CN111456625B - 后排渣式水平环缝钻具 - Google Patents

后排渣式水平环缝钻具 Download PDF

Info

Publication number
CN111456625B
CN111456625B CN202010288227.6A CN202010288227A CN111456625B CN 111456625 B CN111456625 B CN 111456625B CN 202010288227 A CN202010288227 A CN 202010288227A CN 111456625 B CN111456625 B CN 111456625B
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill
cylinder
core
drilling
main shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010288227.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111456625A (zh
Inventor
张德意
杨城茏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010288227.6A priority Critical patent/CN111456625B/zh
Publication of CN111456625A publication Critical patent/CN111456625A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111456625B publication Critical patent/CN111456625B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
    • E21B15/003—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts adapted to be moved on their substructure, e.g. with skidding means; adapted to drill a plurality of wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B3/00—Rotary drilling
    • E21B3/02—Surface drives for rotary drilling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1053—Making by using boring or cutting machines for making a slit along the perimeter of the tunnel profile, the remaining core being removed subsequently, e.g. by blasting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种后排渣式水平环缝钻具，包括钻架，所述钻架上设置有钻筒、驱动钻筒转动的回转驱动机构以及驱动钻筒前后移动的水平驱动机构，所述钻筒具有沿其轴向贯穿的排芯孔，所述回转驱动机构包括与钻筒同轴设置的主轴,该主轴中心具有与排芯孔贯通的过料孔。本发明的有益效果是：钻筒、主轴是空心结构，并且钻筒的排芯孔有一定锥度，前端小后端大，岩芯可以顺利从后端排出。同时即便是钻具停工后，岩芯保留在钻筒内也不会影响下次钻孔施工，下一次钻孔时岩芯会被自动顶出，从而避免了需要从钻筒内部取出岩芯的施工困扰。

