CN103375134A - 变径筒钻、筒钻的变径方法及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变径筒钻、筒钻的变径方法及旋挖钻机，该变径筒钻包括连接头、筒体和截齿，所述筒体包括同轴连接的上筒部和下筒部，所述下筒部包括至少两个弧形片，所述弧形片由圆筒状结构沿轴向切分构成，所述弧形片的上端与所述上筒部的下端径向可滑动连接，且在所述弧形片与上筒部的连接处还设置有周向限位装置、径向限位装置和轴向限位装置。本发明所述的变径筒钻的为分体式的多个弧形片，并在弧形片与上筒部的连接为径向可滑动连接，因而可以使由弧形片构成的下筒部的外径变大，进而可以解决采用跟管钻进打孔所导致的桩孔直径上下不一致的问题。

Description

变径筒钻、筒钻的变径方法及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种变径钻筒、筒钻的变径方法及旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机打孔时，做好桩孔护壁是首要条件，尤其是在不稳定地层。目前常用的护壁方法有护筒、泥浆和回填三种，其中护筒是最高效、最环保、适用范围最广的一种护壁方式，目前在国外已经得到大范围的使用。长护筒的下放方法通常有三种，一是旋挖钻机摆管器接驱动花筒下放护筒，二是使用搓管机下放护筒，三是使用振动锤下放护筒。为了提高施工效率，通常采用下护筒和钻孔同时进行的方法，即边钻孔边下护筒，又称为跟管钻进。跟管钻进所用的护筒厚度一般在10～40mm之间，旋挖钻机钻头在护筒内提放并打孔，成孔直径取决于护筒的外径。然而，护筒仅需穿越不稳定地层即可，无法也无必要穿越岩石层，因此在桩孔完成抽掉护筒之后，不稳定地层的桩孔就会比岩石层的桩孔的直径大，在灌桩时就会造成桩孔直径上下不一致，影响成桩质量。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种变径筒钻、筒钻的变径方法及旋挖钻机，以解决采用跟管钻进法打孔所导致的桩孔直径上下不一致的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种变径筒钻，包括连接头、筒体和截齿，所述筒体包括同轴连接的上筒部和下筒部，所述下筒部包括至少两个弧形片，所述弧形片由圆筒状结构沿轴向切分构成，所述弧形片的上端与所述上筒部的下端径向可滑动连接，且在所述弧形片与上筒部的连接处还设置有周向限位装置、径向限位装置和轴向限位装置，并通过周向限位装置传递扭矩，通过径向限位装置限定变径范围，通过轴向限位装置连接所述下筒部。

进一步的，所述可滑动连接主要由设置在所述弧形片上端的内斜面和设置在所述上筒部下端的外斜面相互配合构成，且所述内斜面的宽度大于所述外斜面的宽度，当所述弧形片沿所述外斜面向上滑动时，所述下筒部的外径变大。这里所述的内斜面为弧形片的外壁高于内壁的斜面，外斜面为设在上筒部下端与内斜面平行的斜面。

进一步的，所述周向限位装置包括至少一个直槽和与其对应配合的凸块，所述直槽沿轴向设置在所述上筒部上，所述凸块设置在所述弧形片上，或者，所述直槽沿轴向设置在所述弧形片上，所述凸块设置在所述上筒部上。

进一步的，所述轴向限位装置包括至少一个T型槽或燕尾槽以及与该T型槽或燕尾槽对应配合的凸头，所述T型槽或燕尾槽沿轴向设置在所述上筒部上，所述凸头设置在所述弧形片上，或者，所述T型槽或燕尾槽沿轴向设置在所述弧形片上，所述凸头设置在所述上筒部上，在所述T型槽或燕尾槽上设有与所述弧形片的内斜面平行的斜面，在所述凸头上设有与所述T型槽或燕尾槽对应匹配的斜面。

