專利名稱：輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輻射井水平輻射管施工的設(shè)備，屬于土木工程施工機(jī)械。
背景技術(shù)：
輻射井是由一口大直徑的鋼筋混凝土管豎井和自豎井內(nèi)的任一高程和水平方向含水層打進(jìn)具有一定長度的多層、數(shù)根或數(shù)十根水平輻射管所組成。豎井是水平輻射管施工、集水和安裝抽水泵將水排至井外的場所，水平輻射管用來匯集含水層地下水至豎井內(nèi)。
目前國內(nèi)外用于輻射井水平管施工的設(shè)備主要有兩類水平鉆機(jī)和頂進(jìn)機(jī)械(千斤頂)，分別適用于鉆進(jìn)法施工和頂(打)進(jìn)法施工。水平鉆機(jī)主要有TY型、SX型、SPZ型、YX型、水科院型等，這些鉆機(jī)或者為全電動動力，如前三種，或者采用電動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動、液壓油缸進(jìn)給，如后二種。
現(xiàn)有的水平鉆機(jī)的主要問題在于動力頭的動力直接來自電動機(jī)，由于施工在井下，在施工過程中容易發(fā)生漏電觸電等安全事故，危及井下施工人員的人身安全，并經(jīng)常發(fā)生由于水淹而電機(jī)報廢的事故。另外，這些鉆機(jī)不能調(diào)整角度，使水平管施工的水平度不能保證，影響施工質(zhì)量，且一般采用螺桿支撐井壁，影響支撐效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的水平鉆機(jī)因動力故障而易發(fā)生人身和設(shè)備安全事故，影響施工效果的不足，本發(fā)明提供一種輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，該施工設(shè)備可確保動力系統(tǒng)的安全，從而避免人身和設(shè)備事故的發(fā)生，并且設(shè)備安裝調(diào)整安全可靠，提高施工質(zhì)量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下
一種輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，包括井上部分和井下部分，井上部分包括動力站、高壓水泵、高壓油泵，井下部分包括動力傳動系統(tǒng)、底盤支座、操作系統(tǒng)、鉆頭和鉆桿，為全液壓系統(tǒng)，還包括高壓水系統(tǒng)；所述的動力傳動系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)、動力頭、液壓油缸，所述的液壓馬達(dá)和液壓油缸均通過高壓進(jìn)油管及高壓回油管與井上設(shè)在動力站的高壓油泵相連；該液壓馬達(dá)和液壓油缸分別通過動力頭與鉆桿和鉆頭相連接，由液壓馬達(dá)帶動鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)，由液壓油缸帶動鉆桿和鉆頭的進(jìn)給和后退，由操作系統(tǒng)控制鉆桿和鉆頭的前進(jìn)或后退，并控制鉆桿和鉆頭的旋轉(zhuǎn)；所述的底盤支座包括底座和機(jī)架，機(jī)架安裝在底座上，液壓油缸與機(jī)架相連接；所述的高壓水系統(tǒng)包括設(shè)在井上動力站的高壓水泵和設(shè)在井下的高壓水接頭及將高壓水接頭與高壓水泵相連接的高壓水管，該高壓水接頭與鉆桿的中心孔相通。
還可設(shè)有平衡定位系統(tǒng)，該平衡定位系統(tǒng)為支撐于井壁及機(jī)架之間的若干個液壓油缸，這些定位缸與操作系統(tǒng)相連，由操作系統(tǒng)控制定位操作。
還可設(shè)有角度調(diào)整起落裝置，該裝置包括起落油缸及起落架座，起落架座與底座固定連接，起落油缸的一端與起落架座相連，另一端與機(jī)架相連接，由操作系統(tǒng)控制角度調(diào)整起落操作。
本發(fā)明的有益效果是1、確保動力系統(tǒng)的安全，從而使施工人員和設(shè)備的安全得以保障本發(fā)明施工設(shè)備的動力系統(tǒng)均設(shè)置在井上，井下部分采用全液壓系統(tǒng)，當(dāng)施工人員在豎井底部的平臺上進(jìn)行操作時，由于動力頭由液壓馬達(dá)驅(qū)動，由液壓馬達(dá)控制鉆桿和鉆頭的旋轉(zhuǎn)，由液壓油缸控制鉆桿和鉆頭的前進(jìn)或后退，它們都不是直接由電動機(jī)提供動力，從而可確保動力系統(tǒng)的安全，使在井下施工的人員的人身安全和井下設(shè)備的安全得以保障。
2、鉆進(jìn)力量大本發(fā)明由液壓系統(tǒng)驅(qū)動，其鉆進(jìn)力量比電動驅(qū)動的要大。
3、可方便地調(diào)整鉆機(jī)的角度，提高施工質(zhì)量本發(fā)明施工設(shè)備所設(shè)置的角度調(diào)整起落裝置可通過起落油缸一端的抬起或降落調(diào)整水平角度，同時使與之相連的機(jī)架及液壓油缸隨之作水平調(diào)整。由于鉆桿的進(jìn)給由液壓油缸控制，液壓油缸的水平調(diào)整，必將使水平輻射管的施工質(zhì)量提高。角度調(diào)整由操作系統(tǒng)控制，使調(diào)整操作方便可靠。
