CN103939016A - 气举反循环潜式横旋方孔钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气举反循环潜式横旋方孔钻机，属于建筑设备领域。所述气举反循环潜式横旋方孔钻机包括机架、设置在所述机架上的塔架托架、设置在所述塔架托架上的驱动系统、与所述塔架托架连接的塔架、设置在所述塔架上的钻杆、设置在所述钻杆一端的钻杆法兰、与所述钻杆一端连接的泥浆分离机、设置在所述钻杆另一端的钻头、设置在所述钻头上的液压油管、与所述液压油管相邻设置的高压气管。本发明成桩孔形状为正方形或长方形，相对于圆形钻孔灌注桩提高了单桩承载力，减小了桩的间距和基础承台的尺寸，降低了建筑基础工程的造价。

Description

气举反循环潜式横旋方孔钻机

技术领域

本发明涉及建筑设备领域，特别涉及一种气举反循环潜式横旋方孔钻机。

背景技术

建筑、桥梁基础工程灌注桩施工，机械成孔施工设备主要为如下几种：

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。

以上钻机设备各有特点，其所成桩孔截面均为圆形，气举反循环潜式横旋方孔钻机所成桩孔截面为正方形或长方形。通过计算可知，同截面积的正方形的周长是圆形周长的1.13倍，即同桩长同截面的方形桩的侧阻力值比圆形桩的侧阻力值可提高13%，如桩孔截面形状是长方形，则其侧阻力值比圆形桩提高的更多。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种气举反循环潜式横旋方孔钻机。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种气举反循环潜式横旋方孔钻机，所述气举反循环潜式横旋方孔钻机包括机架、设置在所述机架上的塔架托架、设置在所述塔架托架上的驱动系统、与所述塔架托架连接的塔架、设置在所述塔架上的钻杆、设置在所述钻杆一端的钻杆法兰、与所述钻杆一端连接的泥浆分离机、设置在所述钻杆另一端的钻头、设置在所述钻头上的液压油管、与所述液压油管相邻设置的高压气管。

具体地，所述钻头设置在所述钻杆另一端，所述钻头包括保护外壳、设置在所述保护外壳两侧的钻头横轴、设置在所述钻头横轴上的钻头固定叶片和钻头移动叶片、设置在所述钻头横轴内的横轴伸缩油缸、设置在所述保护外壳内的液压马达组、与所述保护外壳连接的连接支架、设置在所述连接支架上的混合腔。

具体地，所述混合腔连通液压油管和高压气管。

具体地，所述机架包括设置在所述机架端部的机架履带。

具体地，所述驱动系统包括设置在所述塔架托架一侧的钻机驾驶室、设置在所述塔架托架另一侧的发动机及液压马达。

具体地，所述塔架包括设置在所述塔架上的卷扬机钢丝绳、连接所述塔架和所述塔架托架的塔架油缸、与所述塔架油缸相邻设置的塔架油缸盘架。

具体地，所述泥浆分离机包括与所述钻杆一端连接的运泥软管。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

成桩孔形状为正方形或长方形，相对于圆形钻孔灌注桩提高了单桩承载力，减小了桩的间距和基础承台的尺寸，降低了建筑基础工程的造价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的气举反循环潜式横旋方孔钻机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的钻头的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本发明实施例提供了一种气举反循环潜式横旋方孔钻机，参见图1，所述气举反循环潜式横旋方孔钻机包括机架1、设置在机架1上的塔架托架2、设置在塔架托架2上的驱动系统3、与塔架托架2连接的塔架4、设置在塔架4上的钻杆5、设置在钻杆5一端的钻杆法兰6、与钻杆5一端连接的泥浆分离机7、设置在钻杆5另一端的钻头8、设置在钻头8上的液压油管9、与液压油管9相邻设置的高压气管10。

具体地，机架1包括设置在机架1端部的机架履带11。

具体地，驱动系统3包括设置在塔架托架1一侧的钻机驾驶室31、设置在塔架托架1另一侧的发动机及液压马达32。

具体地，塔架4包括设置在塔架4上的卷扬机钢丝绳41、连接塔架4和塔架托架2的塔架油缸42、与塔架油缸42相邻设置的塔架油缸盘架43。

具体地，钻杆5直径18~25cm，钻杆底部与钻头连接部位，为一锥形扩大腔，扩大腔内设置出气阀，高压气体由空压机通过高压气管输送，在扩大腔内高压气体和块状岩土体及泥浆充分混合。由于桩孔内的泥浆平均比重在1.3左右，而钻杆内块状岩土体、泥浆和高压气体混合物的平均比重在0.75左右，钻杆外的压力远大于钻杆内的压力，在压力作用下钻杆内块状岩土体、泥浆和高压气体混合物自动流出孔外。

