旋挖樁機孔底注水變齒多功能穿巖鉆的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的名稱是旋挖樁機孔底注水變齒多功能穿巖鉆，涉及一種旋挖樁機穿巖鉆。它主要是解決已知的旋挖樁機穿巖鉆在鉆齒受熱后強度下降，鉆齒消耗量大，經(jīng)常出現(xiàn)輸油、水的管線纏繞伸縮鉆桿造成事故的問題。本發(fā)明是鉆桿插座的下端固定在旋轉(zhuǎn)水箱心體上，旋轉(zhuǎn)水箱心體的下端與鉆桿連接，旋轉(zhuǎn)水箱心體的外圓周上設(shè)有旋轉(zhuǎn)水箱外套，旋轉(zhuǎn)水箱外套外壁上設(shè)有進水接頭和水管，以及排氣溢水閥，旋轉(zhuǎn)水箱外套外圓周上設(shè)有止轉(zhuǎn)護筒，在止轉(zhuǎn)護筒的下端內(nèi)側(cè)設(shè)有注水器，注水器的注水活塞連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套上，鉆桿上設(shè)有與旋轉(zhuǎn)水箱心體連通的中心孔，高壓水管的一端連接在注水器上，另一端連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套上的注水孔上，鉆桿內(nèi)設(shè)有指揮閥。本發(fā)明的鉆齒溫度可保持常溫，磨損降低，結(jié)構(gòu)安全可靠，安裝維修方便。
【專利說明】旋挖粧機孔底注水變齒多功能穿巖鉆
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋挖樁機，具體是涉及一種在旋挖樁機孔底部既可破碎巖心，又可擴鉆巖孔的注水變齒多功能穿巖鉆。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用的各種型號旋挖樁機，在挖孔過程中一旦遇到巖層，現(xiàn)有各式鉆具穿巖都很困難，菠蘿頭鉆具對單軸抗壓強度達到IOOmpa左右的巖層，6-8小時可鉆巖深度I米左右，筒式取心鉆具配置到大功率旋挖樁機上使用，約2小時可環(huán)鉆深度I米左右，但是其取出巖心卻非常難，通常還需要另行破碎巖心后再用截齒斗鉆抓撈渣成孔，其在環(huán)鉆孔壁的過程中，因鉆挖環(huán)形槽內(nèi)的石末阻止了樁孔內(nèi)的水及時下流到鉆齒尖部，鉆齒得不到及時冷卻，在鉆齒受熱后其強度急劇下降，鉆齒消耗量極大，一般環(huán)鉆深度I米左右，必須要普遍更換一次子彈頭鉆齒，使用襄陽暢勘智能機械有限公司生產(chǎn)的孔底液壓高頻沖擊鉆，雖然可實現(xiàn)較快破碎巖心，但是當其振動器工作時，其外護筒(止轉(zhuǎn)護筒)很難與其坐落的巖面形成穩(wěn)定的摩擦力，導(dǎo)致外護筒不能可靠阻止旋轉(zhuǎn)接頭的外套圈隨其心部同轉(zhuǎn)，結(jié)果經(jīng)常出現(xiàn)輸油、水的管線要么纏繞伸縮鉆桿，要么在樁孔中發(fā)生斷裂；同時因其振動器在孔底振動，時常造成樁孔中的部分土層垮塌，因此，旋挖樁機孔底穿巖難的問題一直是困擾旋挖樁機高效施工的一個世界性難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對上述穿巖工具的不足，而提出的一種鉆巖速度快，耐磨損，鉆具結(jié)構(gòu)體系獨立，使用時不會對旋挖樁機產(chǎn)生不安全因素，結(jié)構(gòu)安全可靠，既便于安裝使用，又便于維修的注水變齒多功能穿巖鉆。