專利名稱：潛入式自動橫向取芯圓樁鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及帶水下驅(qū)動裝置的移動式鉆機，特別是一種潛入式自動取芯圓樁鉆。
目前打樁基孔采用的反循環(huán)鉆進裝置，除電機、砂石泵、排漿鉆桿和鉆頭外，都要有井架、轉(zhuǎn)盤、水龍頭、提升系統(tǒng)和操作控制系統(tǒng)等一系列復(fù)雜龐大的地面設(shè)施，整個鉆桿和鉆頭在井內(nèi)旋轉(zhuǎn)，工序復(fù)雜、費工費時，能源消耗大、效率低下，并且安裝、運輸很不方便。這類鉆機目前采用的都是常規(guī)實心鉆頭，不但鉆進速度慢，且只能鉆出小直徑的樁基孔。本發(fā)明人曾在CN93208115及93224386中公開了一種環(huán)形鉆頭，即將金剛石鉆頭鑲在巖芯管或鉆頭臂端部形成鉆頭體，鉆頭體上設(shè)有球面滑道及可沿球面滑道向鉆頭體中心合攏的橫向球面切刀，鉆頭體由電機驅(qū)動。該裝置通過鋼絲繩、滑輪、方桿套和步移機等實現(xiàn)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(fā)生故障。這種設(shè)備可以環(huán)狀鉆進取芯。
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鉆頭體深度達到設(shè)計要求后能自動進行橫向切削的潛入式取芯圓樁鉆，使橫向切刀的驅(qū)動機構(gòu)緊湊、不易發(fā)生故障。并提高該機的鉆進效率，使之能鉆大直徑樁基孔，便于移動和施工。
本實用新型的解決方案是在現(xiàn)有巖芯管的側(cè)面設(shè)置推動球面切刀橫向進給的杠桿機構(gòu)，該機構(gòu)中的杠桿可繞銷軸轉(zhuǎn)動，杠桿體一端經(jīng)拉桿、推力軸承與托板相連，杠桿體另一端經(jīng)壓桿抵住球面切刀的驅(qū)動銷，托板上升時通過杠桿機構(gòu)即可推動球面切刀橫向進給；托板通過方桿軸懸于鉆頭體上部的銷套中。
以上所述的鉆頭體可以與電機、砂石泵組成一個整體成為潛入式鉆進機組，安裝在不轉(zhuǎn)動的鉆桿底部；砂石泵的沖屑水道通至鉆頭，以將巖屑沖起落入沉淀箱中。
以下結(jié)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鉆的整體示意圖。
圖2是驅(qū)動球面切刀的杠桿機構(gòu)示意圖。
參見
圖1，多個鉆頭臂12均布焊接在巖芯管27的厚壁圓箍28上，形似神仙爪，鉆頭臂下端焊接球齒鉆頭15，如金則石球齒鉆頭。鉆頭臂上有球面滑道10及可沿球面滑道向鉆頭體中心合攏的橫向球面切刀11。以上各組件合稱為鉆頭體2。巖芯管27也稱鉆筒。潛水電機1通過減速器29和轉(zhuǎn)盤5驅(qū)動整個鉆頭體旋轉(zhuǎn)。此時球齒鉆頭15靠鉆頭體自重自由水平環(huán)狀鉆進。
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(shè)置了托板7和杠桿機構(gòu)8。托板7通過方桿軸25懸于鉆頭體上部的銷套6中。方桿軸可在銷套6中滑動，使托板上下運動，但托板不發(fā)生轉(zhuǎn)動。當(dāng)巖芯進入抵住托板時，托板即上行帶動杠桿機構(gòu)動作。杠桿機構(gòu)如圖2所示，杠桿體23可繞固定在巖芯管上的銷軸9轉(zhuǎn)動，杠桿體一端的拉桿21通過推力軸承8與托盤相連，推力軸承8的轉(zhuǎn)動端34可沿巖芯管的縱向槽上下滑動，鉆機工作時巖芯管帶動杠桿相對托板轉(zhuǎn)動。杠桿體另一端的壓桿22抵住球面切刀的驅(qū)動銷20。每一個球面切刀對應(yīng)一副杠桿機構(gòu)。這樣托盤上行時通過杠桿機構(gòu)壓驅(qū)動銷即可推動各球面切刀沿球面軌道向中心環(huán)狀切削，直到巖芯全部切斷。此處的球面切刀可以不同于CN93208115中的寬幅球面切刀，它是一個窄條形的圓弧面切刀，易于加工，我們統(tǒng)稱為球面切刀。
