CN105041246B - 一种正反循环潜孔锤转换结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正反循环潜孔锤转换结构，包括短钻杆，设置在短钻杆上端的内六方接头Ⅰ，设置在短钻杆下端的外六方接头，以及供气管路和排渣系统；所述供气管路包括进气管Ⅰ、过渡腔、进气管Ⅱ；进气管Ⅰ上端通过过渡腔与内六方接头Ⅰ连通，进气管Ⅰ下端通过过渡腔连接曲形进气管Ⅱ，曲形进气管Ⅱ连通外六方接头；所述排渣系统包括排渣孔及排渣管，所述排渣管设置在短钻杆内，并与内六方接头Ⅰ连通，短钻杆下端部开设有若干排渣孔与排渣管连通。本发明需要正循环施工时，可拆除此结构，正循环潜孔锤直接接到钻杆上，可进行正循环施工；需要反循环施工时，可将此结构上端连接钻杆，下端连接正循环潜孔锤。

Description

一种正反循环潜孔锤转换结构

技术领域

本发明涉及一种旋挖钻机，具体是一种正反循环潜孔锤转换结构。

背景技术

潜孔锤是以压缩空气为动力介质，利用压缩空气的能量产生连续冲击载荷的孔底动力机具。压缩空气同时可以兼作洗孔介质。通常气动潜孔锤直接与硬质合金柱齿钻头连接以冲击方式碎岩,低速回转不取心全面钻进。在钻进过程中，所切削的碎石通过正循环或反循环两种方式进行排查。目前，应用较多的是反循环施工工艺。

潜孔锤分正循环潜孔锤和反循环潜孔锤，正循环潜孔锤使用正循环施工工艺，反循环锤使用反循环施工工艺。正循环是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，由泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿钻杆孔壁上升，从孔口溢出流入泥浆池，经沉淀返回循环池。反循环是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆、夹带钻渣从钻杆内腔吸出孔外的成孔方法。

旋挖钻机与潜孔锤配合使用时，钻孔直径较大，一般应用正循环较多，为防止塌孔，必须全护筒套管跟进施工，不仅成本较高，而且所排渣不容易收集，环境污染较大。而利用反循环排渣，可集中收集渣，通过结构设计还可以减少全护筒施工，降低施工成本。由于目前市场上大直径正循环潜孔锤直径最大可到2米，反循环潜孔锤直径最大才0.3米左右。如何在施工大孔径时用正循环潜孔锤实现反循环施工工法是桩工行业一直研究的重大难点。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种正反循环潜孔锤转换结构，能够实现正、反两种环循施工工艺，拆除此结构，可进行正循环施工；连接此结构，可进行反循环施工。

为了实现上述目的，本发明一种正反循环潜孔锤转换结构，包括短钻杆，设置在短钻杆上端的内六方接头Ⅰ，设置在短钻杆下端的外六方接头，以及供气管路和排渣系统；所述供气管路包括进气管Ⅰ、过渡腔、进气管Ⅱ；进气管Ⅰ上端通过过渡腔与内六方接头Ⅰ连通，进气管Ⅰ下端通过过渡腔连接曲形进气管Ⅱ，曲形进气管Ⅱ连通外六方接头；所述排渣系统包括排渣孔及排渣管，所述排渣管设置在短钻杆内，并与内六方接头Ⅰ连通，短钻杆下端部开设有若干排渣孔与排渣管连通。

本发明需要正循环施工时，可拆除此结构，正循环潜孔锤直接接到钻杆上，可进行正循环施工，即此时潜孔锤所切削碎石通过钻杆与孔壁之间的间隙排出；需要反循环施工时，可将此结构上端连接钻杆，下端连接正循环潜孔锤，即此时，潜孔锤所切削碎石通过钻杆中心排出。本发明可在钻杆内部这样一个有限的圆柱体空间内实现潜孔锤供气、气举反循环供气和排渣三条管路独立运行，通过内、外六方接头连接即可实现三条管路各自对接，并可保证各自管路的密封性。