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:鉆桿插座的下端固定在旋轉(zhuǎn)水箱心體上，旋轉(zhuǎn)水箱心體的下端與鉆桿連接，旋轉(zhuǎn)水箱心體的外圓周上設(shè)有旋轉(zhuǎn)水箱外套，旋轉(zhuǎn)水箱外套外壁上設(shè)有進水接頭和水管，以及排氣溢水閥，旋轉(zhuǎn)水箱外套外圓周上設(shè)有止轉(zhuǎn)護筒，在止轉(zhuǎn)護筒的下端內(nèi)側(cè)設(shè)有注水器，注水器的注水活塞連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套上，鉆桿上設(shè)有與旋轉(zhuǎn)水箱心體連通的中心孔，高壓水管的一端連接在注水器上，另一端連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套上的注水孔上，鉆桿內(nèi)設(shè)有指揮閥。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的旋轉(zhuǎn)水箱心體的外圓周通過格來圈、軸承和骨架油封與旋轉(zhuǎn)水箱外套連接。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的止轉(zhuǎn)護筒上沿軸向設(shè)有導(dǎo)向滑道，止轉(zhuǎn)護筒通過連接在導(dǎo)向滑道上的連接螺桿連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套上。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的鉆桿的下部設(shè)有4顆子彈頭破心鉆齒，以及安裝擴孔鉆齒的增齒插孔，擴孔鉆齒齒尖端高于破心鉆齒的齒尖端2-15cm。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的指揮閥是單向閥。
[0009]本發(fā)明的鉆具作業(yè)時既可用水泵給水系統(tǒng)直接向鉆齒作業(yè)處注水，也可以單用注水器在作業(yè)前將旋轉(zhuǎn)水箱和注水活塞筒內(nèi)裝滿水，鉆齒邊作業(yè)邊注水，保障鉆齒及時得到冷卻，讓其始終處于常溫狀態(tài)；另外根據(jù)鉆挖巖面的硬度狀況和旋挖樁機功率的不同，合理調(diào)整配置鉆齒的數(shù)量，確定穿巖的方式，一般強度的巖層(單軸抗壓強度在50-80mpa)大功率旋挖樁機可采取破心鉆齒和擴孔鉆齒同時組合使用，以提高鉆挖的面積和速度，對高強度的巖層(單軸抗壓達SOmpa以上)可采取分區(qū)穿巖，即先破碎巖心，后加裝(或換用專用擴孔鉆具)擴孔鉆齒再擴孔，以便集中樁機的壓力，提高鉆齒鉆挖的強度值，確保鉆齒的壓強值能夠?qū)崿F(xiàn)穿巖；本發(fā)明鉆巖時先用破心鉆齒將巖心區(qū)域鉆挖一個直徑約300mm深I(lǐng)米的圓孔，以破壞巖層的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，后用擴孔鉆齒在中心孔的近外圍環(huán)鉆待擴孔的巖層，最后用截齒撈渣斗進一步擴孔撈渣。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是:一是適時集中使用了樁機的壓力和掃力，大大提高了鉆齒的壓強值，在保證鉆齒不斷裂的前提下確保各鉆齒的壓強值大于鉆挖巖石抗壓值的5-7倍(實驗中多次驗證子彈頭鉆齒每平方厘米受壓力達5-8噸的狀況下不會斷裂，而且鉆巖速度快)；二是從根本上解決了過去鉆齒鉆巖時因得不到及時有效冷卻，鉆齒溫度急劇升高、受熱后的鉆齒材質(zhì)強度急劇下降、不耐磨損的問題，在有水即時冷卻的狀況下，鉆齒溫度基本保持常溫，磨損程度大大低；三是破碎巖心后在其中心孔外的近邊區(qū)環(huán)形垂直鉆巖擴孔，其巖層較易崩裂(中心已是孔洞，巖層的橫向應(yīng)力被破壞，巖石可向中心區(qū)崩讓)；四是本鉆具結(jié)構(gòu)體系獨立，使用時不會對旋挖樁機產(chǎn)生不安全因素；五是其結(jié)構(gòu)安全可靠，既便于安裝使用，又便于維修。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是圖1的俯視圖。
