CN102022076A - 旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头 - Google Patents

旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头 Download PDF

Info

Publication number
CN102022076A
CN102022076A CN 201010539555 CN201010539555A CN102022076A CN 102022076 A CN102022076 A CN 102022076A CN 201010539555 CN201010539555 CN 201010539555 CN 201010539555 A CN201010539555 A CN 201010539555A CN 102022076 A CN102022076 A CN 102022076A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill bit
valve
sediment
drilling
sediment pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201010539555
Other languages
English (en)
Inventor
胡建敏
张春来
聂庆科
王国辉
代东
田少坤
李国辉
李友东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Construction Prospecting Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Hebei Construction Prospecting Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Construction Prospecting Research Institute Co Ltd filed Critical Hebei Construction Prospecting Research Institute Co Ltd
Priority to CN 201010539555 priority Critical patent/CN102022076A/zh
Publication of CN102022076A publication Critical patent/CN102022076A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种旋挖钻机在硬质岩石中的钻进方法以及该方法专用沉渣管牙轮取心钻头。钻进方法包括以下步骤：(1)安装气水接头；(2)安装沉渣管牙轮取心钻头；(3)将空压机、气水接头、沉渣管牙轮取心钻头用送气软管连接；(4)将钻头放入孔内，启动空压机，向孔内送气，同时开动旋挖钻机进行钻进；(5)回次结束，关闭空压机，提出沉渣管牙轮取心钻头，开启沉渣管活门清除管内沉渣，然后关闭活门；(6)重复上述步骤，直至完成成孔。与常规方法相比，本方法所用钻头结构简单、耐用，钻具磨损小，钻进效率高，散热好，有效解决了旋挖钻机在硬质岩石中的钻进难题。

