鉆機(jī)設(shè)備和鉆機(jī)鉆進(jìn)方法
【專利摘要】鉆機(jī)設(shè)備包括全回轉(zhuǎn)鉆裝置和旋挖鉆裝置。全回轉(zhuǎn)鉆裝置包括套管，套管的內(nèi)表面具有第一卡合部。旋挖鉆裝置包括鉆具，鉆具的外側(cè)表面具有與第一卡合部配合的第二卡合部。鉆具與套管同軸設(shè)置且鉆具通過第二卡合部與第一卡合部配合設(shè)置于套管內(nèi)。本發(fā)明的鉆機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，結(jié)合了旋挖鉆機(jī)和全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，施工效率高。本發(fā)明還涉及鉆機(jī)鉆進(jìn)方法。
【專利說明】鉆機(jī)設(shè)備和鉆機(jī)鉆進(jìn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆機(jī)設(shè)備和鉆機(jī)鉆進(jìn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大中型都市的城市建設(shè)再開發(fā)項目、舊城區(qū)改造、地鐵隧道、地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)、橋梁改擴(kuò)建工程等項目的不斷增加，經(jīng)常需要使用旋挖鉆機(jī)和全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)等樁基成孔設(shè)備進(jìn)行樁基的施工建設(shè)。
[0003]旋挖鉆機(jī)通常包括主機(jī)、桅桿、動力頭、鉆桿和鉆具。其中，主機(jī)上可以設(shè)置發(fā)動機(jī)系統(tǒng)、卷揚(yáng)裝置、液壓系統(tǒng)、控制裝置以及行走裝置等。桅桿的底部樞接于主機(jī)，而使桅桿可在旋挖鉆機(jī)施工時打開至大致豎直的狀態(tài)，或者在停工時折疊至主機(jī)上。動力頭設(shè)于桅桿上，并通過加壓油缸或加壓卷揚(yáng)鋼絲繩與主機(jī)相連。鉆桿通過鍵套與動力頭連接，以在動力頭的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。鉆具安裝在鉆桿底部并可在鉆桿的帶動下進(jìn)行鉆孔作業(yè)。鉆具例如是截齒撈砂斗、截齒筒鉆、牙輪筒鉆、螺旋鉆具等用于進(jìn)行旋壓鉆進(jìn)、破碎硬巖。旋挖鉆機(jī)主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層的施工，取土方便，但在遇到大面積基巖為硬巖或超硬巖地層時，受限于其破巖方式為高壓碾磨或剪切破碎且動力頭的扭矩不足，此時鉆進(jìn)效率較低。
[0004]全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)通常包括主機(jī)、動力站、套管和輔助工具等，套管通過套管夾緊裝置設(shè)于主機(jī)的工作裝置上，套管的入土一端安裝有鉆具，動力站與設(shè)于主機(jī)的工作裝置上的液壓元件連接，液壓元件驅(qū)動套管夾緊裝置帶動套管旋轉(zhuǎn)、進(jìn)行切削鉆孔并控制套管的上升或下降的動作，同時利用輔助工具清除套管內(nèi)的泥土、巖石等切削物。全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在下放套管后，可以在不破壞套管周邊土體的情況下，將套管內(nèi)的結(jié)構(gòu)清除或置換，全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)具有輸出扭矩大、鉆進(jìn)效率高等特點(diǎn)，適于流沙、溶洞、巖層、舊樁等各種復(fù)雜地質(zhì)狀況下的施工，但全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)不可以取土，要取土必須配合鋪助工具例如多頭爪等把套管內(nèi)的土取出，取土效率低。