為了使鉆頭環(huán)狀空間內(nèi)的巖屑順利排出，雙頭潛水電機1驅(qū)動砂石泵3經(jīng)沖屑水道17將壓力水排至鉆頭15附近，如圖中箭頭所示，沖起巖屑使之落入沉淀箱4內(nèi)。但由于圖面限制，圖中沖屑水道17未畫完全。沖屑水道經(jīng)巖芯管中心通過，其固定管和轉(zhuǎn)動管之間采用帶孔的滑套連接。切削完成后，將鉆具整體提出孔外，去芯排屑即完成一次循環(huán)。整個過程不需做排漿處理，砂石泵僅在孔底做局部沖屑小循環(huán)，因而在孔中只須保持一定高度的水位即可，至少應(yīng)高于砂石泵。
本圓樁鉆可潛入孔中水下環(huán)狀鉆進并自動橫向切斷，一次成孔。所采用的杠桿機構(gòu)操作方便，自動化程度高，不易發(fā)生巖塊阻塞，故障少。由于鉆桿不動，省去了復(fù)雜的地面設(shè)施，只用一臺汽車吊即可完成搬遷和作業(yè)。本裝置適合鉆大直徑樁基孔，特別是對于地層堅硬、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的情況，尤為適合。本圓樁鉆集環(huán)狀取芯和循環(huán)井液沖屑為一體，具有快速、簡便、高效、節(jié)能的優(yōu)點。
權(quán)利要求1.自動取芯圓樁鉆，包括巖芯管(27)、球齒鉆頭(15)和鉆頭臂(10)，鉆頭臂上設(shè)有球面滑道及可沿球面滑道向鉆頭體(2)中心合攏的橫向球面切刀(11)，鉆頭體由電機(1)驅(qū)動，其特征在于在巖芯管(27)側(cè)面設(shè)有推動球面切刀(11)橫向進給的杠桿機構(gòu)(8)，其中杠桿體(23)可繞銷軸(9)轉(zhuǎn)動，杠桿體一端經(jīng)拉桿(21)、推力軸承(8)與托板(7)相連，杠桿體另一端經(jīng)壓桿(22)抵住球面切刀的驅(qū)動銷(20)，托板上升時通過杠桿機構(gòu)即可推動球面切刀橫向進給；托板(7)通過方桿軸(25)懸于鉆頭體上部的銷套(6)中。
2.如權(quán)利要求1所述的圓樁鉆，其特征在于所說的鉆頭體(2)與電機(1)、砂石泵(3)組成一個整體成為潛入式鉆進機組，安裝在不轉(zhuǎn)動的鉆桿(13)底部；砂石泵的沖屑水道(17)通至鉆頭(15)處，以將巖屑沖起落入沉淀箱(4)內(nèi)。
專利摘要自動取芯圓樁鉆，在鉆頭體側(cè)面設(shè)有推動球面切刀橫向進給的杠桿機構(gòu)，杠桿一端經(jīng)拉桿、推力軸承與托板相連，杠桿另一端經(jīng)壓桿抵住球面切刀的驅(qū)動銷，托板上升時即可推動球面切刀橫向進給。本鉆頭體還配有潛水電機、砂石泵和沖屑水道，以將巖屑沖起落入沉淀箱中。本鉆機一次成孔，由于鉆桿不動，可省去復(fù)雜的地面設(shè)施，只用一臺汽車吊即可完成搬遷和作業(yè)。
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(yōu)先權(quán)日1994年5月17日
發(fā)明者聶敬太 申請人:聶敬太