Description

旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头
技术领域
本发明涉及一种桩基施工技术，具体涉及一种旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头，属于土木建筑工程技术领域。
背景技术
目前，很多工程项目不乏嵌岩桩设计，通常先采用旋挖钻机完成覆盖层钻孔，再由冲击钻机完成钻孔下端的嵌岩部分钻孔，这就使旋挖钻机在工程中充分发挥便捷高效的特点受到限制。同时，给施工和项目管理造成很多困难。如果使用旋挖钻机完成嵌岩部分的岩石层钻进，通常采用管形岩石钻头、短螺旋岩石钻头互补的方式钻进岩石地层。这种方法钻进效率低，残留孔底钻渣不易排除，钻具在工作中产生的高温无法消除，导致钻具材料强度极度降低而严重磨损。此外，由于旋挖钻机所用钻杆没有用作循环的气液冲洗通道，在钻进中，由于钻渣积聚于孔底而对钻头产生很大的回转摩擦阻力，使钻机产生强烈的震动，钻机容易损伤。因此，在当前技术条件下，旋挖钻机不适合在坚硬岩石地层钻进，钻进深度也受到一定程度限制。为了解决上述问题，利用空气冲洗的钻进方法解决旋挖钻机在硬质岩石层中的钻进难题成为施工选择，同时需要安装气水接头和专用沉渣管牙轮取心钻头配合这种施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法。
本发明的目的还在于提供一种旋挖钻机在硬质岩中钻进方法专用沉渣管牙轮取心钻头。
本发明所说的旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法包括如下步骤：
(1)在旋挖钻机动力头下端安装气水接头
(2)连接专用沉渣管牙轮取心钻头
(3)将空压机出气口用软管与气水接头入口连接
(4)将气水接头出口用软管与专用沉渣管牙轮取心钻头管道入口连接
(5)将钻头放入孔底
(6)启动运行空压机送气
(7)开动旋挖钻机入岩钻进
(8)钻进结束，提升钻头，去除钻头中的岩心和钻渣
(9)重复步骤(1)～(8)，直至完成各钻孔入岩孔段。
本发明的钻进方法具体描述如下：
(1)安装气水接头
(2)安装沉渣管牙轮取心钻头
(3)连接送气管路，并将钻头放入孔底
a、地上部分：用地面软管18将空压机19供气口与气水接头入口3相连接；
b、孔内部分：用孔内软管20将气水接头出口6与沉渣管牙轮取心钻头送气管接头11相连接。
c、将钻头放入孔底。
(4)启动空压机，向孔内送入空气。并启动旋挖钻机开始钻进。
(5)钻进结束，关闭空压机，提出钻头，打开沉渣管活门16，将沉渣管内的钻渣清除。
(6)重复上述步骤，直至完成各钻孔入岩孔段。
本发明的旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法专用沉渣管牙轮取心钻头的结构是这样的：
沉渣管牙轮取心钻头由钻头方套10、送气管接头11、销轴12、加强筋板13、钻头轴管14、活门铰链15、活门16、中间隔板17等组成。钻头轴管14为一空心厚壁钢管，它的上端与钻头方套10焊连接，端口为封闭状，其下端与中间隔板17焊连接，端口为开放状，气液可由此通过。在中间隔板17的中上部位开一通孔，与焊连接的送气管接头11相连通。4块加强筋板13对称的与钻头方套10、钻头轴管14以及中间隔板17焊连接，起组件增强作用。在相对的2块加强筋板13的边缘相对的两面分别焊有活门铰链15及销轴孔。活门铰链15用来安装活门16，使活门水平方向开合，销轴孔用来合上活门后插入销轴12锁定活门形成沉渣管内腔。
施工时，钻头方套10接受来自钻杆的机械力并传递给钻头轴管14以及中间隔板17，进而再传递给岩芯管、破岩刀具、沉渣管等。由地面送来的空气经送气管接头11送至钻头轴管，再经岩芯管送至破岩刀具位置。地面送来的空气在破岩刀具和岩芯管外侧较狭窄的通道内形成高速气流，在高速气流作用下，破岩刀具切削下来的岩石碎屑被向上举升至沉渣管口，由于沉渣管口处通道骤然增大，致使气流速度大幅度降低，岩石碎屑失去足够的举升力便向下沉降落至沉渣管中。
本发明取得的有益效果如下：
本发明采用了旋挖钻机入岩空气冲洗钻进，实现了排除孔底钻渣，消除了孔底钻渣对钻头阻力，增强了钻头散热效果，从而改变了旋挖钻机在硬质岩中工作的受力状态和高温环境，提高了钻进速度，降低施工成本，提高工程质量。若与旋挖钻机成孔至岩面，再由冲击钻机入岩1～2米工序比较，可提高工效1倍以上。所用钻头结构简单、耐用，易于加工。
附图说明
图1是气水接头结构示意图。
图1中的标号代表的含义是：
1、动力头下端 2、连接铰链 3、气水入口 4、静止部分 5、旋挖钻杆 6、气水出口 7、同步转动部分 8、连杆 9、平衡调整螺栓。
图2是沉渣管牙轮取心钻头结构示意图。
图2中的标号代表的含义是：