Description

后排渣式水平环缝钻具
技术领域
本发明属于井巷工程机械技术领域，具体涉及一种后排渣式水平环缝钻具。
背景技术
在现有技术中，隧道掘进是岩石非爆破开挖的常见手段，即利用水平环缝钻机在岩石的掌子面钻出环缝，破坏岩石边界，以利于剥离岩石。
在钻机掘进施工中，由于环缝钻机的钻筒头部是钻齿，尾部是驱动轴，所以当岩芯断在钻筒内时，岩芯只能从钻筒的头部取出，但是取出时钻筒头部的钻齿又会卡着岩芯，从而导致取出困难，存在一定的施工困扰。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种后排渣式水平环缝钻具，以解决现有技术中钻筒内岩芯取出困难的技术缺陷。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种后排渣式水平环缝钻具，其关键在于：包括钻架，所述钻架上设置有钻筒、驱动钻筒转动的回转驱动机构以及驱动钻筒前后移动的水平驱动机构，所述钻筒具有沿其轴向贯穿的排芯孔，所述回转驱动机构包括与钻筒同轴设置的主轴,该主轴中心具有与排芯孔贯通的过料孔。
采用上述结构，回转驱动机构、水平驱动机构分别驱动钻筒转动和移动，能够使钻具在岩石的掌子面上钻出环缝，以利于剥离岩石。钻筒内部排芯孔的设置，能够使岩芯顺利的从钻筒后端排出，即便是岩芯保留在钻筒内也不会影响下次钻孔，下一次钻孔时岩芯会被自动顶出，从而避免了需要从钻筒内部取出岩芯的施工困扰。
作为优选：所述排芯孔具有锥度，其前端孔径小于后端孔径。采用上述结构，有利于岩芯、岩渣从钻筒的后端顺利排出。
作为优选：所述排芯孔的前端内壁上设置有沿径向向内凸出的的凸粒，所述凸粒以螺旋排列形式分布在排芯孔的内壁上。采用上述结构，可以将断在钻筒前端内部的岩芯旋出。
作为优选：所述回转驱动机构包括依次动力连接的液压马达和变速箱，所述主轴的前端设有螺纹盘，所述钻筒的后端设有与螺纹盘固定连接的法兰盘。采用上述结构，液压马达工作即可驱动主轴带动钻筒旋转。
作为优选：所述钻筒上套设有进水套，钻筒前端端面分布有与进水套连通的出水孔。采用上述结构，可实现向钻筒前端喷水排渣，有利于钻筒旋转切削。
作为优选：所述变速箱上端设有支撑套，所述主轴通过轴承转动套装在支撑套内部，所述进水套环套在螺纹盘和法兰盘的周向外侧，所述轴承的外圈上设有连接孔，并通过该连接孔固定安装在进水套与支撑套之间，所述外圈与进水套之间设有密封圈，所述轴承的内圈固定套装在主轴上。采用上述结构，便于装配，且能够缩小支撑套与主轴之间的安装间距，尽可能的缩减变速箱外部尺寸，从而保证钻筒旋切工作时尽量贴近隧道壁。
作为优选：所述水平驱动机构包括设置在所述支撑套两侧的滑履、设置在所述钻架内部两侧的大导向柱，以及驱动滑履在大导向柱上滑动的进给油缸。采用上述结构，进给油缸工作即可驱动变速箱、钻筒等部件相对钻架前后移动，从而实现钻筒的进给。
作为优选：所述进给油缸包括主油缸和次级油缸，所述钻架的内部两侧设有小导向柱，所述次级油缸滑动安装在小导向柱上，所述主油缸的活塞杆连接在次级油缸的缸头上，次级油缸的活塞杆通过卡板连接在滑履上。采用上述结构，不仅能够缩小装配空间，而且可以使进给油缸的推进行程最大化。
作为优选：所述钻架的后端安装有回转支承，所述钻筒的轴心线相对于回转支承的轴心线向外倾斜。采用上述结构，能够使钻孔方向朝向洞壁外，保证下一轮掘进有足够的施工空间。
作为优选：所述钻架包括分别位于前后两端的前端板和后端板，前端板与后端板之间的两侧分别设有外侧板，外侧板的内侧均设有内侧板，且外侧板与对应的内侧板之间具有间隙。采用上述结构，两块内侧板之间的空间可方便岩芯、岩渣跌落至地面，外侧板与相邻内侧板之间的空间可用于隐藏进水管和液压油管，并起到保护作用，防止进水管和液压油管被岩芯、岩渣砸坏。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、钻筒、主轴是空心结构，并且钻筒的排芯孔有一定锥度，前端小后端大，岩芯可以顺利从后端排出。同时即便是钻具停工后，岩芯保留在钻筒内也不会影响下次钻孔施工，下一次钻孔时岩芯会被自动顶出，从而避免了需要从钻筒内部取出岩芯的施工困扰。
2、结构布局合理，装配方便，钻具施工运行的稳定性、可靠性高。
附图说明
图1为钻具的结构示意图；
图2为钻筒、主轴、支撑套、变速箱以及水平驱动机构装配在一起的结构示意图；
图3为钻架的结构示意图；
图4为进给油缸的安装示意图；
图5为钻具的主视图；
图6为图5中Ⅰ处的局部剖视放大图；
图7为法兰盘、螺纹盘、进水套、轴承、支撑套、密封圈各部件之间的装配示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
本实施例中所提及的前端是指钻筒2设有钻齿2e的一端，后端是指钻筒2设有法兰盘2c的一端。
如图1至5所示，一种后排渣式水平环缝钻具，其结构包括钻架1，钻架1的前端设有具有圆孔1b的支架1a，钻筒2的前端活动安装在圆孔1b内，钻筒2既能在圆孔1b内转动又能在圆孔1b内前后滑动，钻架1上设置有驱动钻筒2转动的回转驱动机构3，以及驱动钻筒2前后滑动的水平驱动机构4。
