要求1所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於外管(7)的側壁上豎向前後對應設置兩排或兩排以上的旋擴盤泥漿循環出口(9)，每排由至少兩個旋擴盤泥漿循環出口(9)組成；同排旋擴盤泥漿循環出口(9)的任兩個相鄰的旋擴盤泥漿循環出口 (9)之間的間距等於旋擴盤泥漿循環出口(9)的直徑，異排旋擴盤泥漿循環出口(9)之間均錯開一個旋擴盤泥漿循環出口(9)直徑的距離；中管(4)的側壁上前後對應開設兩個排泥漿口(53);內管(1)的側壁上豎向前後對應開設兩排或兩排以上內管排泥漿口(52)，每排由至少兩個內管排泥漿口(52)組成；同排內管排泥漿口(52)中的任兩相鄰的內管排泥漿口(52)之間的間距等於內管排泥漿口(52)的直徑，異排的內管排泥漿口(52)之間均錯開一個內管排泥漿口(52)直徑的距離；中管排泥口(53)與旋擴盤泥漿循環出口(9)的直徑相等。
8.根據權利要求1所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於內管固定銷(2)和外管固定銷(8)的橫斷面是矩形。
9.根據權利要求1所述的鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，其特徵在於外管固定銷(8)的底部豎直安裝連接杆(55)，連接杆(55)與鑽頭杆(23)上端的鑽杆泥漿循環出口(58)上下對應，連接杆(55)的下部設有限位塊(56)，連接杆(55)的外周活動安裝錐形重塊(57)，錐形重塊(57)的下端直徑小於其上端直徑。
專利摘要本實用新型公開了一種鑽孔、旋擴盤、清孔一體機，包括內管、中管和外管，中管的下端安裝鑽頭；內管的前後側壁上對應開設一對內管固定銷槽孔和一對外管固定銷迴旋槽孔；中管的側壁上前後對應開設一對條形的旋擴行程槽孔，每根旋擴行程槽孔的上端的右側或左側開設一個鑽擴功能轉換槽孔；外管中部的側壁上前後對應開設一對外管固定銷槽孔；內管和中管之間安裝內管固定銷；內管、中管和外管之間安裝外管固定銷；外管的外壁上安裝上旋擴臂座，上旋擴臂座上安裝上旋擴臂；中管下部位於外管外的外壁上安裝下旋擴臂座，下旋擴臂座上安裝下旋擴臂，下旋擴臂與上旋擴臂鉸接；所述鑽頭的鑽頭杆內開設內腔，鑽頭杆的內腔與內管的內腔相通。
文檔編號E21B17/05GK202031080SQ20112009593
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者侯書利, 張寶成, 張曉玲, 汪明棟, 王冬梅, 韓晶, 韓順和, 齊迎春 申請人:張寶成, 張曉玲, 韓順和, 齊迎春