[0005]因此，在目前的施工建設(shè)工程中，旋挖鉆機(jī)因取土方便，主要對粘土層施工；全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)因扭矩大和鉆進(jìn)效率高，主要用來下放套管，并可以在巖石層中施工。但是，目前只能將旋挖鉆機(jī)和全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)兩種設(shè)備各自施工，難以發(fā)揮它們的優(yōu)勢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供了一種鉆機(jī)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，結(jié)合了旋挖鉆機(jī)和全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，施工效率高。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于，提供了一種鉆機(jī)鉆進(jìn)方法，其利用結(jié)合了旋挖鉆機(jī)和全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)的鉆機(jī)設(shè)備，能有效地提高施工效率。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0009]一種鉆機(jī)設(shè)備，其包括全回轉(zhuǎn)鉆裝置和旋挖鉆裝置。全回轉(zhuǎn)鉆裝置包括套管，套管的內(nèi)表面具有第一卡合部。旋挖鉆裝置包括鉆具，鉆具的外側(cè)表面具有與第一卡合部配合的第二卡合部。鉆具與套管同軸設(shè)置且鉆具通過第二卡合部與第一卡合部配合設(shè)置于套管內(nèi)。
[0010]本發(fā)明較佳實施例中，上述套管具有相對的第一端和第二端，套管的第一卡合部設(shè)置在套管的第一端的內(nèi)表面。鉆具包括主體部，主體部具有相對的第一端部和第二端部，第二卡合部設(shè)置在主體部的第一端部的外側(cè)表面。
[0011]本發(fā)明較佳實施例中，上述第一卡合部包括多條第一凹槽，多條第一凹槽圍繞套管的中軸線間隔分布，每一第一凹槽的長度方向與套管的中軸線平行。第二卡合部包括多條第一鍵條，多條第一鍵條圍繞鉆具的中軸線間隔分布，并與多條第一凹槽對應(yīng)卡合，每一第一鍵條的長度方向與鉆具的中軸線平行。
[0012]本發(fā)明較佳實施例中，上述套管的第一端的內(nèi)表面設(shè)有多條第二鍵條，多條第二鍵條圍繞套管的中軸線間隔分布，每相鄰兩條第二鍵條之間形成一條第一凹槽。
[0013]本發(fā)明較佳實施例中，上述鉆具還包括連接部，連接部連接于主體部的第一端部。
[0014]本發(fā)明較佳實施例中，上述鉆具還包括固定部，固定部圍繞連接在連接部遠(yuǎn)離主體部的第一端部的一端。各第一鍵條沿長度方向延伸連接至固定部的外表面。
[0015]本發(fā)明較佳實施例中，上述套管的第一端設(shè)置有貫通套管的外表面和內(nèi)表面的多個通孔。套管的第二端圍繞套管的中軸線分布設(shè)置有多個鉆刀頭。
[0016]本發(fā)明較佳實施例中，上述鉆具的主體部的第二端部圍繞鉆具的中軸線分布設(shè)置有多個鉆齒。
[0017]本發(fā)明較佳實施例中，上述鉆具還包括貫通鉆具的外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面的多個導(dǎo)渣孔，多個導(dǎo)渣孔位于第一端部和第二端部之間。
[0018]一種鉆機(jī)鉆進(jìn)方法，首先提供上述鉆機(jī)設(shè)備，然后利用全回轉(zhuǎn)鉆裝置驅(qū)動套管旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，并通過套管的第一卡合部與鉆具的第二卡合部的配合由套管帶動鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，接著利用旋挖鉆裝置驅(qū)動鉆具沿套管的軸向移動，并解除套管的第一卡合部與鉆具的第二卡合部的配合，以進(jìn)行洛土取出。
[0019]本發(fā)明的鉆機(jī)設(shè)備和鉆機(jī)鉆進(jìn)方法，由于鉆機(jī)設(shè)備包括回轉(zhuǎn)鉆裝置和旋挖鉆裝置，利用全回轉(zhuǎn)鉆裝置的套管的第一卡合部和旋挖鉆裝置的鉆具的第二卡合部配合，將鉆具同軸設(shè)置于套管內(nèi)，通過套管提供大扭矩傳導(dǎo)給鉆具快速鉆進(jìn)，再利用旋挖鉆裝置快速將鉆具中的渣土取出，旋挖鉆裝置和全回轉(zhuǎn)鉆裝置兩種裝置的工作無縫銜接，有效地利用了兩種裝置的優(yōu)點(diǎn)，提升了施工效率。