进一步的，所述径向限位装置包括至少一个挡块，所述挡块设置在所述弧形片的内斜面上靠近内壁的一端，且所述挡块的上缘高于所述内斜面的上缘。

进一步的，所述弧形片的厚度大于所述上筒部的厚度。

进一步的，所述弧形片的数量为三个、四个、六个或八个。

另一方面，本发明还提供了一种筒钻的变径方法，包括以下措施：

一、将筒钻的筒体分为上筒部和下筒部两段，并在所述上筒部与所述下筒部的连接处设置周向限位装置和轴向限位装置，以使所述上筒部对所述下筒部周向传递扭矩以及轴向连接；

二、将所述下筒部沿其轴向切分为至少两个弧形片；

三、在所述弧形片的上端设置外壁高于内壁的向内倾斜的内斜面，在所述上筒部的下端设置与所述内斜面平行的外斜面，通过所述内斜面与所述外斜面的配合构成可滑动连接，当所述上筒部对所述弧形片轴向施力时，所述弧形片通过所述内斜面沿所述外斜面滑动，进而使由所述弧形片构成的下筒部的外径变大；

四、在所述内斜面的内侧设置径向限位装置，以限制所述下筒部的最大外径。

再一方面，本发明还提供了一种旋挖钻机，所述旋挖钻机设置有如上所述的变径筒钻。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：本发明所述的变径筒钻的为分体式的多个弧形片，并在弧形片与上筒部的连接为径向可滑动连接，因而可以使由弧形片构成的下筒部的外径变大，进而可以解决采用跟管钻进打孔所导致的桩孔直径上下不一致的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的变径筒钻的结构示意图；

图2为图1的剖视图一；

图3为图1的剖视图二。

附图标记说明：

1-连接头，2-筒体，21-上筒部，22-下筒部，3-截齿，4-挡块，5-凸头，6-T型槽，7-弧形片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1为本实施例所述变径筒钻的结构示意图，图2和图3分别图1的两个剖视图，结合图1、图2和图3可知，本实施例的变径筒钻包括连接头1、筒体2和截齿3，筒体2包括同轴连接的上筒部21和下筒部22，下筒部22包括四个弧形片7，弧形片7由圆筒状结构沿轴向切分构成，弧形片7的上端与上筒部21的下端径向可滑动连接，该径向可滑动连接主要由设置在弧形片7上端的内斜面和设置在上筒部21下端的外斜面相互配合构成，且内斜面的宽度大于外斜面的宽度，当弧形片7沿外斜面向上滑动时，由这四个弧形片7构成的下筒部22的外径就会变大。这里的内斜面为弧形片7的外壁高于内壁的斜面，外斜面为设在上筒部21下端与内斜面平行的斜面。在本实施例中，该弧形片7的厚度大于上筒部21筒壁的厚度，既可以增大下筒部22的强度，也可以使内斜面大于外斜面的宽度。

在弧形片7与上筒部21的连接处还设置有周向限位装置、径向限位装置和轴向限位装置，并通过周向限位装置传递扭矩，通过径向限位装置限定变径范围，通过轴向限位装置连接下筒部22。该周向限位装置包括一个宽大的直槽和与其对应的凸块，直槽沿轴向设置在弧形片7上，凸块设置在上筒部21上与直槽对应的位置。该轴向限位装置包括一个T型槽6以及与该T型槽6对应的凸头5，T型槽6沿轴向设置在弧形片7上，凸头5设置在上筒部21上与直槽对应的位置，在T型槽6上设有与弧形片7的内斜面平行的斜面，在凸头5上设有与T型槽6对应匹配的斜面。该径向限位装置包括挡块4，挡块4设置在弧形片7的内斜面上靠近内壁的一端，且挡块4的上缘高于内斜面的上缘。

本实施例所述的变径筒钻在应用于跟管钻进法岩石层的打孔时，下筒部22的四个弧形片7受上筒部21的轴向力，使弧形片7通过内斜面相对外斜面滑动，进而使下筒部22的直径变大，可以打更大直径的桩孔，因而可以解决桩孔直径上下不一致的问题。当筒钻上提时，四个弧形片7由于重力的作用会回到初始位置，以便顺利穿过护筒。

在其他实施例中，该弧形片7也可以为两片、三片、六片或八片；直槽和T型槽6的位置也可以设置在上筒部21上，而与直槽和T型槽6分别对应的凸块、凸头5可以设置在弧形块上；该T型槽6也可以为燕尾槽。