10、钻头方套 11、送气管接头 12、销轴 13、加强筋板 14、钻头轴管 15、活门铰链 16、活门 17、中间隔板。
图3是系统连接示意图。
图3中的标号代表的含义是：
17、气水接头 18、地面软管 19、空气压缩机 20、孔内软管 21、沉渣管牙轮取心钻头。
具体实施方式
以下实施例用以说明本发明。
实施例
参见图1、图2、图3，旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法包括以下步骤：
(1)安装气水接头17
(2)安装沉渣管牙轮取心钻头21
安装沉渣管牙轮取心钻头与常用旋挖钻头安装方式相同。
(3)连接送气管路，并将钻头下放入孔底
a、地上部分：用地面软管18将空压机19供气口与气水接头入口3相连接；
b、孔内部分：用孔内软管20将气水接头出口6与沉渣管牙轮取心钻头送气管接头11相连接；
c、将钻头放入孔底。
(4)启动空压机，向孔内送入空气。并启动旋挖钻机开始钻进。
(5)钻进结束，关闭空压机，提出钻头，打开沉渣管活门16，将钻头沉渣管内腔13中的钻渣清除。
(6)重复上述步骤，直至完成钻孔。
本发明的旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法专用沉渣管牙轮取心钻头的结构是这样的：
参见图2所示，沉渣管牙轮取心钻头由钻头方套10、送气管接头11、销轴12、加强筋板13、钻头轴管14、活门铰链15、活门16、中间隔板17等组成。
沉渣管牙轮取心钻头由钻头方套10、送气管接头11、销轴12、加强筋板13、钻头轴管14、活门铰链15、活门16、中间隔板17等组成。钻头轴管14为一空心厚壁钢管，它的上端与钻头方套10焊连接，端口为封闭状，其下端与中间隔板17焊连接，端口为开放状，气液可由此通过。在中间隔板17的中上部位开一通孔，与焊连接的送气管接头11相连通。4块加强筋板13对称的与钻头方套10、钻头轴管14以及中间隔板17焊连接，起组件增强作用。在相对的2块加强筋板13的边缘相对的两面分别焊有活门铰链15及销轴孔。活门铰链15用来安装活门16，使活门水平方向开合，销轴孔用来合上活门后插入销轴12锁定活门，活门被锁定并形成沉渣管内腔。
施工时，钻头方套10接受来自钻杆的机械力并传递给钻头轴管14以及中间隔板17，进而再传递给岩芯管、破岩刀具、沉渣管等。由地面送来的空气经送气管接头11送至钻头轴管，再经岩芯管送至破岩刀具位置。地面送来的空气在破岩刀具和岩芯管外侧较狭窄的通道内形成高速气流，在高速气流作用下，破岩刀具切削下来的岩石碎屑被向上举升至沉渣管口，由于沉渣管口处通道骤然增大，致使气流速度大幅度降低，岩石碎屑失去足够的举升力便向下沉降落至沉渣管中。
本实施例中旋挖钻机在硬质基岩中的钻进方法详细描述如下：
(1)如图1所示，气水接头由连接铰链2安装于动力头下端的圆盘1的底部，由平衡调整螺栓9调整使其与圆盘底面平行并同轴。其静止部分4是相对动力头而言的，它通过连杆8与动力头支架连接限制其回转运动。而同步转动部分7则随着动力头一同转动。静止部分4与同步转动部分7由轴承和密封件实现回转支撑和密封，并使气水入口3和气水出口6实现静一动通道，动通道可随动力头同步旋转，避免孔内软管与钻杆缠绕。
(2)见图2，沉渣管牙轮取心钻头。钻进和取心部分与普通钻头相同，不同之处是在钻头上部增加了带活门16的沉渣管，目的是便于清除钻渣。另外，钻头的中心管14顶部是封闭的，只是从中心管的一侧开一圆孔并用小直径的钢管将通道引至沉渣管为送气管接头11，以便与孔内软管20连接。
(3)见图3，本方法应用时送气管路的连接示意图。具体描述为：
①将地面软管18两端分别连接于空压机19排气口和气水接头入口3，空压机的压缩空气经软管输送至气水接头内部。
②按照钻头深度位置到气水接头的距离配置相应长度的孔内软管20，并将胶管两端分别连接于气水接头入口3和钻头送气管接头11。
③做完①②两项，从空压机至钻头形成完整通道。
④启动空压机和旋挖钻机钻进。空压机排出的压缩空气经地上软管送至气水接头入口3，再由气水接头出口6经孔内软管送至钻头送气管接头11，然后经钻头轴管14，将压缩空气送至钻头底部，最后进入钻孔与大气相通，实现空气循环冲洗钻进。
⑤钻进中，在钻头与孔壁间窄小的环状断面中形成相对高的空气流速，在气流的作用下，被钻头切削下来的岩渣被携带至钻头上部。岩渣被携带至钻头上部后，由于气流断面增大、流速骤然降低而失去对岩渣的举升力，岩渣侧沉落于沉渣管内。同时，在气流流动过程中，钻头因摩擦而产生的大部分热量被空气带出。
本发明经过在工程中应用，达到了预想效果。工程桩桩径：1.0米，桩孔深度：9～25米，要求入岩1～3米，岩石为平均单轴抗压强度60MP，最高90MP的砂岩，使用10m3/min空压机供气，平均钻速M/60min。而常规方法则平均M/129min，钻进效率提高1倍以上，有效解决了旋挖钻机在基岩中的钻进难题，具有显著的经济和社会效益。