[0020]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述鉆機(jī)設(shè)備和鉆機(jī)鉆進(jìn)方法和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一實施例的鉆機(jī)設(shè)備的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明一實施例的全回轉(zhuǎn)鉆裝置的套管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是圖2所示的套管的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是圖2所示的套管沿IV -1V線的剖視圖。
[0025]圖5是本發(fā)明一實施例的旋挖鉆裝置的鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6是圖5所示的鉆具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖7是圖5所示的鉆具的沿YD - YD線的剖視圖。

【具體實施方式】
[0028]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的鉆機(jī)設(shè)備和鉆機(jī)鉆進(jìn)方法的【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如下:
[0029]有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過【具體實施方式】的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0030]圖1是本發(fā)明一實施例的鉆機(jī)設(shè)備的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1，鉆機(jī)設(shè)備I包括全回轉(zhuǎn)鉆裝置10和旋挖鉆裝置20。為了圖示簡潔，圖1僅繪出了全回轉(zhuǎn)鉆裝置10的主機(jī)11和套管100，僅繪出了旋挖鉆裝置20的鉆具200、鉆桿21、動力頭22和桅桿23。套管100設(shè)置在全回轉(zhuǎn)鉆裝置10的主機(jī)11上，主機(jī)11可驅(qū)動套管100旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。套管100的內(nèi)表面104設(shè)置有第一卡合部110。鉆具200的外側(cè)表面203a設(shè)有與第一卡合部110配合的第二卡合部210，鉆具200與套管100同軸設(shè)置，鉆具200通過第二卡合部210與第一卡合部110配合設(shè)置于套管100內(nèi)。鉆具200與鉆桿21連接，鉆桿21與動力頭22連接，以在動力頭22的驅(qū)動下沿套管100的軸向移動，進(jìn)而帶動鉆具200沿套管100的軸向移動。動力頭22與桅桿23連接，桅桿23樞接于旋挖鉆裝置20的主機(jī)(圖未示)，以使桅桿23打開至大致豎直的狀態(tài)或者折疊至主機(jī)上。
[0031]圖2是本發(fā)明一實施例的全回轉(zhuǎn)鉆裝置的套管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2所示的套管的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2所示的套管的沿IV-1V線的剖視圖。請參閱圖2、圖3和圖4，套管100具有相對的第一端101和第二端102，在套管100的第一端101設(shè)置有貫通套管100的外表面103和內(nèi)表面104的多個通孔105，通孔105可用于穿設(shè)鋼絲繩等鋪助工具以方便起重機(jī)械將套管100提起或放下。在套管100的第一端101的外表面103還設(shè)置有環(huán)繞外表面103 —周的臺階部106。在套管100的第二端102圍繞套管100的中軸線(圖未不)分布設(shè)置有多個鉆刀頭107。如圖3和圖4所不，在套管100的內(nèi)表面104設(shè)置有第一卡合部110。第一卡合部110例如為凹槽，但并不以此為限。本實施例中，套管100的內(nèi)表面104設(shè)有多條圍繞套管100的中軸線間隔分布并朝套管100的內(nèi)部凸起的第二鍵條111，優(yōu)選地，多條第二鍵條111圍繞套管100的中軸線均勻間隔分布，每一根第二鍵條111的長度方向與套管100的中軸線方向平行，每相鄰兩條第二鍵條111之間形成一條第一凹槽112。也即，本實施例中，第一卡合部110包括多條第一凹槽112，多條第一凹槽112圍繞套管100的中軸線均勻間隔分布，每一條第一凹槽112的長度方向與套管100的中軸線平行。第一凹槽112用于配合鉆具200的第二卡合部210將鉆具200卡置于套管100內(nèi)。值得一提的是，套管100的第一卡合部110用于限制鉆具200在套管100內(nèi)相對套管100繞軸向的旋轉(zhuǎn)，但并未限制鉆具200在套管100內(nèi)相對套管100沿軸向的上下移動。