[0013]圖3是圖1中擴孔鉆齒的連接放大圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、2、3所示，本發(fā)明的注水變齒多功能穿巖鉆的上端通過伸縮鉆桿I插入鉆桿插座2內(nèi)連接，鉆桿插座2的下端固定在旋轉(zhuǎn)水箱心體14的上端，旋轉(zhuǎn)水箱心體14是一個帶有中孔的鋼筒，旋轉(zhuǎn)水箱心體14的下端連接有法蘭15，鉆桿19的上端通過該法蘭15連接在旋轉(zhuǎn)水箱心體14上；旋轉(zhuǎn)水箱心體14的外圓周上套裝有旋轉(zhuǎn)水箱外套13，旋轉(zhuǎn)水箱外套13是一個鋼筒，旋轉(zhuǎn)水箱心體14和旋轉(zhuǎn)水箱外套13之間安裝有格來圈、軸承和骨架油封，旋轉(zhuǎn)水箱心體14可以隨伸縮鉆桿I作360度旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)水箱外套13外壁上連接有進水接頭12和排氣溢水閥11，以及上、下各四個對稱的螺桿座3，進水接頭12與外接注水管連接，用于鉆具放入孔底作業(yè)時注水；在旋轉(zhuǎn)水箱外套13外圓周上連接有控制旋轉(zhuǎn)水箱外套13旋轉(zhuǎn)的止轉(zhuǎn)護筒6，止轉(zhuǎn)護筒是一個直徑80至200cm的圓形鋼筒，沿止轉(zhuǎn)護筒6軸向?qū)ΨQ設(shè)有四個導(dǎo)向滑道，止轉(zhuǎn)護筒6通過導(dǎo)向滑道上的連接螺桿4連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套13上的螺桿座3上，旋轉(zhuǎn)水箱外套13通過連接螺桿4與止轉(zhuǎn)護筒6連為一體后在止轉(zhuǎn)護筒6的阻止下控制其隨中心部旋轉(zhuǎn)，使8根連接螺桿4能隨伸縮鉆桿I上、下順暢升降，通過其重力(正壓力)與巖面所產(chǎn)生的摩阻力控制供水管纏繞伸縮鉆桿I ;止轉(zhuǎn)護筒6的內(nèi)壁下端連接有四個注水器20，注水活塞5的一端通過連接桿連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套13上，注水活塞5的另一端連接在注水器20的筒體內(nèi)，注水器20是一個儲水排水的注射器；高壓水管8的一端連接在注水器20的筒體內(nèi)，高壓水管8的另一端與旋轉(zhuǎn)水箱外套13下部的通水孔用管頭連接，旋轉(zhuǎn)水箱心體14和旋轉(zhuǎn)水箱外套13的下部四周分別設(shè)置有通水孔和水管接口 ；鉆桿19是一個中空的圓管，鉆桿19的內(nèi)孔與旋轉(zhuǎn)水箱心體14的中孔相連通，鉆桿19的內(nèi)孔上設(shè)有指揮閥7，該指揮閥7是一個單向閥，該單向閥可以控制樁孔中的污水反循環(huán)進入旋轉(zhuǎn)水箱心體14內(nèi)，指揮閥7的一端與旋轉(zhuǎn)水箱心體14下端的法蘭15連接，指揮閥7的另一端與鉆桿19內(nèi)孔上的高壓水管接頭連接，指揮閥7與鉆桿19內(nèi)的高壓水管連接后再與鉆桿19的出水口 16連接；鉆桿19下端安裝有4顆破心子彈頭鉆齒10，中間兩顆鉆齒之間設(shè)有出水口，鉆桿19下端上還設(shè)置有兩個增齒插孔9，增齒插孔9內(nèi)可分別插裝擴孔鉆齒座及擴孔鉆齒17，擴孔鉆齒17通過插銷18連接在鉆桿19上的增齒插孔9內(nèi)，擴孔鉆齒17采用上述方式連接，安裝拆卸方便，擴孔鉆齒17安裝后齒尖端高于破心鉆齒10的齒尖端 2_15cm。
[0015] 工作原理