Claims (2)

1.一种旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在旋挖钻机动力头下端安装气水接头
(2)连接专用沉渣管牙轮取心钻头
(3)将空压机出气口用软管与气水接头入口连接
(4)将气水接头出口用软管与专用沉渣管牙轮取心钻头管道入口连接
(5)将钻头放入孔底
(6)启动运行空压机送气
(7)开动旋挖钻机入岩钻进
(8)钻进结束，提升钻头，去除钻头中的岩心和钻渣
(9)重复步骤(1)～(8)，直至完成各钻孔入岩孔段。
2.一种用于如权利要求1所述的钻进方法专用沉渣管牙轮取心钻头，其特征在于：沉渣管牙轮取心钻头由钻头方套(10)、送气管接头(11)、销轴(12)、加强筋板(13)、钻头轴管(14)、活门铰链(15)、活门(16)、中间隔板(17)组成，钻头轴管(14)为一空心厚壁钢管，它的上端与钻头方套(10)焊连接，端口为封闭状，其下端与中间隔板(17)焊接，端口为开口状，气液可由此通过，在中间隔板(17)的中上部位开一通孔，与焊接的送气管接头(11)相连通，4块加强筋板(13)对称的与钻头方套(10)、钻头轴管(14)以及中间隔板(17)焊接，在相对的2块加强筋板(13)的边缘相对的两面分别焊有活门铰链(15)及销轴孔，活门(16)通过活门铰链(15)与加强筋板(13)铰链连接，合上活门(16)，销轴孔内插入销轴(12)，活门被锁定并形成沉渣管内腔。
CN 201010539555 2010-11-11 2010-11-11 旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头 Pending CN102022076A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010539555 CN102022076A (zh) 2010-11-11 2010-11-11 旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010539555 CN102022076A (zh) 2010-11-11 2010-11-11 旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102022076A true CN102022076A (zh) 2011-04-20

