CN103510868A

CN103510868A - 钻杆及钻机装置

Info

Publication number: CN103510868A
Application number: CN201310484896.0A
Authority: CN
Inventors: 黄小勇; 崔进社; 库帆
Original assignee: WUHAN WUCHUAN ELECTROMECHANICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: Wuchang Shipbuilding Industry Group Co Ltd
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: CN103510868B

Abstract

本发明涉及建筑技术领域，特别涉及一种钻杆及钻机装置，钻杆包括：伸缩式钻杆本体、钻头、动力头及灌浆软管。动力头连接在伸缩式钻杆本体的顶端，钻头连接在伸缩式钻杆本体的底端；动力头带动伸缩式钻杆本体在上下方向上伸缩进行钻孔。灌浆软管的一端穿过伸缩式钻杆本体与钻头连接，另一端与灌浆装置连接。钻机装置包括钻杆、钻机立柱、卷筒、卷筒安装架及台车。钻机立柱的底端固定在台车上，卷筒安装架固定在钻机立柱的顶端，卷筒安装在卷筒安装架上。灌浆软管的一端与钻头连接，另一端经卷筒与灌浆装置连接，且灌浆软管铺设在卷筒上。本发明提供的钻杆及钻机装置，避免了钻机装置倾翻的事故；同时，提高了灌浆的工作效率。

Description

钻杆及钻机装置

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别涉及一种钻杆及钻机装置。

背景技术

旋挖钻机一般采用多级伸缩式钻杆，最大钻孔深度一般可以达到60～100m，适用于直径≥600mm的钻孔灌注桩。由于采用伸缩式钻杆，钻机高度一般设置在20～25m，该钻杆通过安装在钻杆底部的钻头取土，钻杆本身不具备灌浆功能。由于钻杆自身不具备灌浆功能，在钻机钻孔完毕后利用钢管进行灌浆，钢管采用分段式，每段长度为1～3m，每段之间采用螺纹连接，根据工艺需要，灌浆过程中需保持钢管底部在浆的液面下1～3m，因此须不断测量灌浆的深度，并及时拆卸钢管保证适合的钢管长度，整个过程只能通过人工进行，操作过程复杂，效率低下。此外，还有目前还有一种长螺旋钻机，采用的钻杆为多级不可伸缩式钻杆，最大钻孔深度一般可以达到30～40m，适用于直径400～600mm的钻孔灌注桩。该钻杆通过钻杆自身排土并成孔，钻杆本身具备灌浆功能，在钻孔完毕拔钻杆的过程中同时完成灌浆的工作。由于钻杆不可伸缩，钻杆本体高度必须大于最大钻孔深度，同时钻机高度为了和钻杆匹配，必须大于钻杆高度，因此在钻深孔时，需要的钻机高度偏高，重心不稳，容易出现钻机倾翻的事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够避免因钻机的高度过高而发生的钻机倾翻的事故、并且能够提高灌浆的工作效率的钻杆及钻机装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种钻杆，包括：伸缩式钻杆本体、钻头、动力头及灌浆软管。所述动力头连接在所述伸缩式钻杆本体的顶端，所述钻头连接在所述伸缩式钻杆本体的底端；所述动力头带动所述伸缩式钻杆本体在上下方向上伸缩进行钻孔。所述灌浆软管的一端穿过所述伸缩式钻杆本体与所述钻头连接，另一端与灌浆装置连接；所述伸缩式钻杆本体内部的所述灌浆软管跟随所述伸缩式钻杆本体的伸长或收缩而相应的改变长度，并通过所述灌浆软管将浆液从灌浆装置导入到所述钻头进行灌浆。

进一步地，还包括连接头；所述连接头设置在所述钻头的内腔；所述连接头的一端与所述灌浆软管连接，另一端与所述钻头的灌浆入口连接。

进一步地，还包括第一限位块及第二限位块；所述第一限位块固定在所述钻头内腔的表面；所述连接头的外部表面的同一圆周上设置有第二限位块；所述第二限位块放置在所述第一限位块的下端，防止所述连接头脱离所述钻头。

进一步地，所述第一限位块由两个半圆环构成；两个所述半圆环分别固定在所述钻头的内腔表面，且两个所述半圆环构成一个圆环结构；所述第二限位块为圆环结构。

本发明还提供了一种钻机装置，包括钻杆、钻机立柱、卷筒、卷筒安装架及台车；所述钻机立柱的底端固定在所述台车上，所述卷筒安装架固定在所述钻机立柱的顶端，所述卷筒安装在所述卷筒安装架上。所述灌浆软管的一端与所述钻头连接，另一端经所述卷筒与所述灌浆装置连接，且所述灌浆软管铺设在所述卷筒上；所述卷筒为所述灌浆软管提供支点，使所述灌浆软管跟随所述伸缩式钻杆本体的伸长或收缩而相应的改变长度。