4、整體結(jié)構(gòu)安全可靠本發(fā)明通過所設(shè)的平衡定位系統(tǒng)，采用液壓油缸支撐于井壁，比現(xiàn)有的螺桿支撐方便，使整體設(shè)備安全可靠。


圖1是本發(fā)明輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備的第一個實施例井下部分結(jié)構(gòu)的主視示意2是圖1的俯視3是本發(fā)明輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備的第二個實施例井下部分結(jié)構(gòu)的主視示意4是圖3的俯視5是本發(fā)明輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備所使用的鉆頭的結(jié)構(gòu)中，1.液壓馬達(dá) 2.動力頭 3.液壓油缸 4.平衡定位系統(tǒng) 5.機(jī)架 6.鉆桿接頭 7.高壓水接頭 8.起落架座 9.起落油缸 10.底座 11.操作系統(tǒng) 12.殼體 13.高壓水逆止閥 14.彈簧片 15.擺鍵 16.主體具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1和圖2所示為本發(fā)明輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備的第一個實施例，該施工設(shè)備包括井上部分和井下部分。井上部分(圖中未畫出)包括動力站、高壓水泵、高壓油泵。圖1和圖2所示的井下部分包括由液壓馬達(dá)1、動力頭2、液壓油缸3、及平衡定位系統(tǒng)4組成的動力傳動系統(tǒng)、由底座10、機(jī)架5、起落架座8及起落油缸9組成的底盤支座、操作系統(tǒng)11及鉆頭和鉆桿，為全液壓系統(tǒng)。液壓馬達(dá)1和液壓油缸3分別由置于井上的兩臺油泵帶動，并均通過高壓進(jìn)油管和高壓回油管與高壓油泵相連。液壓馬達(dá)1和液壓油缸3分別由齒輪變速箱傳動裝置組成的動力頭2與鉆桿接頭6相連接，由液壓馬達(dá)1帶動鉆桿接頭6旋轉(zhuǎn)，由液壓油缸3帶動鉆桿接頭6進(jìn)給和后退。由換向閥組成的操作系統(tǒng)11控制鉆桿接頭6的前進(jìn)或后退，并控制鉆桿和鉆頭的旋轉(zhuǎn)。機(jī)架5安裝在底座10上，液壓油缸3與機(jī)架5相連。
本發(fā)明施工設(shè)備的高壓水系統(tǒng)包括設(shè)在井上動力站的高壓水泵和設(shè)在井下的高壓水接頭7以及將高壓水接頭7與高壓水泵相連接的高壓水管，該高壓水接頭7穿過動力頭2與鉆桿接頭6的中心孔相通。
本發(fā)明施工設(shè)備所設(shè)有的平衡定位系統(tǒng)4為支撐于井壁及機(jī)架5之間的液壓油缸，圖2所示的實施例中共設(shè)有4個平衡定位系統(tǒng)，即設(shè)有4個定位缸，呈對稱分布，以提高平衡定位效果。該4個定位缸與操作系統(tǒng)11相連，由操作系統(tǒng)11控制定位操作。
本發(fā)明施工設(shè)備所設(shè)有的角度調(diào)整起落裝置包括起落油缸9及起落架座8，起落架座8與底座10固定連接。起落油缸9為一液壓油缸，該起落油缸9的一端與起落架座8相連，另一端與機(jī)架5相連接，由操作系統(tǒng)11控制角度調(diào)整起落操作。
安裝在本發(fā)明施工設(shè)備上的鉆桿接頭6上的鉆頭包括彈頭形殼體12、主體16及擺鍵15三部分。殼體12與主體16相連接，擺鍵15通過彈簧片14壓在殼體12內(nèi)壁上，并卡住主體16管徑外壁。殼體12前端開有出水孔，孔后裝有一高壓水逆止閥13。
圖1和圖2所示的實施例中，液壓油缸3為單油缸，其體積小，輕巧，移動方便，適用于套管法施工。
圖3和圖4為本發(fā)明輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備的另一個實施例，與圖1、圖2所示的實施例的不同之處在于液壓油缸3為雙油缸，其整機(jī)平衡性好，雙油缸可適用于套管法和頂進(jìn)法施工，但其體積較大，移動不如單油缸方便。
本發(fā)明輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備安裝調(diào)整時，首先進(jìn)行水平調(diào)整和平衡定位系統(tǒng)的平衡定位，由于此時液壓馬達(dá)及液壓油缸均未工作，操作系統(tǒng)11通過與起落油缸及定位缸相連的油管將起落油缸進(jìn)行角度調(diào)整，由水平儀控制將液壓油缸調(diào)水平，然后將4個定位缸頂住管壁，再進(jìn)行鉆孔操作。在鉆孔過程中，由高壓水接頭7一直向鉆桿和鉆頭內(nèi)通高壓水，以把打孔過程中的渣土沖出孔外，并對鉆桿與土層之間起潤滑作用，不改變含水層的滲透性。當(dāng)用套管法施工時，高壓水通過鉆桿由高壓水逆止閥13出口射出，沖刷地層，同時啟動操作系統(tǒng)11，使套管前進(jìn)，進(jìn)入含水層。當(dāng)套管進(jìn)入后，關(guān)閉操作系統(tǒng)11，停止高壓水，高壓水逆止閥13關(guān)閉，接上另一節(jié)套管，重復(fù)上述操作，將套管一節(jié)一節(jié)打入含水層。當(dāng)進(jìn)入長度達(dá)到設(shè)計要求后，通過擠壓鉆頭的擺鍵15，壓迫彈簧片14，擺鍵15離開主體16，使殼體12與主體16脫開。此時含水層中的水進(jìn)入濾水管內(nèi)，而泥沙陽止在套管外，使水平輻射管施工設(shè)備順利地將套管一節(jié)一節(jié)拔出。
