CN109667544A - 一种岩体钻孔扩孔器及扩孔方法 - Google Patents
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Abstract
一种岩体钻孔扩孔器及扩孔方法，扩孔器包括壳体，该壳体顶部设有钻杆连接部，底部设有底座；该壳体内设有圆筒状的活塞筒，该活塞筒顶部设有上盖，底部设有下盖；该上盖和下盖中部穿设有活塞杆；该活塞杆的中部设有外凸的环形密封块，使该密封块与上方的上盖之间形成密封的油缸；该上盖还穿设有与该油缸连通的油管，该油管位于该容置空间的部分设有控制阀，且穿过该钻杆连接部连接至液压系统；该活塞杆底部与该底座之间设有复位弹簧，该复位弹簧侧方沿该壳体周向设有若干扩孔刀头，各扩孔刀头设于该壳体的水平孔中，并能沿该水平孔的轴线水平向外伸出；该扩孔刀头内端与连杆的一端铰接，该连杆的另一端与该活塞杆的底端侧面铰接。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程技术领域，特别是一种岩体钻孔扩孔器及扩孔方法。
背景技术
在重大基础工程建设中，利用地质钻孔进行地质勘探是工程设计的基础，但是常规的岩体钻孔通常都是上下同一个孔径的，或者是从上而下，钻孔孔径上大下小，这主要是由于目前岩体钻孔设备限制的。但是在实际工程中，需要对某一特殊部位进行岩体钻孔扩孔，以便开展特殊的岩体原位试验，或者在扩孔段安装相关孔壁支撑装置，保证孔壁完整。
随着我国基础工程建设力度的不断加大，以及钻孔原位检测、试验与长期监测技术的发展，利用钻孔进行尽量多的岩体工程力学试验已经成为一个重要的发展趋势。这就对岩体钻孔形态的要求以及特殊钻进机械提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种岩体钻孔扩孔器，其可以实现地质勘探钻孔孔径在特殊部位扩大，满足在该部位安装特殊的岩体钻孔试验、检测以及检测机构的需求。
本发明的另一目的是提供一种岩体钻孔扩孔方法，其操作简单，用于岩体钻孔特殊部位的均匀大孔径扩挖，扩挖之后的钻孔可以为安装特殊的钻孔地质检测、试验以及长期监测等设备提供重要的基础。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种岩体钻孔扩孔器，包括圆筒状的壳体，该壳体顶部设有钻杆连接部，底部设有底座；该壳体内具有圆柱型的容置空间，该容置空间内设有圆筒状的活塞筒，该活塞筒外壁紧贴该壳体内壁；该活塞筒顶部设有上盖，底部设有下盖；该上盖和下盖中部穿设有活塞杆；该活塞杆的中部设有外凸的环形密封块，使该密封块与上方的上盖之间形成密封的油缸；该上盖还穿设有与该油缸连通的油管，该油管位于该容置空间的部分设有控制阀，且穿过该钻杆连接部连接至液压系统；该活塞杆底部与该底座之间设有复位弹簧，该复位弹簧侧方沿该壳体周向设有若干扩孔刀头，各扩孔刀头设于该壳体的水平孔中，并能沿该水平孔的轴线水平向外伸出；该扩孔刀头内端与连杆的一端铰接，该连杆的另一端与该活塞杆的底端侧面铰接。
进一步的，所述扩孔刀头为两个，相对设于所述活塞杆两侧。
进一步的，所述扩孔刀头为扩孔盘刀。
进一步的，所述壳体中部设有水平的定位孔，该定位孔内设有定位块，该定位块的内端与所述活塞筒外壁抵顶。
一种岩体钻孔扩孔方法，利用所述的岩体钻孔扩孔器，包括下列步骤：
将油管连接液压系统，利用钻杆连接部与钻杆底部固定连接；然后将钻孔扩孔器放置在岩体钻孔中的待扩孔位置；
启动液压系统，给液压系统的油泵一个恒定压力，打开钻孔扩孔器的控制阀，使液压油通过油管进入到油缸中，并推动活塞杆向下运动，通过连杆使扩孔刀头从壳体内伸出来，紧紧贴着钻孔孔壁；
启动钻机，使钻杆进行旋转，在油压作用下，进行钻孔的扩孔动作，并且通过钻杆的向下的推动力使钻孔扩孔器向下运动，并带动扩孔刀头不断旋转着向下运行，完成钻孔扩孔。
进一步的，钻孔扩孔结束后，保持控制阀打开状态，使液压系统的油泵进油压力为0，在复位弹簧的作用下，使活塞杆回位，油缸中的油通过油管进入到油泵油箱中，拔出钻杆，拆下钻孔扩孔器，钻孔扩孔操作结束。
本发明的有益效果是：本发明岩体钻孔扩孔器及扩孔方法，能够较好地解决岩石钻孔在进行特殊部位对钻孔孔径扩大的要求，满足在这些特殊部位进行特殊的岩体钻孔力学试验、测试、监测等需求。
附图说明
