CN104165025B - 一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具 - Google Patents

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一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,包括钻杆和螺旋环绕在所述钻杆上的螺旋叶片,所述钻杆内下部设有潜孔锤钻头,上部设有潜孔锤的推进机构;推进机构包括气缸,通气管纵向贯穿气缸及活塞,通气管的侧壁开有用于给气缸端盖与活塞之间的气缸腔体进气的第一出气口,气缸的缸体内壁和通气管外壁构成活塞的纵向运动轨道,活塞底端连接有用于顶推潜孔锤的顶杆,顶杆通过弹簧与导向杆的上端连接,导向杆穿过气缸的底盖后与潜孔锤固接;通气管的出口端与软管的进气端气密连接,软管的出气端与潜孔锤的进气接口气密连接。本发明能根据不同硬度的土层和岩石层采用不同成孔工艺,具有较大的实施价值。

Description

一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具。背景技术
[0002]传统的入岩短粧大体上可分以下几种施工技术或工艺:[〇〇〇3] 1、二人一组在劳动作业条件极差(甚至危险)的环境下进行人工挖孔作业,且为了满足工期需要,需投入大量的劳动力;[〇〇〇4] 2、用重锤加入大量的水反复冲击破碎岩石的原始的、低效的冲击成孔形式,且为了满足工期需要,需要投入大量机械设备和劳动力;
[0005] 3、加大量的水反复钻磨岩石的产生大量泥浆的正循环成孔形式,且为了满足工期需要,需要投入很多的机械设备和劳动力;
[0006] 4、采用旋挖钻机进行桶式取土成孔,经济性较差。发明内容
[0007] 为了克服现有的入岩短粧施工需要大量机械设备和劳动力的缺点,本发明提供一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具。
[0008] 本发明采用的技术方案是:
[0009] —种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,包括钻杆和螺旋环绕在所述钻杆上的螺旋叶片,所述钻杆内下部设有潜孔锤钻头,上部设有所述潜孔锤的推进机构;
[0010] 所述推进机构包括固定在所述钻杆上的气缸,通气管纵向贯穿所述气缸及气缸内的活塞,所述通气管的进口端与外部进气设备连接,所述通气管的侧壁开有用于给气缸端盖与活塞之间的气缸腔体进气的第一出气口,所述气缸的缸体内壁和所述通气管外壁构成活塞的纵向运动轨道,所述活塞底端连接有用于顶推所述潜孔锤的顶杆,所述顶杆通过弹簧与导向杆的上端连接,所述导向杆穿过所述气缸的底盖后与所述潜孔锤固接;
[0011] 所述通气管的出口端与软管的进气端气密连接,所述软管的出气端与所述潜孔锤的进气接口气密连接。
[0012] 所述的通气管通过第一螺栓与所述气缸端盖连接,所述的气缸端盖通过第二螺栓与所述气缸的缸体连接,所述的气缸端盖通过销与小轴与所述钻杆连接。
[0013] 所述的气缸端盖与通气管接触面上设有小0形密封圈,所述气缸端盖与气缸的缸体接触面上设有大0形密封圈。
[0014] 所述的活塞上部与气缸的缸体接触面上设有大Y形密封圈,所述的活塞上部与所述的通气管接触面上设有小Y形密封圈。
[0015] 所述的活塞下部与气缸的缸体接触面上设有大防尘圈,所述的活塞下部与通气管接触面上设有小防尘圈。
[0016] 所述活塞与顶杆螺旋连接,所述导向杆与所述潜孔锤螺旋连接。
[0017] 所述螺旋形叶片下表面向下延伸有尖齿。
[0018] 所述导向杆靠近顶杆的一端设有防止导向杆穿过所述气缸底盖的凸块,所述凸块的宽度大于导向杆在气缸底盖上的穿孔直径。
[0019] 所述通气管的进口端和出口端均为锥形。
[0020] 本发明的有益效果体现在:1、能根据不同硬度的土层和岩石层采用不同成孔工艺,一种快速、高效、环保、节能的入岩短粧成孔施工装置,具有较大的实施价值;2、潜孔锤安装在钻杆内部,结构紧凑;3、潜孔锤的推进机构结构简单,安装方便。附图说明