[0032]圖5是本發(fā)明一實施例的旋挖鉆裝置的鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5所示的鉆具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖5所示的鉆具沿YD-YD線的剖視圖。請參閱圖5、圖6和圖7，本實施例中，鉆具200為筒鉆例如是截齒筒鉆，但并不以此為限。鉆具200包括主體部204和連接部205。主體部204大致呈圓筒狀，具有相對的第一端部201和第二端部202。在鉆具200的主體部204的第一端部201與連接部205連接，連接部205用于連接鉆具200至旋挖鉆裝置20的鉆桿21。在鉆具200的主體部204的第二端部202圍繞鉆具200的中軸線(圖未示)設(shè)置有多個鉆齒206。在鉆具200的第一端部201和第二端部202之間(也即中部位置)還設(shè)置有多個貫通鉆具200的外側(cè)表面203a和內(nèi)側(cè)表面203b的多個導(dǎo)渣孔207。
[0033]鉆具200的第一端部201的外側(cè)表面203a還設(shè)置有與第一卡合部110配合的第二卡合部210，第二卡合部例如是與凹槽對應(yīng)卡合的鍵條。本實施例中，第二卡合部210包括多條第一鍵條211，多條第一鍵條211圍繞鉆具200的中軸線均勻間隔分布，并且與套管100的多條第一凹槽112對應(yīng)卡合，每一第一鍵條211的長度方向與鉆具200的中軸線平行。本實施例中，鉆具200還包括固定部212，固定部212大致呈圓環(huán)狀，并圍繞連接在連接部205遠(yuǎn)離鉆具200的第一端部201的一端。第一鍵條211延伸連接于固定部212的外表面212a，也即第一鍵條211的一端連接在鉆具200的第一端部201的外側(cè)表面203a，第一鍵條211的另一端連接在固定部212的外表面212a。
[0034]本實施例中，套管100的第一卡合部110具有六條第一凹槽112，鉆具200的第二卡合部210具有三條第一鍵條211，使用時可將鉆具200的第二卡合部210的三條第一鍵條211卡入套管100的第一卡合部110中的對應(yīng)的間隔的三條第一凹槽112中，第一卡合部110與第二卡合部210配合將鉆具200卡置于套管100內(nèi)限制鉆具200相對套管100的繞軸向旋轉(zhuǎn)，鉆具200可在旋挖鉆裝置20的動力頭22的驅(qū)動下由鉆桿21將鉆具200固定在套管100內(nèi)沿軸向方向的位置。
[0035]以下將對采用本發(fā)明一實施例的鉆機(jī)設(shè)備的中鉆機(jī)鉆進(jìn)方法作進(jìn)一步的說明。
[0036]首先，將鉆機(jī)設(shè)備I固定在要進(jìn)行鉆孔的作業(yè)位置，把套管100放置在全回轉(zhuǎn)鉆裝置10的主機(jī)11的工作裝置上，將旋挖鉆裝置20的鉆具200通過第二卡合部210與套管100的第一卡合部110配合，并使得旋挖鉆裝置20的鉆具200設(shè)置于套管100內(nèi)沿軸向方向的預(yù)定位置。
[0037]其次，利用全回轉(zhuǎn)鉆裝置10驅(qū)動套管100旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，在套管100鉆進(jìn)的過程中，通過套管100的第一卡合部110與鉆具200的第二卡合部210的配合由套管100進(jìn)一步帶動鉆具200旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。
[0038]接著，在鉆進(jìn)一段時間后，利用旋挖鉆裝置20通過提起鉆桿21驅(qū)動鉆具200沿套管100的軸向向上移動，并解除套管100的第一卡合部110與鉆具200的第二卡合部210的配合，以利用鉆具200進(jìn)行渣土取出工作。
[0039]完成渣土取出工作后，再將鉆具200設(shè)置于套管100內(nèi)使套管100的第一卡合部110與鉆具200的第二卡合部210的配合，再繼續(xù)重復(fù)進(jìn)行鉆進(jìn)操作。