本发明提供的钻机装置，钻杆本体采用伸缩式结构，使得钻杆本体能够根据实际需要上下伸缩，在工业应用中，不需要将钻机的高度设置的过高，避免了因钻机装置的高度过高而导致的钻机装置倾翻的事故。同时，本发明提供的钻杆中设计有灌浆软管，灌浆软管能够跟随伸缩式钻杆本体的伸长或收缩而相应的改变长度，因此能够通过灌浆软管在钻孔完毕拔钻杆本体的过程中完成灌浆的工作，提高了灌浆的工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的钻杆装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的钻杆本体上端结构示意图；

图3为本发明实施例提供的钻杆本体下端结构示意图；

图4为本发明实施例提供的钻杆本体的俯视图。

具体实施方式

参见图1-图4，本发明实施例提供了一种钻杆，包括：伸缩式钻杆本体6、钻头7、动力头3及灌浆软管2。动力头3连接在伸缩式钻杆本体6的顶端，钻头7连接在伸缩式钻杆本体6的底端。动力头3带动伸缩式钻杆本体6在上下方向上伸缩进行钻孔。灌浆软管2的一端穿过伸缩式钻杆本体6与钻头7连接，另一端与灌浆装置连接。伸缩式钻杆本体6内部的灌浆软管2跟随伸缩式钻杆本体6的伸长或收缩而相应的改变长度，并通过灌浆软管2将浆液从灌浆装置导入到钻头7进行灌浆。下面进一步的对本实施例所提供的钻杆的结构进行说明：

参见图2-图4，伸缩式钻杆本体6可以为二级或多级伸缩结构，在应用过程中根据实际需要进行选择。本实施例中，伸缩式钻杆本体6采用三级伸缩结构，包括：内钻杆63、二级钻杆66、三级钻杆65、第一加载键条64、第二加载键条61、第三加载键条611、第四加载键条62及第五加载键条610。内钻杆63、二级钻杆66及三级钻杆65均为中空的圆柱状结构，且内钻杆63的外径小于二级钻杆66的外径，二级钻杆66的外径小于三级钻杆65的外径；内钻杆63套在二级钻杆66内，二级钻杆66套在三级钻杆65内。内钻杆63的外壁的中间位置焊接有第一加载键条64。二级钻杆66内壁的上方焊接有第二加载键条61，二级钻杆66内壁的下方焊接有第三加载键条611；三级钻杆65内壁的上方焊接有第四加载键条62，三级钻杆65内壁的下方焊接有第五加载键610条。第一加载键条64、第二加载键条61、第三加载键条611、第四加载键条62及第五加载键条610的上、下两端分别构成对应加载键条的上、下两个加载位。动力头3与内钻杆63的顶端连接（如通过螺栓连接），三级钻杆65的底端与钻头7连接（如通过可拆式接头连接）。连接头612设置在钻头7的内腔；连接头612的一端与灌浆软管2连接（利用卡箍进行连接，防止灌浆泄露），另一端与钻头7的灌浆口连接。第一限位块68固定在钻头1内腔的表面；连接头612的外部表面的同一圆周上设置有第二限位块69；第二限位块69放置在第一限位块68的下端，防止连接头612脱离钻头7。第一限位块68由两个半圆环构成；两个半圆环分别固定在钻头7的内腔表面，且两个半圆环构成一个圆环结构，第二限位块69为圆环结构；第一限位块设计成两个半圆环结构，第二限位块设计成圆环结构，可以增加限位块（包括第一限位块和第二限位块）之间的受力面积，提高限位块（包括第一限位块和第二限位块）自身的压力承受极限，以延长限位块（包括第一限位块和第二限位块）的使用寿命。

本发明实施例还提供了一种钻机装置，包括前面所述的钻杆、钻机立柱5、卷筒1、卷筒安装架及台车4。钻机立柱5的底端固定在台车4上，卷筒安装架固定在钻机立柱5的顶端，卷筒1安装在卷筒安装架5上。灌浆软管2的一端与钻头7连接，另一端经卷筒1与灌浆装置连接，且灌浆软管2铺设在卷筒1上；卷筒1为灌浆软管2提供支点，使灌浆软管2跟随伸缩式钻杆本体6的伸长或收缩而相应的改变长度。

本发明实施例提供的钻杆及钻机装置的工作原理如下：

参见图1-图4，动力头3和内钻杆63的顶部通过螺栓进行连接，通过该处的连接将动力头3的扭矩和轴向加载力传递到内钻杆63上。二级钻杆66的内壁上焊接了第二加载键条61和第三加载键条611，内钻杆63通过第二加载键条61和第三加载键条611将扭矩和轴向加载力传递到二级钻杆66上；同理，二级钻杆66通过第四加载键条62和第五加载键条610将扭矩和轴向加载力传递到三级钻杆65上。如此类推，当钻杆级数增加至N级时（N为大于3的正整数），可以通过该方式将动力头3动力头的扭矩和轴向加载力传递到N级钻杆（即最外层钻杆）上。本实施例中，采用的伸缩式钻杆本体6为三级伸缩结构，三级钻杆65的底端通过可拆式接头与钻头7连接，并通过可拆式接头最终将动力头3的扭矩和轴向加载力传递到钻头7上。灌浆软管2通过卷筒进入内钻杆内部，可以增加灌浆软管2的使用寿命；灌浆软管2通过卡箍与连接头612连接，可以起到防止漏浆的作用。第一限位块68能够限制连接头612的轴向位移，使连接头612只能在轴向有轻微窜动，而不会和钻头7脱离。