Family

ID=43863807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010539555 Pending CN102022076A (zh) 2010-11-11 2010-11-11 旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102022076A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102587834A (zh) * 2012-03-14 2012-07-18 北京市三一重机有限公司 钻具及桩工机械
CN102767645A (zh) * 2012-07-24 2012-11-07 上海中联重科桩工机械有限公司 软管防护结构及包含其的旋挖钻机、桩工机械
CN103982135A (zh) * 2014-04-30 2014-08-13 高杰 旋挖桩机孔底注水变齿多功能穿岩钻
CN104481395A (zh) * 2014-10-27 2015-04-01 河北省地矿局第三地质大队 一种绳索取心气动潜孔锤钻探工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3440727A1 (de) * 1984-11-07 1986-05-07 E + M Bohr GmbH, 8670 Hof Bohrwerkzeug
CN2201480Y (zh) * 1994-05-17 1995-06-21 聂敬太 潜入式自动横向取芯圆桩钻
CN1241666A (zh) * 1999-08-02 2000-01-19 叶长生 灌注桩桩孔钻斗
US20030167728A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-11 William Mohlenhoff Advanced processes for coring and grouting masonry
JP2006037708A (ja) * 2004-06-22 2006-02-09 Raito Kogyo Co Ltd 地盤改良装置及びそれを用いた地盤改良工法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3440727A1 (de) * 1984-11-07 1986-05-07 E + M Bohr GmbH, 8670 Hof Bohrwerkzeug
CN2201480Y (zh) * 1994-05-17 1995-06-21 聂敬太 潜入式自动横向取芯圆桩钻
CN1241666A (zh) * 1999-08-02 2000-01-19 叶长生 灌注桩桩孔钻斗
US20030167728A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-11 William Mohlenhoff Advanced processes for coring and grouting masonry
JP2006037708A (ja) * 2004-06-22 2006-02-09 Raito Kogyo Co Ltd 地盤改良装置及びそれを用いた地盤改良工法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国博士学位论文全文数据库基础科学辑》 20080815 刘三意 多工艺旋挖钻进技术研究 第21-38页第3章、第62-67页第5.3节至5.4节以及第71-77、112-114页，图3-1至3-9，图5-5至5-15 1 , 第08期 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102587834A (zh) * 2012-03-14 2012-07-18 北京市三一重机有限公司 钻具及桩工机械
CN102587834B (zh) * 2012-03-14 2014-06-25 北京市三一重机有限公司 钻具及桩工机械
CN102767645A (zh) * 2012-07-24 2012-11-07 上海中联重科桩工机械有限公司 软管防护结构及包含其的旋挖钻机、桩工机械
CN103982135A (zh) * 2014-04-30 2014-08-13 高杰 旋挖桩机孔底注水变齿多功能穿岩钻
CN103982135B (zh) * 2014-04-30 2016-04-06 高广升 旋挖桩机孔底注水变齿多功能穿岩钻
CN104481395A (zh) * 2014-10-27 2015-04-01 河北省地矿局第三地质大队 一种绳索取心气动潜孔锤钻探工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104832082B (zh) 一种用于旋挖钻机的气动潜孔锤反循环出渣施工工艺
CN105113987A (zh) 软硬互层煤层顺层随钻测量定向钻进装备及其施工方法
CN104695854B (zh) 一种可实现正、反循环气动潜孔锤工法的旋挖钻机
CN102071920A (zh) 低渗煤层瓦斯抽采设备及方法
CN108194022B (zh) 一种双驱动钻孔机
CN103147708A (zh) 一种贯通式潜孔锤反循环钻进集尘装置
CN204691658U (zh) 旋挖钻机潜孔锤施工专用工作装置
CN101806196A (zh) 一种复合型旋挖钻机钻孔机构
CN102022076A (zh) 旋挖钻机在硬质岩中的钻进方法及专用沉渣管牙轮取心钻头
WO2014114090A1 (zh) 一种可以在坚硬岩层做超流态混凝土压灌桩施工的工程钻机
CN104632112A (zh) 一种贯通式潜孔锤反循环钻进结构
CN207673287U (zh) 一种喷气式高效螺旋钻具
CN204703757U (zh) 可实现正、反循环气动潜孔锤工法的旋挖钻机
CN201857895U (zh) 一种单体大直径气动潜孔锤
CN102352642B (zh) 风动开槽钻头
CN104727744A (zh) 一种旋挖钻机潜孔锤施工专用工作装置
CN112727350A (zh) 一种钻杆悬吊式潜孔锤钻机的使用方法及其潜孔锤钻机
CN103527078A (zh) 一种用潜孔锤进行钻孔灌注桩施工的成孔工艺和设备
CN108797570B (zh) 一种搅拌桩钻孔机
CN105672877A (zh) 用于正循环排渣的潜水钻机及其成孔工艺方法
CN110344764A (zh) 扩底灌注基桩机械成桩装置及其成桩方法
CN215485888U (zh) 一种钻杆回转悬吊式潜孔锤钻机
CN110344752B (zh) 基于气液两相驱动的双壁螺杆钻井系统
CN209323551U (zh) 取土平台装置
CN210622733U (zh) 一种可深度钻孔的复合钻杆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110420