[0040]在全回轉(zhuǎn)鉆裝置10驅(qū)動套管100的鉆進(jìn)過程中，由全回轉(zhuǎn)鉆裝置10通過套管100提供大扭矩傳導(dǎo)給鉆具200進(jìn)行鉆進(jìn)工作，可以使旋挖鉆裝置20的鉆具200達(dá)到快速鉆進(jìn)的目的，再利用旋挖鉆裝置快速將鉆具200中的渣土取出，旋挖鉆裝置20和全回轉(zhuǎn)鉆裝置10兩種設(shè)備的工作無縫銜接，有效地利用了全回轉(zhuǎn)鉆裝置10和旋挖鉆裝置20兩種裝置的優(yōu)點(diǎn)，提升了施工效率。
[0041]以上對本發(fā)明所提供的鉆機(jī)設(shè)備和鉆機(jī)鉆進(jìn)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，其包括全回轉(zhuǎn)鉆裝置和旋挖鉆裝置，該全回轉(zhuǎn)鉆裝置包括套管，該套管的內(nèi)表面具有第一卡合部，該旋挖鉆裝置包括鉆具，該鉆具的外側(cè)表面具有與該第一卡合部配合的第二卡合部，該鉆具與該套管同軸設(shè)置且該鉆具通過該第二卡合部與該第一卡合部配合設(shè)置于該套管內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，該套管具有相對的第一端和第二端，該套管的該第一卡合部設(shè)置在該套管的該第一端的該內(nèi)表面，該鉆具包括主體部，該主體部具有相對的第一端部和第二端部，該第二卡合部設(shè)置在該主體部的該第一端部的該外側(cè)表面。
3.如權(quán)利要求2所述的鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，該第一卡合部包括多條第一凹槽，該多條第一凹槽圍繞該套管的中軸線間隔分布，每一該第一凹槽的長度方向與該套管的該中軸線平行，該第二卡合部包括多條第一鍵條，該多條第一鍵條圍繞該鉆具的中軸線間隔分布，并與該多條第一凹槽對應(yīng)卡合，每一該第一鍵條的長度方向與該鉆具的該中軸線平行。
4.如權(quán)利要求3所述的鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，該套管的該第一端的該內(nèi)表面設(shè)有多條第二鍵條，該多條第二鍵條圍繞該套管的該中軸線間隔分布，每相鄰兩條該第二鍵條之間形成一條該第一凹槽。
5.如權(quán)利要求2所述的鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，該鉆具還包括連接部，該連接部連接于該主體部的該第一端部。
6.如權(quán)利要求5所述的鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，該鉆具還包括固定部，該固定部圍繞連接在該連接部遠(yuǎn)離該主體部的該第一端部的一端，各該第一鍵條沿長度方向延伸連接至該固定部的外表面。
7.如權(quán)利要求2所述的鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，該套管的該第一端設(shè)置有貫通該套管的外表面和該內(nèi)表面的多個通孔，該套管的該第二端圍繞該套管的中軸線分布設(shè)置有多個鉆刀頭。
8.如權(quán)利要求2所述的鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，該鉆具的該主體部的該第二端部圍繞該鉆具的中軸線分布設(shè)置有多個鉆齒。
9.如權(quán)利要求2所述的鉆機(jī)設(shè)備，其特征在于，該鉆具還包括貫通該鉆具的該外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面的多個導(dǎo)渣孔，該多個導(dǎo)渣孔位于該第一端部和該第二端部之間。
10.一種鉆機(jī)鉆進(jìn)方法，其特征是，該方法包括: 提供如權(quán)利要求1-9任一項所述的鉆機(jī)設(shè)備； 利用該全回轉(zhuǎn)鉆裝置驅(qū)動該套管旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，并通過該套管的該第一卡合部與該鉆具的該第二卡合部的配合由該套管帶動該鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)；以及 利用該旋挖鉆裝置驅(qū)動該鉆具沿該套管的軸向移動，并解除該套管的該第一卡合部與該鉆具的該第二卡合部的配合，以進(jìn)行渣土取出。
【文檔編號】E21B7/00GK104141455SQ201410341372
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】肖仁雄 申請人:上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司, 中聯(lián)重科股份有限公司