排渣孔的数量根据潜孔锤每分钟切削的碎石量进行计算设置。排渣孔在单位时间内吸收的碎石量应大于潜孔锤切削的碎石量，以便排渣顺畅。作为本发明的优选方案，所述短钻杆下端部的排渣孔设置有八个，交错排布。

作为本发明的一种方案，所述短钻杆内设置有气举供给管与内六方接头Ⅰ连通。用于气举排渣。

作为本发明的进一步改进，所述短钻杆下部外周设置有护筒。护筒直径大小比潜孔锤所切削孔径稍小20mm，以导向整个钻杆。

作为本发明的进一步改进，所述护筒下设置有用于集渣的护罩。护罩可防止潜孔锤切削的碎石从护筒与孔壁之间排出，强制性让碎石从排渣孔进入排渣系统。

作为本发明的进一步改进，所述护罩为伞型。由于伞型部分与碎渣接触面呈一定斜度，更有利于碎渣的导向，使碎渣更顺畅的进入到短钻杆内，进行排渣。

进气管的进气量必须足够大以便给大直径潜孔锤供给动力气源，而气孔通过内外六方头时，其结构受到限制，为使通气量足够大，作为本发明的进一步改进，进气管Ⅰ为长圆孔，设置四个，圆周分布在短钻杆内。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为本发明正循环工作状态示意图；

图4为本发明反循环工作状态示意图；

图中：1、钻杆；2、销轴Ⅰ；3、密封圈Ⅰ；4、内六方接头Ⅰ；5、短钻杆；6、外六方接头；7、销轴Ⅱ；8、内六方接头Ⅱ；9、密封圈Ⅱ；10、潜孔锤；11、气举供给管；12、进气管Ⅰ；13、护筒；14、伞型护罩；15、排渣管；16、进气管Ⅱ；17、过渡腔；18、排渣孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明正反循环潜孔锤转换结构，包括短钻杆5，设置在短钻杆5上端的内六方接头Ⅰ4，设置在短钻杆5下端的外六方接头6，以及供气管路和排渣系统；所述供气管路包括进气管Ⅰ12、过渡腔17、进气管Ⅱ16；进气管Ⅰ12上端通过过渡腔17与内六方接头Ⅰ4连通，进气管Ⅰ12下端通过过渡腔17连接曲形进气管Ⅱ16，曲形进气管Ⅱ16连通外六方接头6；所述排渣系统包括排渣孔18及排渣管15，所述排渣管15设置在短钻杆5内，并与内六方接头Ⅰ4连通，短钻杆5下端部开设有若干排渣孔18与排渣管15连通。

其中，排渣孔的数量根据潜孔锤每分钟切削的碎石量进行计算设置。排渣孔在单位时间内吸收的碎石量应大于潜孔锤切削的碎石量，以便排渣顺畅。本实施例排渣孔18优选设置有八个，交错排布。

在上述实施例基础上，本发明还可以有如下改进，短钻杆5内设置有气举供给管11与内六方接头Ⅰ4连通，进行气举排渣。短钻杆5下部外周设置有护筒13，护筒13直径大小比潜孔锤所切削孔径稍小20mm，以导向整个钻杆。护筒13下设置有用于集渣的护罩14，护罩14为伞型。护罩可防止潜孔锤切削的碎石从护筒与孔壁之间排出，强制性让碎石从排渣孔进入排渣系统。伞型部分与碎渣接触面呈一定斜度，更有利于碎渣的导向，使碎渣更顺畅的进入到短钻杆内，进行排渣。进气孔的进气量必须足够大以便给大直径潜孔锤供给动力气源，而气孔通过内外六方头时，其结构受到限制，为使通气量足够大，如图2所示，进气管Ⅰ为长圆孔，优选设置四个，圆周分布在短钻杆内。