参见图1-图3，施工开始后，动力头3带动整个钻杆本体6及钻头7正向旋转并下降，同时卷筒1处跟随释放灌浆软管2，三级钻杆65入土后，动力头3带动内钻杆63反向旋转，使第一加载键条64的下加载位与第三加载键611条脱开，动力头3带动内钻杆63上升，直至第一加载键64条的下加载位略高于第二加载键条61的上加载位，动力头3带动内钻杆63正向旋转进入第二加载键条61的下加载位（即通过第二加载键条61限制第一加载键条64的轴向位移，从而限制内钻杆63的轴向位移），更换加载位的过程中，灌浆软管2维持在原位置不动，此时动力头3回到钻机立柱5顶部，可以继续向下开始钻孔工作；二级钻杆66和三级钻杆65之间工作原理与上述过程相同。钻孔结束后，动力头3带动整个钻杆本体6及钻头正向旋转并上升，同时卷筒1处跟随回收灌浆软管，当动力头3到达钻机立柱5顶部时，带动内钻杆63反向旋转，使第一加载键条64的上、下加载位与第二加载键条61脱开，动力头3带动内钻杆63下降，直至第一加载键条64的下加载位略高于第三加载键条611的上加载位，动力头3带动内钻杆63正向旋转进入第三加载键条611的下加载位（即通过第三加载键条611限制第一加载键条64的轴向位移，从而限制内钻杆63的轴向位移），更换加载位过程中，灌浆软管2维持原位置不动，此时动力头3回到钻机立柱5底部，可以继续向上开始拔桩和灌浆工作；二级钻杆和三级钻杆之间工作原理与上述过程相同。

本实施例具有以下有益效果：

本发明提供的钻机装置，钻杆本体采用伸缩式结构，使得钻杆本体能够根据实际需要上下伸缩，在工业应用中，不需要将钻机装置的高度设置的过高，避免了因钻机装置的高度过高而导致的钻机装置倾翻的事故。同时，本发明提供的钻杆中设计有灌浆软管，灌浆软管能够跟随伸缩式钻杆本体的伸长或收缩而相应的改变长度，因此能够通过灌浆软管在钻孔完毕拔钻杆本体的过程中完成灌浆的工作，提高了灌浆的工作效率。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种钻杆，包括：伸缩式钻杆本体（6）、钻头（7）及动力头（3），其特征在于，还包括：灌浆软管（2）；

所述动力头（3）连接在所述伸缩式钻杆本体（6）的顶端，所述钻头（7）连接在所述伸缩式钻杆本体（6）的底端；所述动力头（3）带动所述伸缩式钻杆本体（6）在上下方向上伸缩进行钻孔；

所述灌浆软管（2）的一端穿过所述伸缩式钻杆本体（6）与所述钻头（7）连接，另一端与灌浆装置连接；所述伸缩式钻杆本体（6）内部的所述灌浆软管（2）跟随所述伸缩式钻杆本体（6）的伸长或收缩而相应的改变长度，并通过所述灌浆软管（2）将浆液从灌浆装置导入到所述钻头（7）进行灌浆。

2.根据权利要求1所述的钻杆，其特征在于，还包括连接头（612）；所述连接头（612）设置在所述钻头（7）的内腔；所述连接头（612）的一端与所述灌浆软管（2）连接，另一端与所述钻头（7）的灌浆入口连接。

3.根据权利要求2所述的钻杆，其特征在于，还包括第一限位块（68）及第二限位块（69）；所述第一限位块（68）固定在所述钻头（7）内腔的表面；所述连接头（612）的外部表面的同一圆周上设置有第二限位块（69）；所述第二限位块（69）放置在所述第一限位块（68）的下端，防止所述连接头（612）脱离所述钻头（7）。

4.根据权利要求3所述的钻杆，其特征在于，所述第一限位块（68）由两个半圆环构成；两个所述半圆环分别固定在所述钻头（7）的内腔表面，且两个所述半圆环构成一个圆环结构；所述第二限位块（69）为圆环结构。

5.一种钻机装置，其特征在于，包括权利要求1所述的钻杆、钻机立柱（5）、卷筒（1）、卷筒安装架及台车（4）；

所述钻机立柱（5）的底端固定在所述台车（4）上，所述卷筒安装架固定在所述钻机立柱（5）的顶端，所述卷筒（1）安装在所述卷筒安装架（5）上；

所述灌浆软管（2）的一端与所述钻头（7）连接，另一端经所述卷筒（1）与所述灌浆装置连接，且所述灌浆软管（2）铺设在所述卷筒（1）上；所述卷筒（1）为所述灌浆软管（2）提供支点，使所述灌浆软管（2）跟随所述伸缩式钻杆本体（6）的伸长或收缩而相应的改变长度。