旋挖樁機(jī)孔底注水變齒多功能穿巖鉆的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型的名稱(chēng)是旋挖樁機(jī)孔底注水變齒多功能穿巖鉆，涉及一種旋挖樁機(jī)穿巖鉆。它主要是解決已知的旋挖樁機(jī)穿巖鉆在鉆齒受熱后強(qiáng)度下降，鉆齒消耗量大，經(jīng)常出現(xiàn)輸油、水的管線(xiàn)纏繞伸縮鉆桿造成事故的問(wèn)題。本實(shí)用新型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(jìn)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(hù)筒，在止轉(zhuǎn)護(hù)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。本實(shí)用新型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(zhuān)利說(shuō)明】 旋挖粧機(jī)孔底注水變齒多功能穿巖鉆

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種旋挖樁機(jī)，具體是涉及一種在旋挖樁機(jī)孔底部既可破碎巖心，又可擴(kuò)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(hào)旋挖樁機(jī)，在挖孔過(guò)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(duì)單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)到10mpa左右的巖層，6-8小時(shí)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(jī)上使用，約2小時(shí)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(guò)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(shí)下流到鉆齒尖部，鉆齒得不到及時(shí)冷卻，在鉆齒受熱后其強(qiáng)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(yáng)暢勘智能機(jī)械有限公司生產(chǎn)的孔底液壓高頻沖擊鉆，雖然可實(shí)現(xiàn)較快破碎巖心，但是當(dāng)其振動(dòng)器工作時(shí)，其外護(hù)筒(止轉(zhuǎn)護(hù)筒)很難與其坐落的巖面形成穩(wěn)定的摩擦力，導(dǎo)致外護(hù)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(xiàn)要么纏繞伸縮鉆桿，要么在樁孔中發(fā)生斷裂；同時(shí)因其振動(dòng)器在孔底振動(dòng)，時(shí)常造成樁孔中的部分土層垮塌，因此，旋挖樁機(jī)孔底穿巖難的問(wèn)題一直是困擾旋挖樁機(jī)高效施工的一個(gè)世界性難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)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(dú)立，使用時(shí)不會(huì)對(duì)旋挖樁機(jī)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]本實(shí)用新型的技術(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(jìn)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(hù)筒，在止轉(zhuǎn)護(hù)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]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的旋轉(zhuǎn)水箱心體的外圓周通過(guò)格來(lái)圈、軸承和骨架油封與旋轉(zhuǎn)水箱外套連接。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的止轉(zhuǎn)護(hù)筒上沿軸向設(shè)有導(dǎo)向滑道，止轉(zhuǎn)護(hù)筒通過(guò)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]本實(shí)用新型的技術(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(kuò)孔鉆齒的增齒插孔，擴(kuò)孔鉆齒齒尖端高于破心鉆齒的齒尖端2-15cm。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的指揮閥是單向閥。
[0009]本實(shí)用新型的鉆具作業(yè)時(shí)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(mǎn)水，鉆齒邊作業(yè)邊注水，保障鉆齒及時(shí)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(jī)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(qiáng)度的巖層(單軸抗壓強(qiáng)度在50-80mpa)大功率旋挖樁機(jī)可采取破心鉆齒和擴(kuò)孔鉆齒同時(shí)組合使用，以提高鉆挖的面積和速度，對(duì)高強(qiáng)度的巖層(單軸抗壓達(dá)SOmpa以上)可采取分區(qū)穿巖，即先破碎巖心，后加裝(或換用專(zhuān)用擴(kuò)孔鉆具)擴(kuò)孔鉆齒再擴(kuò)孔，以便集中樁機(jī)的壓力，提高鉆齒鉆挖的強(qiáng)度值，確保鉆齒的壓強(qiáng)值能夠?qū)崿F(xiàn)穿巖；本實(shí)用新型鉆巖時(shí)先用破心鉆齒將巖心區(qū)域鉆挖一個(gè)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(kuò)孔鉆齒在中心孔的近外圍環(huán)鉆待擴(kuò)孔的巖層，最后用截齒撈渣斗進(jìn)一步擴(kuò)孔撈渣。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:一是適時(shí)集中使用了樁機(jī)的壓力和掃力，大大提高了鉆齒的壓強(qiáng)值，在保證鉆齒不斷裂的前提下確保各鉆齒的壓強(qiáng)值大于鉆挖巖石抗壓值的5-7倍(實(shí)驗(yàn)中多次驗(yàn)證子彈頭鉆齒每平方厘米受壓力達(dá)5-8噸的狀況下不會(huì)斷裂，而且鉆巖速度快)；二是從根本上解決了過(guò)去鉆齒鉆巖時(shí)因得不到及時(shí)有效冷卻，鉆齒溫度急劇升高、受熱后的鉆齒材質(zhì)強(qiáng)度急劇下降、不耐磨損的問(wèn)題，在有水即時(shí)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(kuò)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(dú)立，使用時(shí)不會(huì)對(duì)旋挖樁機(jī)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(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是圖1的俯視圖。
