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(zhǎng)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(chǎng)所,水平輻射管用來(lái)匯集含水層地下水至豎井內(nèi)。
目前國(guó)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(dòng)動(dòng)力,如前三種,或者采用電動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)、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(dòng)力頭的動(dòng)力直接來(lái)自電動(dòng)機(jī),由于施工在井下,在施工過(guò)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(bào)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(dòng)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(dòng)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(dòng)力站、高壓水泵、高壓油泵,井下部分包括動(dòng)力傳動(dòng)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)、動(dòng)力頭、液壓油缸,所述的液壓馬達(dá)和液壓油缸均通過(guò)高壓進(jìn)油管及高壓回油管與井上設(shè)在動(dòng)力站的高壓油泵相連;該液壓馬達(dá)和液壓油缸分別通過(guò)動(dòng)力頭與鉆桿和鉆頭相連接,由液壓馬達(dá)帶動(dòng)鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn),由液壓油缸帶動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(dòng)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(tái)上進(jìn)行操作時(shí),由于動(dòng)力頭由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng),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(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,從而可確保動(dòng)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(dòng),其鉆進(jìn)力量比電動(dòng)驅(qū)動(dòng)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(guò)起落油缸一端的抬起或降落調(diào)整水平角度,同時(shí)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(guò)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(dòng)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(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)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(gè)實(shí)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(dòng)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(dòng)力頭2、液壓油缸3、及平衡定位系統(tǒng)4組成的動(dòng)力傳動(dòng)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(tái)油泵帶動(dòng),并均通過(guò)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(dòng)裝置組成的動(dòng)力頭2與鉆桿接頭6相連接,由液壓馬達(dá)1帶動(dòng)鉆桿接頭6旋轉(zhuǎn),由液壓油缸3帶動(dòng)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(dòng)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(guò)動(dòng)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(shí)施例中共設(shè)有4個(gè)平衡定位系統(tǒng),即設(shè)有4個(gè)定位缸,呈對(duì)稱分布,以提高平衡定位效果。該4個(gè)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(guò)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(shí)施例中,液壓油缸3為單油缸,其體積小,輕巧,移動(dòng)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(gè)實(shí)施例,與圖1、圖2所示的實(shí)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(dòng)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(shí),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(shí)液壓馬達(dá)及液壓油缸均未工作,操作系統(tǒng)11通過(guò)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(gè)定位缸頂住管壁,再進(jìn)行鉆孔操作。在鉆孔過(guò)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(guò)程中的渣土沖出孔外,并對(duì)鉆桿與土層之間起潤(rùn)滑作用,不改變含水層的滲透性。當(dāng)用套管法施工時(shí),高壓水通過(guò)鉆桿由高壓水逆止閥13出口射出,沖刷地層,同時(shí)啟動(dòng)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(zhǎng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,通過(guò)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(shí)含水層中的水進(jìn)入濾水管內(nèi),而泥沙陽(yáng)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(dòng)力站、動(dòng)力傳動(dòng)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(dòng)力站、高壓水泵、高壓油泵,井下部分包括動(dòng)力傳動(dòng)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)、動(dòng)力頭、液壓油缸,所述的液壓馬達(dá)和液壓油缸均通過(guò)高壓進(jìn)油管及高壓回油管與井上設(shè)在動(dòng)力站的高壓油泵相連;該液壓馬達(dá)和液壓油缸分別通過(guò)動(dòng)力頭與鉆桿和鉆頭相連接,由液壓馬達(dá)帶動(dòng)鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn),由液壓油缸帶動(dòng)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(dòng)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(dòng)力頭由齒輪變速箱傳動(dòng)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(gè)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(guò)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(tái)油泵帶動(dòng)。
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(guò)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(dòng)力站、高壓水泵和高壓油泵,井下部分包括動(dòng)力傳動(dòng)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)帶動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(hào)E21B4/00GK1556301SQ20041000006
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院