CN102330536A

CN102330536A - 涡轮泵举式潜旋钻机

Info

Publication number: CN102330536A
Application number: CN2010102245113A
Authority: CN
Inventors: 谢学军; 章宝贵; 吴海
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明公开了一种涡轮泵举式潜旋钻机，包括机架、钻杆和泥、浆分离机，钻杆下端设有一横向钻头，所述横向钻头上设有一可伸缩的横轴，所述横轴与所述钻杆垂直，所述横轴上设有叶片，钻头上端与钻杆之间形成一储土腔，所述储土腔内设有一上涡轮和一下涡轮，所述上涡轮的直径小于所述下涡轮的直径，采用这种结构的横向钻头可适用不同土层，成孔过程中不间断钻进，所成孔壁完整，可连续作业，生产效率高，不受场地条件限制，无泥浆排放，用水量小，减少了泥浆处理成本，可在合适土层进行扩孔，有效利用下卧土层的承载力，提高单桩承载力降低桩基工程造价。

Description

涡轮泵举式潜旋钻机

技术领域

本发明涉及一种建筑、桥梁基础的施工设备，特别涉及一种用于建筑、桥梁基础工程灌注桩施工成孔用的潜旋钻机。

背景技术

建筑、桥梁基础工程灌注桩施工成桩技术分机械成孔和人工成孔两种，人工成孔为人工挖孔灌注桩，其需大量人力，成孔速度慢，安全隐患大，目前工程较少施工人工挖孔灌注桩，在此不做分析。下面介绍现有机械成孔技术及其不足：

1、机械干作业成孔灌注桩主要有沉管灌注桩机、短螺旋钻机、长螺旋钻机等。其特点为设备简单、施工准备工作少、成孔速度快，无泥浆污染等优点，其缺点为受桩架高度和动力头限制，一般成桩直径较小，一般桩径小于0.8m，深度较浅，一般小于30m。短螺旋成孔深度较大可达50m，桩径也较大，但其成孔速度低，只适用于北方地下水位低的地区，地下水位较高的地区则不适用。

2.、正、反循环泥浆(套管)护壁钻机主要有正、反循环钻机，潜水钻机，冲击钻机，回转钻机等。上述不同钻机设备简单，操作方便，每种钻机都有其适用和不适用的岩土层，在国内目前均应用广泛，其共同的缺点为成孔速度慢、效率低，用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔效率难控制等。

3、旋挖钻机，为近几年刚发展起来的钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，该施工方法主要特点是施工效率高，泥浆污染少，少了泥浆外运的费用的特点。但其设备造价高，设备操作复杂较难掌握，特别是针对超深和大直径的灌注桩施工的旋挖钻机，造价更高；且入较硬质的岩石持力层困难。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种成孔速度快、适用范围广、无泥浆污染的涡轮泵举式潜旋钻机。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种涡轮泵举式潜旋钻机，包括机架、钻杆和泥、浆分离机，所述钻杆位于所述机架上，所述钻杆下端设有一横向钻头，所述横向钻头包括一钻头支架，所述钻头支架上设有一可伸缩的横轴，所述横轴与所述钻杆垂直，所述横轴上设有叶片，所述横轴与横向驱动液压马达连接，所述钻头支架的下端设有一导向螺旋钻尖，所述钻头支架的上端与所述钻杆之间形成一储土腔，所述储土腔内设有一上涡轮和一下涡轮，所述上涡轮的直径小于所述下涡轮的直径，所述上涡轮、下涡轮及导向螺旋钻尖通过一连接轴同轴连接，所述连接轴与一纵向驱动液压马达连接。

优选的，所述横轴包括一固定轴，所述固定轴两端各套有一移动轴，所述移动轴与所述固定轴滑动连接，所述固定轴与所述移动轴之间设有横轴伸缩油缸，所述固定轴、移动轴上均设有叶片。

优选的，所述机架上设履带行走机构，所述机架上还设有塔架，所述钻杆位于所述塔架上，所述塔架与一伸缩油缸连接，所述伸缩油缸固定在所述机架上。

优选的，所述塔架上设有一卷扬机，所述卷扬机的钢丝绳与所述钻杆连接。

优选的，所述机架上设有一盘架，所述横向驱动液压马达、纵向驱动液压马达的油管缠绕在所述盘架上。

优选的，所述泥、浆分离机上设有输送带。

上述技术方案具有如下有益效果：该涡轮泵举式潜旋钻机在工作时，横向钻头上的横轴在横向驱动液压马达驱动下的带动叶片横向旋转切割土体，于此同时，螺旋钻尖在纵向驱动液压马达的带动下向下掘进形成钻孔，横轴伸缩可改变钻孔的直径。在钻孔过程中，上、下涡轮随同螺旋钻尖一同转动，下涡轮直径较大，转速较慢，主要功能把钻头切割的土体和泥浆混合物吸入储土腔内；上涡轮直径较小，转速高，把储土腔内土体和泥浆混合物泵入钻杆，通过钻杆将土体和泥浆带出地面。采用这种结构的横向钻头可适用不同土层，成孔过程中不间断钻进，所成孔壁完整，可连续作业，生产效率高，不受场地条件限制，无泥浆排放，用水量小，减少了泥浆处理成本，可在合适土层进行扩孔，有效利用下卧土层的承载力，提高单桩承载力降低桩基工程造价。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例横向钻头的结构示意图。