除了上述的变径筒钻，本发明实施例还提供一种设置有上述变径筒钻的旋挖钻机，该旋挖钻机的其它各部分的结构参考现有技术，本文不再赘述。

本实施例还提供了一种筒钻的变径方法，包括以下措施：

一、将筒钻的筒体分为上筒部和下筒部两段，并在上筒部与下筒部的连接处设置周向限位装置和轴向限位装置，以使上筒部对下筒部周向传递扭矩以及轴向连接；

二、将下筒部沿其轴向切分为至少两个弧形片；

三、在弧形片的上端设置外壁高于内壁的向内倾斜的内斜面，在上筒部的下端设置与内斜面平行的外斜面，通过内斜面与外斜面的配合构成可滑动连接，当上筒部对弧形片轴向施力时，弧形片通过内斜面沿外斜面滑动，进而使由弧形片构成的下筒部的外径变大；

四、在内斜面的内侧设置径向限位装置，以限制下筒部的最大外径。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变径筒钻，包括连接头（1）、筒体（2）和截齿（3），其特征在于，所述筒体（2）包括同轴连接的上筒部（21）和下筒部（22），所述下筒部（22）包括至少两个弧形片（7），所述弧形片（7）由圆筒状结构沿轴向切分构成，所述弧形片（7）的上端与所述上筒部（21）的下端径向可滑动连接，且在所述弧形片（7）与上筒部（21）的连接处还设置有周向限位装置、径向限位装置和轴向限位装置。

2.根据权利要求1所述的变径筒钻，其特征在于，所述可滑动连接主要由设置在所述弧形片（7）上端的内斜面和设置在所述上筒部（21）下端的外斜面相互配合构成，且所述内斜面的宽度大于所述外斜面的宽度，当所述弧形片（7）沿所述外斜面向上滑动时，所述下筒部（22）的外径变大。

3.根据权利要求2所述的变径筒钻，其特征在于，所述周向限位装置包括至少一个直槽和与其对应配合的凸块，所述直槽沿轴向设置在所述上筒部（21）上，所述凸块设置在所述弧形片（7）上，或者，所述直槽沿轴向设置在所述弧形片（7）上，所述凸块设置在所述上筒部（21）上。

4.根据权利要求2或3所述的变径筒钻，其特征在于，所述轴向限位装置包括至少一个T型槽（6）或燕尾槽以及与该T型槽（6）或燕尾槽对应配合的凸头（5），所述T型槽（6）或燕尾槽沿轴向设置在所述上筒部（21）上，所述凸头（5）设置在所述弧形片（7）上，或者，所述T型槽（6）或燕尾槽沿轴向设置在所述弧形片（7）上，所述凸头（5）设置在所述上筒部（21）上，在所述T型槽（6）或燕尾槽上设有与所述弧形片（7）的内斜面平行的斜面，在所述凸头（5）上设有与所述T型槽（6）或燕尾槽对应匹配的斜面。

5.根据权利要求4所述的变径筒钻，其特征在于，所述径向限位装置包括至少一个挡块（4），所述挡块（4）设置在所述弧形片（7）的内斜面上靠近内壁的一端，且所述挡块（4）的上缘高于所述内斜面的上缘。

6.根据权利要求5所述的变径筒钻，其特征在于，所述弧形片（7）的厚度大于所述上筒部（21）的厚度。

7.根据权利要求4所述的变径筒钻，其特征在于，所述弧形片（7）的数量为三个、四个、六个或八个。

8.一种筒钻的变径方法，其特征在于，包括以下措施：

一、将筒钻的筒体分为上筒部和下筒部两段，并在所述上筒部与所述下筒部的连接处设置周向限位装置和轴向限位装置，以使所述上筒部对所述下筒部周向传递扭矩以及轴向连接；

二、将所述下筒部沿其轴向切分为至少两个弧形片；

三、在所述弧形片的上端设置外壁高于内壁的向内倾斜的内斜面，在所述上筒部的下端设置与所述内斜面平行的外斜面，通过所述内斜面与所述外斜面的配合构成可滑动连接，当所述上筒部对所述弧形片轴向施力时，所述弧形片通过所述内斜面沿所述外斜面滑动，进而使由所述弧形片构成的下筒部的外径变大；

四、在所述内斜面的内侧设置径向限位装置，以限制所述下筒部的最大外径。

9.一种旋挖钻机，其特征在于，所述旋挖钻机设置有如权利要求1至7任意一项所述的变径筒钻。

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