施工時啟動旋挖主機，旋挖主機帶動主卷揚機和伸縮鉆桿I將本發(fā)明放入施工孔洞口，輔助操作人員將注水管與旋轉(zhuǎn)水箱13上的進水接口 12對接，同時打開排氣溢水閥11，開啟水泵電源(或液壓)開關(guān)，使水泵向旋轉(zhuǎn)水箱13內(nèi)注水，當排氣溢水閥11溢水后，停止水泵注水并脫離注水管，關(guān)閉排氣溢水閥11，也可以待本發(fā)明放入孔底后或鉆具開始鉆挖時使水泵開始注水，鉆挖畢停止注水，將本發(fā)明放入孔底開始旋轉(zhuǎn)、加壓鉆巖，旋挖樁機在鉆巖過程中，由于止轉(zhuǎn)護筒6靜止坐落在巖層面上，受其重力(巖面受到的正壓力)與該巖層的摩擦便產(chǎn)生一種摩擦阻力，受阻力的作用通過止轉(zhuǎn)護筒6及連接螺桿4的牽止可有效阻止旋轉(zhuǎn)水箱外套13轉(zhuǎn)動，從而解決外接注水水管纏繞伸縮鉆桿I和注水活塞器5平穩(wěn)注水的問題。鉆桿19在其鉆挖下行時，不用水泵直接向作業(yè)鉆齒注水，而用注水器20注水，隨著鉆桿19逐步下行，也帶動注水活塞5的活塞桿同步下行，與此同時4個活塞桿便會向下擠壓注水器20筒體內(nèi)的儲水將指揮閥7打開，并通過鉆桿19內(nèi)的高壓水管向破心鉆齒10的作業(yè)層噴水，作業(yè)鉆齒將會得到及時冷卻，使鉆齒的硬度不衰減，磨損度降低。當鉆挖到預(yù)定深度后，通過主卷揚機提起本發(fā)明至樁孔口外，而后加裝擴孔鉆齒17并加裝冷卻水或換裝由破心鉆齒10與擴孔鉆齒17固定組合在一起的專用擴孔鉆具，之后下放擴孔鉆具到孔底并進行鉆巖擴孔，當擴孔達到預(yù)定深度后，提起本發(fā)明至樁孔外，換用截齒撈渣斗進行進一步擴孔、清孔撈渣，通過上述方法多次破巖心、擴巖孔、撈石渣。
【權(quán)利要求】
1.一種旋挖樁機孔底注水變齒多功能穿巖鉆，其特征是:鉆桿插座(2)的下端固定在旋轉(zhuǎn)水箱心體(14)上，旋轉(zhuǎn)水箱心體(14)的下端與鉆桿(19)連接，旋轉(zhuǎn)水箱心體(14)的外圓周上設(shè)有旋轉(zhuǎn)水箱外套(13)，旋轉(zhuǎn)水箱外套(13)外壁上設(shè)有進水接頭(12)和水管，以及排氣溢水閥(11)，旋轉(zhuǎn)水箱外套(13)外圓周上設(shè)有止轉(zhuǎn)護筒(6)，在止轉(zhuǎn)護筒(6)的下端內(nèi)側(cè)設(shè)有注水器(20 )，注水器(20 )的注水活塞(5 )連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套(13 )上，鉆桿(19 )上設(shè)有與旋轉(zhuǎn)水箱心體(14)連通的中心孔，高壓水管(8)的一端連接在注水器(20)上，另一端連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套(13)上的注水孔上，鉆桿(19)內(nèi)設(shè)有指揮閥(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋挖樁機注水變齒多功能穿巖鉆，其特征是:所述的旋轉(zhuǎn)水箱心體(14)的外圓周通過格來圈、軸承和骨架油封與旋轉(zhuǎn)水箱外套(13)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋挖樁機注水變齒多功能穿巖鉆，其特征是:所述的止轉(zhuǎn)護筒(6)上沿軸向設(shè)有導(dǎo)向滑道，止轉(zhuǎn)護筒(6)通過連接在導(dǎo)向滑道上的連接螺桿(4)連接在旋轉(zhuǎn)水箱外套(13)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋挖樁機注水變齒多功能穿巖鉆，其特征是:所述的鉆桿(19)的下部設(shè)有4顆子彈頭破心鉆齒(10)，以及安裝擴孔鉆齒(17)的增齒插孔(9)，擴孔鉆齒(17)齒尖端高于破心鉆齒(10)的齒尖端2-15cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋挖樁機注水變齒多功能穿巖鉆，其特征是:所述的指揮閥(7)是單向閥。
【文檔編號】E21B7/00GK103982135SQ201410179875
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】高杰, 胡曉琴 申請人:高杰