图3为本发明实施例横向钻头正常钻孔时的结构示意图；

图4为本发明实施例横向钻头在扩孔状态的结构示意图；

图5为本发明实施例泥、浆分离机输送带的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。

如图1所示，该涡轮泵举式潜旋钻机包括机架1、钻杆14和泥、浆分离机12及横向钻头2。机架1上设履带行走机构3，通过履带行走机构可带动机架1来回移动。机架1上还设有一6塔架，塔架6与一伸缩油缸5连接，伸缩油缸5固定在机架1上，伸缩油缸5可驱动塔架6竖起或平躺。钻杆14位于塔架6上，塔架6的顶部设有一卷扬机7，卷扬机7的钢丝绳8通过一连接法兰9钻杆连接。机架1上设有一盘架4，盘架4用来缠绕横向钻头2上液压马达的油管11。钻杆14与一软管13连接，软管13位于泥、浆分离机12上方。

该涡轮泵举式潜旋钻机在工作时，通过伸缩油缸5将塔架6竖起，然后横向钻头2向下钻孔，钻孔所得的土和泥浆混合物通过钻杆14从钻孔内抽出，并通过软管13把泥、浆混合物送到泥、浆分离机12上，泥、浆分离机上设有输送带，其结构如图5所示，固态的泥块通过输送带运至汽车或土堆上，泥浆则顺输送带两侧流到泥、浆分离机12下部，泥浆继续向下流动的过程中，泥浆中的泥沙进一步沉淀在输送带上，沉淀在输送带上的泥沙被输送带运到汽车或土堆上，经过沉淀的泥浆流到泥浆池并沿A方向流回孔内循环。在钻孔过程中，盘架4随钻杆14的提升和钻进回收和放出油管11，成孔后由塔架6上的卷扬机7负责提升钻杆14。

如图2所示，横向钻头2包括一钻头支架21，钻头支架21上设有一可伸缩的横轴22，横轴22与钻杆14垂直，横轴22与横向驱动液压马达27连接。横轴22包括一固定轴23，固定轴23的两端各套有一移动轴24，移动轴24与固定轴23滑动连接，固定轴23与移动轴24之间设有横轴伸缩油缸25，固定轴23、移动轴24上均设有叶片26。钻头支架21的下端设有一导向螺旋钻尖28，钻头支架21的上端与钻杆14之间形成一储土腔29，储土腔29内设有一上涡轮30和一下涡轮31，上涡轮30的直径小于下涡轮31的直径，上涡轮30、下涡轮31及导向螺旋钻尖28通过一连接轴32同轴连接，连接轴32与一纵向驱动液压马达33连接，连接轴32与钻头支架21连接处设有密封圈，以保证储土腔29的密封。横向驱动液压马达27、纵向驱动液压马达33与油管11连接。

该涡轮泵举式潜旋钻机在工作时，横向钻头2上的横轴22在横向驱动液压马达25驱动下的带动叶片26横向旋转切割土体，于此同时，螺旋钻尖28在纵向驱动液压马达33的带动下向下掘进形成钻孔。正常钻孔时的状态如图3所示，此时横轴22处于收缩状态。通过横轴伸缩油缸25驱动移动轴24在固定轴23的轴向向外滑动，使横轴22处于伸出状态(如图4所示)，此时该横向钻头2处于扩孔工作状态。在钻孔过程中，上、下涡轮30、31随同螺旋钻尖28一同转动，下涡轮31直径较大，转速较慢，主要功能把钻头切割的土体和泥浆混合物吸入储土腔29内；上涡轮30的直径较小，转速高，把储土腔29内土体和泥浆混合物泵入钻杆14，通过钻杆14将土体和泥浆带出地面。

采用这种结构的横向钻头可适用不同土层，成孔过程中不间断钻进，所成孔壁完整，可连续作业，生产效率高，不受场地条件限制，无泥浆排放，用水量小，减少了泥浆处理成本，可在合适土层进行扩孔，有效利用下卧土层的承载力，提高单桩承载力降低桩基工程造价。

以上对本发明实施例所提供的一种涡轮泵举式潜旋钻机进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种涡轮泵举式潜旋钻机，包括机架、钻杆和泥、浆分离机，所述钻杆位于所述机架上，其特征在于：所述钻杆下端设有一横向钻头，所述横向钻头包括一钻头支架，所述钻头支架上设有一可伸缩的横轴，所述横轴与所述钻杆垂直，所述横轴上设有叶片，所述横轴与横向驱动液压马达连接，所述钻头支架的下端设有一导向螺旋钻尖，所述钻头支架的上端与所述钻杆之间形成一储土腔，所述储土腔内设有一上涡轮和一下涡轮，所述上涡轮的直径小于所述下涡轮的直径，所述上涡轮、下涡轮及导向螺旋钻尖通过一连接轴同轴连接，所述连接轴与一纵向驱动液压马达连接。

2.根据权利要求1所述的涡轮泵举式潜旋钻机，其特征在于：所述横轴包括一固定轴，所述固定轴两端各套有一移动轴，所述移动轴与所述固定轴滑动连接，所述固定轴与所述移动轴之间设有横轴伸缩油缸，所述固定轴、移动轴上均设有叶片。

3.根据权利要求1所述的涡轮泵举式潜旋钻机，其特征在于：所述机架上设履带行走机构，所述机架上还设有塔架，所述钻杆位于所述塔架上，所述塔架与一伸缩油缸连接，所述伸缩油缸固定在所述机架上。

4.根据权利要求1所述的涡轮泵举式潜旋钻机，其特征在于：所述塔架上设有一卷扬机，所述卷扬机的钢丝绳与所述钻杆连接。

5.根据权利要求1所述的涡轮泵举式潜旋钻机，其特征在于：所述机架上设有一盘架，所述横向驱动液压马达、纵向驱动液压马达的油管缠绕在所述盘架上。

6.根据权利要求1所述的涡轮泵举式潜旋钻机，其特征在于：所述泥、浆分离机上设有输送带。