具体地，泥浆分离机7包括与钻杆5一端连接的运泥软管71。钻杆顶部法兰接上软管，通过软管把泥、浆混合物送到分离机上。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分离机下部，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流回孔内循环。

具体地，参见图2，钻头8设置在钻杆5另一端，钻头8包括保护外壳81、设置在保护外壳81两侧的钻头横轴82、设置在钻头横轴82上的钻头固定叶片83和钻头移动叶片84、设置在钻头横轴82内的横轴伸缩油缸85、设置在保护外壳81内的液压马达组86、与保护外壳81连接的连接支架87、设置在连接支架87上的混合腔88。混合腔88连通液压油管9和高压气管10。钻头横向布置，垂直于钻杆方向由液压马达驱动横轴和叶片以较高速度旋转，切割岩土体，块状土体通过叶片旋转搅拌与泥浆充分混合。

其中，机架高15m，履带式行走，使用电机或柴油机驱动液压油泵；钻机驾驶室在机架的左前侧，靠近钻塔，智能化操作；机架行走或转运时，钻塔平卧在机架上，成孔时，钻塔通过液压油缸竖起，伸缩液压油缸可调整钻塔垂直度；钻塔上安装一液压油缸和钻杆顶部法兰连接，辅助钻杆和钻头的钻进和提升；钻塔两侧设置油管盘和气管盘，随钻杆的提升和钻进回收和放出油管及气管，成孔后由机架上的卷扬机负责提升钻杆。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

设备操作步骤少，容易掌握，更换不同钻头后可适用于几乎所有岩土层的灌注桩施工，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；可成正方形或长方形桩孔，减少桩截面尺寸，提高单桩承载力和减小桩间距。

用于建筑、桥梁基础工程的灌注桩墙施工的一种新的成孔钻机，该钻机成桩孔形状为正方形或长方形，相对于圆形钻孔灌注桩提高了单桩承载力，减小了桩的间距和基础承台的尺寸，降低了建筑基础工程的造价。提高成孔速度、降低人工成本、适用范围广、无泥浆污染。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (7)

1.一种气举反循环潜式横旋方孔钻机，其特征在于，所述气举反循环潜式横旋方孔钻机包括机架、设置在所述机架上的塔架托架、设置在所述塔架托架上的驱动系统、与所述塔架托架连接的塔架、设置在所述塔架上的钻杆、设置在所述钻杆一端的钻杆法兰、与所述钻杆一端连接的泥浆分离机、设置在所述钻杆另一端的钻头、设置在所述钻头上的液压油管、与所述液压油管相邻设置的高压气管。

2.根据权利要求1所述的气举反循环潜式横旋方孔钻机，其特征在于，所述钻头设置在所述钻杆另一端，所述钻头包括保护外壳、设置在所述保护外壳两侧的钻头横轴、设置在所述钻头横轴上的钻头固定叶片和钻头移动叶片、设置在所述钻头横轴内的横轴伸缩油缸、设置在所述保护外壳内的液压马达组、与所述保护外壳连接的连接支架、设置在所述连接支架上的混合腔。

3.根据权利要求2所述的气举反循环潜式横旋方孔钻机，其特征在于，所述混合腔连通液压油管和高压气管。

4.根据权利要求1所述的气举反循环潜式横旋方孔钻机，其特征在于，所述机架包括设置在所述机架端部的机架履带。

5.根据权利要求1所述的气举反循环潜式横旋方孔钻机，其特征在于，所述驱动系统包括设置在所述塔架托架一侧的钻机驾驶室、设置在所述塔架托架另一侧的发动机及液压马达。

6.根据权利要求1所述的气举反循环潜式横旋方孔钻机，其特征在于，所述塔架包括设置在所述塔架上的卷扬机钢丝绳、连接所述塔架和所述塔架托架的塔架油缸、与所述塔架油缸相邻设置的塔架油缸盘架。

7.根据权利要求1所述的气举反循环潜式横旋方孔钻机，其特征在于，所述泥浆分离机包括与所述钻杆一端连接的运泥软管。