[0021] 图1是本发明的整体结构示意图结构示意图 [〇〇22]图2是本发明的钻杆的内部剖面图具体实施方式
[0023]参照附图,一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,包括钻杆1和螺旋环绕在所述钻杆上的螺旋叶片2,所述钻杆1内下部设有潜孔锤钻头10,上部设有所述潜孔锤10的推进机构;[〇〇24]所述推进机构包括固定在所述钻杆1上的气缸4,通气管20纵向贯穿所述气缸4及气缸4内的活塞5,所述通气管20的进口端与外部进气设备连接,所述通气管20的侧壁开有用于给气缸端盖18与活塞5之间的气缸腔体进气的第一出气口 23,所述气缸4的缸体内壁和所述通气管20外壁构成活塞5的纵向运动轨道,所述活塞5底端连接有用于顶推所述潜孔锤 10的顶杆6,所述顶杆6通过弹簧7与导向杆8的上端连接,所述导向杆8穿过所述气缸4的底盖后24与所述潜孔锤10固接;
[0025]所述通气管20的出口端与软管9的进气端气密连接,所述软管9的出气端与所述潜孔锤10的进气接口 25气密连接;[〇〇26]所述的通气管20通过第一螺栓19与所述气缸端盖18连接,所述的气缸端盖18通过第二螺栓17与所述气缸4的缸体连接,所述的气缸端盖18通过销21与小轴22与所述钻杆1连接。[〇〇27]所述的气缸端盖18与通气管20接触面上设有小0形密封圈16,所述气缸端盖18与气缸4的缸体接触面上设有大0形密封圈15。
[0028] 所述的活塞5上部与气缸4的缸体接触面上设有大Y形密封圈14,所述的活塞5上部与所述的通气管20接触面上设有小Y形密封圈13。
[0029] 所述的活塞5下部与气缸4的缸体接触面上设有大防尘圈12,所述的活塞5下部与通气管20接触面上设有小防尘圈11。
[0030] 所述活塞5与顶杆6螺旋连接,所述导向杆8与所述潜孔锤10螺旋连接。[〇〇31]所述螺旋形叶片2下表面向下延伸有尖齿3。[〇〇32]所述导向杆8靠近顶杆6的一端设有防止导向杆8穿过所述气缸底盖24的凸块25, 所述凸块25的宽度大于导向杆8在气缸底盖24上的穿孔直径。[〇〇33] 所述通气管20的进口端和出口端均为锥形。
[0034]螺旋形叶片2下表面设有的尖齿3为合金尖齿,能在潜孔锤10破碎岩石的基础上进一步挤碎岩石,使颗粒变得更小。
[0035]钻杆1为具有一定壁厚的钢管,钻杆1内安装的气缸4为单作用气缸。压缩空气从通气管20的进口端进入后,由第一出气口 23进入气缸腔体推动气缸4内的活塞5向下运动,固定于活塞5上的顶杆6通过推动固定于潜孔锤10上的导向杆8推动潜孔锤10向下运动,同时通气管20进口端进入的压缩空气由通气管20及软管9输入潜孔锤10内,共同驱动潜孔锤10 进行凿岩钻孔作业。[〇〇36]所述的气缸4的缸体通过第二螺栓17与气缸端盖18相连接,所述的通气管20通过第一螺栓19与气缸端盖18相连接,所述的小0型密封圈15为气缸端盖18与通气管20之间的静密封,所述的大0型密封圈16为气缸端盖18与气缸4的缸体之间的静密封,所述的小Y型密封圈13为活塞5与通气管20之间的动密封,所述的大Y型密封圈14为活塞5与气缸4的缸体之间的动密封,所述的小防尘圈11用于防止粉尘通过通气管20进入气缸4的缸体中,所述的大防尘圈12用于防止粉尘通过活塞5进入气缸4的缸体中。[〇〇37]所述的气缸端盖18通过销21及小轴22与钻杆1相连接。所述的软管9用于通气管20 和潜孔锤10的软连接,外部压缩气体通过通气管20及软管9进入潜孔锤10内。所述的导向杆 8通过螺纹与潜孔锤10相连接。所述的顶杆6通过螺纹与活塞5相连接,顶杆6—端的凸块25 用于防止潜孔锤10从钻杆1中跌落。[〇〇38]本发明的工作原理为:[〇〇39]当成孔对象为土层、砂层、黏土层、砾石层及软岩石层时,不向气缸4和潜孔锤10内注入压缩气体,此时进行钻孔作业,潜孔锤10在前端受到的反作用力作用下向上运动,导向杆8推动活塞5向上运动,气缸4处于缩回状态,弹簧7处于压缩状态,弹簧7的弹力使得顶杆6 和导向杆8相分离。此时钻杆1作旋转运动,在其自重作用下,钻杆1同时向下运动,由螺旋形叶片2、尖齿3及潜孔锤10共同进行成孔施工,成孔过程产生的渣土和岩石颗粒通过钻杆1上螺旋形叶片2排出孔外。