本發(fā)明適用于開發(fā)和控制淺層地下水，可用于農(nóng)田灌溉、城市供水、基坑降水或市政管線降水。
權(quán)利要求
1.一種輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，包括動力站、動力傳動系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、鉆頭和鉆桿，其特征在于所述的輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備包括井上部分和井下部分，井上部分包括動力站、高壓水泵、高壓油泵，井下部分包括動力傳動系統(tǒng)、底盤支座、操作系統(tǒng)、鉆頭和鉆桿，為全液壓系統(tǒng)，還包括高壓水系統(tǒng)；所述的動力傳動系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)、動力頭、液壓油缸，所述的液壓馬達(dá)和液壓油缸均通過高壓進(jìn)油管及高壓回油管與井上設(shè)在動力站的高壓油泵相連；該液壓馬達(dá)和液壓油缸分別通過動力頭與鉆桿和鉆頭相連接，由液壓馬達(dá)帶動鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)，由液壓油缸帶動鉆桿和鉆頭進(jìn)給和后退，由操作系統(tǒng)控制鉆桿和鉆頭的前進(jìn)或后退，并控制鉆桿和鉆頭的旋轉(zhuǎn)；所述的底盤支座包括底座和機(jī)架，機(jī)架安裝在底座上，液壓油缸與機(jī)架相連接；所述的高壓水系統(tǒng)包括設(shè)在井上動力站的高壓水泵和設(shè)在井下的高壓水接頭及將高壓水接頭與高壓水泵相連接的高壓水管，該高壓水接頭與鉆桿的中心孔相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，其特征在于所述的動力頭由齒輪變速箱傳動裝置組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，其特征在于還設(shè)有平衡定位系統(tǒng)，該平衡定位系統(tǒng)為支撐于井壁及機(jī)架之間的若干個液壓油缸，這些定位缸與操作系統(tǒng)相連，由操作系統(tǒng)控制定位操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，其特征在于所述的液壓油缸為單油缸或雙油缸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，其特征在于所述的操作系統(tǒng)通過換向閥控制鉆桿的進(jìn)給或后退，并控制鉆桿和鉆頭的旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，其特征在于所述的液壓馬達(dá)和液壓油缸分別由置于井上的兩臺油泵帶動。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，其特征在于還設(shè)有角度調(diào)整起落裝置，該裝置包括起落油缸及起落架座，起落架座與底座固定連接，起落油缸的一端與起落架座相連，另一端與機(jī)架相連接，由操作系統(tǒng)控制角度調(diào)整起落操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，其特征在于所述的鉆頭包括彈頭形殼體、主體及擺鍵三部分，殼體與主體相連，擺鍵通過彈簧片壓在殼體內(nèi)壁上，并卡住主體管徑外壁，殼體前端開有出水孔，孔后裝有一高壓水逆止閥。
全文摘要
一種輻射井水平輻射管全液壓施工設(shè)備，其井上部分包括動力站、高壓水泵和高壓油泵，井下部分包括動力傳動系統(tǒng)、底盤支座、操作系統(tǒng)，鉆桿和鉆頭以及平衡定位系統(tǒng)和角度調(diào)整起落裝置，為全液壓系統(tǒng)。由動力傳動系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)，由該系統(tǒng)中的液壓油缸控制鉆桿的前進(jìn)和后退。本發(fā)明由于動力系統(tǒng)設(shè)在井上，井下為全液壓系統(tǒng)，使井下施工人員和設(shè)備的安全得以保障，并可方便地調(diào)整鉆機(jī)角度，提高施工質(zhì)量；液壓驅(qū)動使鉆進(jìn)力量大；還可使支撐方便，使整機(jī)結(jié)構(gòu)安全可靠。本發(fā)明適用于開發(fā)和控制淺層地下水，可用于農(nóng)田灌溉、城市供水、基坑降水或市政管線降水。
文檔編號E21B4/00GK1556301SQ20041000006
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者伍軍, 張治暉, 趙華, 徐景東, 高占義, 伍 軍 申請人:中國水利水電科學(xué)研究院