[0013]圖3是圖1中擴(kuò)孔鉆齒的連接放大圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型的注水變齒多功能穿巖鉆的上端通過(guò)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(gè)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(guò)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(gè)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(lái)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(jìn)水接頭12和排氣溢水閥11，以及上、下各四個(gè)對(duì)稱(chēng)的螺桿座3，進(jìn)水接頭12與外接注水管連接，用于鉆具放入孔底作業(yè)時(shí)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(hù)筒6，止轉(zhuǎn)護(hù)筒是一個(gè)直徑80至200cm的圓形鋼筒，沿止轉(zhuǎn)護(hù)筒6軸向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)有四個(gè)導(dǎo)向滑道，止轉(zhuǎn)護(hù)筒6通過(guò)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(guò)連接螺桿4與止轉(zhuǎn)護(hù)筒6連為一體后在止轉(zhuǎn)護(hù)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(guò)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(hù)筒6的內(nèi)壁下端連接有四個(gè)注水器20，注水活塞5的一端通過(guò)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(gè)儲(chǔ)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(gè)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(gè)單向閥，該單向閥可以控制樁孔中的污水反循環(huán)進(jìn)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(gè)增齒插孔9，增齒插孔9內(nèi)可分別插裝擴(kuò)孔鉆齒座及擴(kuò)孔鉆齒17，擴(kuò)孔鉆齒17通過(guò)插銷(xiāo)18連接在鉆桿19上的增齒插孔9內(nèi)，擴(kuò)孔鉆齒17采用上述方式連接，安裝拆卸方便，擴(kuò)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
[0016]施工時(shí)啟動(dòng)旋挖主機(jī)，旋挖主機(jī)帶動(dòng)主卷?yè)P(yáng)機(jī)和伸縮鉆桿I將本實(shí)用新型放入施工孔洞口，輔助操作人員將注水管與旋轉(zhuǎn)水箱13上的進(jìn)水接口 12對(duì)接，同時(shí)打開(kāi)排氣溢水閥11，開(kāi)啟水泵電源(或液壓)開(kāi)關(guān)，使水泵向旋轉(zhuǎn)水箱13內(nèi)注水，當(dāng)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，也可以待本實(shí)用新型放入孔底后或鉆具開(kāi)始鉆挖時(shí)使水泵開(kāi)始注水，鉆挖畢停止注水，將本實(shí)用新型放入孔底開(kāi)始旋轉(zhuǎn)、加壓鉆巖，旋挖樁機(jī)在鉆巖過(guò)程中，由于止轉(zhuǎn)護(hù)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(guò)止轉(zhuǎn)護(hù)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(dòng)，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(wèn)題。鉆桿19在其鉆挖下行時(shí)，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(dòng)注水活塞5的活塞桿同步下行，與此同時(shí)4個(gè)活塞桿便會(huì)向下擠壓注水器20筒體內(nèi)的儲(chǔ)水將指揮閥7打開(kāi)，并通過(guò)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(huì)得到及時(shí)冷卻，使鉆齒的硬度不衰減，磨損度降低。當(dāng)鉆挖到預(yù)定深度后，通過(guò)主卷?yè)P(yáng)機(jī)提起本實(shí)用新型至樁孔口外，而后加裝擴(kuò)孔鉆齒17并加裝冷卻水或換裝由破心鉆齒10與擴(kuò)孔鉆齒17固定組合在一起的專(zhuān)用擴(kuò)孔鉆具，之后下放擴(kuò)孔鉆具到孔底并進(jìn)行鉆巖擴(kuò)孔，當(dāng)擴(kuò)孔達(dá)到預(yù)定深度后，提起本實(shí)用新型至樁孔外，換用截齒撈渣斗進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)孔、清孔撈渣，通過(guò)上述方法多次破巖心、擴(kuò)巖孔、撈石渣。
【權(quán)利要求】
1.一種旋挖樁機(jī)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(jìn)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(hù)筒(6)，在止轉(zhuǎn)護(hù)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所述的一種旋挖樁機(jī)孔底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(guò)格來(lái)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所述的一種旋挖樁機(jī)孔底注水變齒多功能穿巖鉆，其特征是:所述的止轉(zhuǎn)護(hù)筒(6)上沿軸向設(shè)有導(dǎo)向滑道，止轉(zhuǎn)護(hù)筒(6)通過(guò)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所述的一種旋挖樁機(jī)孔底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(kuò)孔鉆齒(17)的增齒插孔(9)，擴(kuò)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所述的一種旋挖樁機(jī)孔底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(hào)】E21B7/00GK203961780SQ201420218217
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:高杰