[0040] 当成孔对象为中硬及硬质岩石层时,钻杆1停止旋转运动,向气缸4和潜孔锤10内注入压缩气体,活塞5向下运动,通过顶杆6和导向杆8推动潜孔锤10向下运动施工,同时潜孔锤10内的压缩空气产生的冲击功和冲击频率直接传给前端的锤头,驱使其快速破碎孔内岩石。当潜孔锤10凿岩一定深度后,钻杆1即可继续作旋转运动,且在其自重作用下,钻杆1 同时向下运动,成孔过程产生的岩石颗粒通过钻杆1上螺旋形叶片2排出孔外。
[0041] 本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的例举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例陈述的具体形式,本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,包括钻杆和螺旋环绕在所述钻杆上的螺旋 叶片,其特征在于:所述钻杆内下部设有潜孔锤钻头,上部设有所述潜孔锤的推进机构;所述推进机构包括固定在所述钻杆上的气缸,通气管纵向贯穿所述气缸及气缸内的活 塞,所述通气管的进口端与外部进气设备连接,所述通气管的侧壁开有用于给气缸端盖与 活塞之间的气缸腔体进气的第一出气口,所述气缸的缸体内壁和所述通气管外壁构成活塞 的纵向运动轨道,所述活塞底端连接有用于顶推所述潜孔锤的顶杆,所述顶杆通过弹簧与 导向杆的上端连接,所述导向杆穿过所述气缸的底盖后与所述潜孔锤固接;所述通气管的出口端与软管的进气端气密连接,所述软管的出气端与所述潜孔锤的进 气接口气密连接。
2.如权利要求1所述的一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,其特征在于:所述的通 气管通过第一螺栓与所述气缸端盖连接,所述的气缸端盖通过第二螺栓与所述气缸的缸体 连接,所述的气缸端盖通过销与小轴与所述钻杆连接。
3.如权利要求1所述的一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,其特征在于:所述的气 缸端盖与通气管接触面上设有小0形密封圈,所述气缸端盖与气缸的缸体接触面上设有大0 形密封圈。
4.如权利要求1所述的一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,其特征在于:所述的活 塞上部与气缸的缸体接触面上设有大Y形密封圈,所述的活塞上部与所述的通气管接触面 上设有小Y形密封圈。
5.如权利要求1所述的一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,其特征在于:所述的活 塞下部与气缸的缸体接触面上设有大防尘圈,所述的活塞下部与通气管接触面上设有小防 尘圈。
6.如权利要求1所述的一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,其特征在于:所述活塞 与顶杆螺旋连接,所述导向杆与所述潜孔锤螺旋连接。
7.如权利要求1所述的一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,其特征在于:所述螺旋 形叶片下表面向下延伸有尖齿。
8.如权利要求1所述的一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,其特征在于:所述导向 杆靠近顶杆的一端设有防止导向杆穿过所述气缸底盖的凸块,所述凸块的宽度大于导向杆 在气缸底盖上的穿孔直径。
9.如权利要求1所述的一种长螺旋钻杆与潜孔锤相结合的钻具,其特征在于:所述通气 管的进口端和出口端均为锥形。
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