如图3所示，当需要正循环施工时，只要拆除此结构，将正循环潜孔锤10直接接到钻杆1上，即钻杆1的内六方接头与潜孔锤外六方相结合，安装上密封圈Ⅰ3，通过销轴Ⅰ2固定。工作过程：钻机回转装置带动钻杆和潜孔锤回转切削破碎岩土，所切削碎石沿钻杆与孔壁之间的间隙上升，从孔口溢出。

如图4所示，需要反循环施工时，可将此结构上端连接钻杆1，下端连接正循环潜孔锤10。具体安装过程为：先将密封圈Ⅰ3安装于钻杆1外六方接头对应的密封槽中，接着将短钻杆5内六方接头Ⅰ4与钻杆1外六方接头对接，并使得其上用于安装销轴Ⅰ2的销轴孔对齐、安装有密封圈的轴与对应的孔配合完好，接着再将销轴Ⅰ2穿入对应的销轴孔中并固定好。短钻杆5的下端接到潜孔锤10上时，先将密封圈Ⅱ9安装于短钻杆5外六方接头6对应的密封槽中，接着将潜孔锤10内六方接头Ⅱ8与短钻杆5外六方接头对接，并使得其上用于安装销轴Ⅱ7的销轴孔对齐、安装有密封圈的轴与对应的孔配合完好。接着再将销轴Ⅱ7穿入对应的销轴孔中并固定好。工作过程：由钻机回转装置带动钻杆、正反循环转换装置及潜孔锤回转切削破碎岩土，泥浆通过已成孔壁注入孔里短钻杆5护筒13上方以护壁，防止已成孔塌孔。反循环气举气源与潜孔锤供给气源沿钻杆各相应孔口注入短钻杆底部，潜孔锤通过注入的动力气源切削岩石，所切削岩石经破碎后在余气的作用下通过短钻杆5排渣孔18进入杆中心排渣，在反循环气举气源的作用下，将所排渣排出孔口。

Claims (7)

1.一种正反循环潜孔锤转换结构，其特征在于，包括短钻杆（5），设置在短钻杆（5）上端的内六方接头Ⅰ（4），设置在短钻杆（5）下端的外六方接头（6），以及供气管路和排渣系统；

所述供气管路包括进气管Ⅰ（12）、过渡腔（17）、进气管Ⅱ（16）；进气管Ⅰ（12）上端通过过渡腔（17）与内六方接头Ⅰ（4）连通，进气管Ⅰ（12）下端通过过渡腔（17）连接曲形进气管Ⅱ（16），曲形进气管Ⅱ（16）连通外六方接头（6）；

所述排渣系统包括排渣孔（18）及排渣管（15），所述排渣管（15）设置在短钻杆（5）内，并与内六方接头Ⅰ（4）连通，短钻杆（5）下端部开设有若干排渣孔（18）与排渣管（15）连通。

2.根据权利要求1所述的正反循环潜孔锤转换结构，其特征在于，所述短钻杆（5）下端部的排渣孔（18）设置有8个，交错排布。

3.根据权利要求1所述的正反循环潜孔锤转换结构，其特征在于，所述短钻杆（5）内设置有气举供给管（11）与内六方接头Ⅰ（4）连通。

4.根据权利要求1所述的正反循环潜孔锤转换结构，其特征在于，所述短钻杆（5）下部外周设置有护筒（13）。

5.根据权利要求4所述的正反循环潜孔锤转换结构，其特征在于，所述护筒（13）下设置有用于集渣的护罩（14）。

6.根据权利要求5所述的正反循环潜孔锤转换结构，其特征在于，所述护罩（14）为伞型。

7.根据权利要求1所述的正反循环潜孔锤转换结构，其特征在于，所述进气管Ⅰ（12）为长圆孔，设置四个，沿圆周分布在短钻杆（5）内。