图1是本发明岩体钻孔扩孔器的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，本发明提供一种岩体钻孔扩孔器，包括圆筒状的壳体1，该壳体1顶部设有钻杆连接部11，底部设有底座12。该壳体1内具有圆柱型的容置空间13，该容置空间13内设有圆筒状的活塞筒2，该活塞筒2外壁紧贴该壳体1内壁。该活塞筒2顶部设有上盖21，底部设有下盖22。该上盖21和下盖22中部穿设有活塞杆23。该活塞杆23的中部设有外凸的环形密封块24，使该密封块24与上方的上盖21之间形成密封的油缸25。该上盖21还穿设有与该油缸25连通的油管3，该油管3位于该容置空间13的部分设有控制阀31，且穿过该钻杆连接部11连接至液压系统。该活塞杆23底部与该底座12之间设有复位弹簧4，该复位弹簧4侧方沿该壳体1周向设有若干扩孔刀头5，例如扩孔盘刀。该扩孔刀头5的数目可以为三个，等间隔设于壳体1外周，也可以为两个，相对设于该活塞杆23两侧。各扩孔刀头5设于该壳体1的水平孔中，并能沿该水平孔的轴线水平向外伸出。该扩孔刀头5内端与连杆6的一端铰接，该连杆6的另一端与该活塞杆23的底端侧面铰接。
为了固定活塞筒2，该壳体1中部设有水平的定位孔14，该定位孔14内设有定位块15，该定位块15的内端与该活塞筒2外壁抵顶。
本发明还提供一种岩体钻孔扩孔方法，利用该岩体钻孔扩孔器，包括下列步骤：
将油管3连接液压系统，利用钻杆连接部11与钻杆底部固定连接；然后将钻孔扩孔器放置在岩体钻孔中的待扩孔位置；
启动液压系统，给液压系统的油泵一个恒定压力，打开扩孔器的控制阀31，使液压油通过油管3进入到油缸25中，并推动活塞杆23向下运动，通过连杆6使扩孔刀头5从壳体1内伸出来，紧紧贴着钻孔孔壁；
启动钻机，使钻杆进行旋转，在油压作用下，进行钻孔的扩孔动作，并且通过钻杆的向下的推动力使扩孔器向下运动，并带动扩孔刀头5不断旋转着向下运行，完成钻孔扩孔。
钻孔扩孔结束后，保持控制阀31打开状态，使液压系统的油泵进油压力为0，在复位弹簧4的作用下，使活塞杆23回位，油缸25中的油通过油管3进入到油泵油箱中，拔出钻杆，拆下扩孔器，钻孔扩孔操作结束。
需要说明的是，以上所述仅是本发明较佳的具体实施方式而已，目的是为了使本领域技术人员更好的理解本发明，不应用以限制本发明的范围及应用，凡是在本发明的精神或原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本发明所保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种岩体钻孔扩孔器，其特征在于，包括圆筒状的壳体，该壳体顶部设有钻杆连接部，底部设有底座；该壳体内具有圆柱型的容置空间，该容置空间内设有圆筒状的活塞筒，该活塞筒外壁紧贴该壳体内壁；该活塞筒顶部设有上盖，底部设有下盖；该上盖和下盖中部穿设有活塞杆；该活塞杆的中部设有外凸的环形密封块，使该密封块与上方的上盖之间形成密封的油缸；该上盖还穿设有与该油缸连通的油管，该油管位于该容置空间的部分设有控制阀，且穿过该钻杆连接部连接至液压系统；该活塞杆底部与该底座之间设有复位弹簧，该复位弹簧侧方沿该壳体周向设有若干扩孔刀头，各扩孔刀头设于该壳体的水平孔中，并能沿该水平孔的轴线水平向外伸出；该扩孔刀头内端与连杆的一端铰接，该连杆的另一端与该活塞杆的底端侧面铰接。
2.根据权利要求1所述的岩体钻孔扩孔器，其特征在于：所述扩孔刀头为两个，相对设于所述活塞杆两侧。
3.根据权利要求2所述的岩体钻孔扩孔器，其特征在于：所述扩孔刀头为扩孔盘刀。
4.根据权利要求1所述的岩体钻孔扩孔器，其特征在于：所述壳体中部设有水平的定位孔，该定位孔内设有定位块，该定位块的内端与所述活塞筒外壁抵顶。
5.一种岩体钻孔扩孔方法，其特征在于，利用权利要求1至4中任一项所述的岩体钻孔扩孔器，包括下列步骤：
将油管连接液压系统，利用钻杆连接部与钻杆底部固定连接；然后将扩孔器放置在岩体钻孔中的待扩孔位置；
启动液压系统，给液压系统的油泵一个恒定压力，打开扩孔器的控制阀，使液压油通过油管进入到油缸中，并推动活塞杆向下运动，通过连杆使扩孔刀头从壳体内伸出来，紧紧贴着钻孔孔壁；
启动钻机，使钻杆进行旋转，在油压作用下，进行钻孔的扩孔动作，并且通过钻杆的向下的推动力使扩孔器向下运动，并带动扩孔刀头不断旋转着向下运行，完成钻孔扩孔。
6.根据权利要求5所述的岩体钻孔扩孔方法，其特征在于：钻孔扩孔结束后，保持控制阀打开状态，使液压系统的油泵进油压力为0，在复位弹簧的作用下，使活塞杆回位，油缸中的油通过油管进入到油泵油箱中，拔出钻杆，拆下扩孔器，钻孔扩孔操作结束。
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