本实施例中，回转驱动机构3的具体结构如下所述：
如图5和6所示，回转驱动机构3包括依次动力连接的液压马达3a、变速箱3b和主轴3c，其中主轴3c的前端设有螺纹盘3c2，钻筒2的后端设有与螺纹盘3c2固定连接的法兰盘2c，液压马达3a工作即可驱动主轴3c转动，从而带动钻筒2旋转。为了向钻筒2前端喷水，以增加钻筒2对岩石的旋转切削效率，钻筒2在对应法兰盘2c周向外侧的位置安装有进水套5，法兰盘2c和钻筒2上均分布有一一连通的出水孔2d。
如图6和7所示，为便于转动装配主轴3c，变速箱3b上端设有环状结构的支撑套3d，主轴3c通过轴承3e转动套装在支撑套3d内部，进水套5环套在螺纹盘3c2和法兰盘2c的周向外侧，轴承3e的外圈3e1上设有连接孔3e3，并通过该连接孔3e3固定安装在进水套5与支撑套3d之间，外圈3e1与进水套5之间还设有密封圈7，轴承3e的内圈3e2固定套装在主轴3c上，通过轴承3e的特殊安装方式，还能够缩小支撑套3d与主轴3c之间的安装间距，尽可能的缩减变速箱3b的外部尺寸，从而保证钻筒2旋切工作时尽量贴近隧道壁。
再如图1、2和6所示，钻筒2的前端安装有钻齿2e，钻筒2具有沿其轴向贯穿的排芯孔2a，排芯孔2a具有锥度，其前端孔径小于后端孔径，主轴3c具有与排芯孔2a连通的过料孔3c1，这样的结构布置能够保证岩芯、岩渣顺利的从后端排出，同时即便是钻具停工后，岩芯保留在钻筒2内也不会影响下次钻孔，下一次钻孔时岩芯会被自动顶出，从而避免了需要从钻筒2内部取出岩芯的施工困扰。
如图5所示，为将断在钻筒2前端内部的岩芯顺利旋出，排芯孔2a的前端内壁上设置有呈凸起状的凸粒2b，凸粒2b以螺旋排列形式分布在排芯孔2a的内壁上。
本实施例中，水平驱动机构4的具体结构如下所述：
如图2、3和4所示，水平驱动机构4包括进给油缸4a、设置在支撑套3d两侧的滑履4b以及设置在钻架1内部两侧的大导向柱4c，其中滑履4b滑动安装在对应的大导向柱4c上，钻架1的内部两侧还设有小导向柱4d，进给油缸4a由主油缸4a1和次级油缸4a2组成，其中次级油缸4a2滑动安装在小导向柱4d上，主油缸4a1的活塞杆连接在次级油缸4a2的缸头上，次级油缸4a2的活塞杆通过卡板4e连接在滑履4b上，基于上述结构布置，进给油缸4a工作即可驱动支撑套3d、变速箱3b、钻筒2等部件相对钻架1前后移动，从而实现钻筒2的进给。主油缸4a1和次级油缸4a2的结构布置不仅能够缩小装配空间，而且可以使进给油缸4a的推进行程最大化。
再如图5所示，钻架1的后端安装有回转支承6，钻筒2的轴心线相对于回转支承6的轴心线向外倾斜，在钻筒2切削工作时，其旋转中心倾斜设置可以使钻孔方向朝向洞壁外，保证下一轮掘进有足够的施工空间。
再如图3所示，钻架1由前端板11、两块外侧板12、两块内侧板13和后端板14等组成，两块内侧板13分别位于两块外侧板12的内侧，两块内侧板13之间的空间可方便岩芯、岩渣跌落至地面，外侧板12与相邻内侧板13之间的空间可用于隐藏进水管和液压油管，并起到保护作用，防止进水管和液压油管被岩芯、岩渣砸坏。支架1a设置在前端板11上。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种后排渣式水平环缝钻具，其特征在于：包括钻架（1），所述钻架（1）上设置有钻筒（2）、驱动钻筒（2）转动的回转驱动机构（3）以及驱动钻筒（2）前后移动的水平驱动机构（4），所述钻筒（2）具有沿其轴向贯穿的排芯孔（2a），所述回转驱动机构（3）包括与钻筒（2）同轴设置的主轴（3c）,该主轴（3c）中心具有与排芯孔（2a）贯通的过料孔（3c1）；
所述回转驱动机构（3）包括依次动力连接的液压马达（3a）和变速箱（3b），所述主轴（3c）的前端设有螺纹盘（3c2），所述钻筒（2）的后端设有与螺纹盘（3c2）固定连接的法兰盘（2c），所述钻筒（2）上套设有进水套（5），钻筒（2）前端端面分布有与进水套（5）连通的出水孔（2d），所述变速箱（3b）上端设有支撑套（3d），所述主轴（3c）通过轴承（3e）转动套装在支撑套（3d）内部，所述进水套（5）环套在螺纹盘（3c2）和法兰盘（2c）的周向外侧，所述轴承（3e）的外圈（3e1）上设有连接孔（3e3），并通过该连接孔（3e3）固定安装在进水套（5）与支撑套（3d）之间，所述外圈（3e1）与进水套（5）之间设有密封圈（7），所述轴承（3e）的内圈（3e2）固定套装在主轴（3c）上；
所述水平驱动机构（4）包括设置在所述支撑套（3d）两侧的滑履（4b）、设置在所述钻架（1）内部两侧的大导向柱（4c），以及驱动滑履（4b）在大导向柱（4c）上滑动的进给油缸（4a），所述进给油缸（4a）包括主油缸（4a1）和次级油缸（4a2），所述钻架（1）的内部两侧设有小导向柱（4d），所述次级油缸（4a2）滑动安装在小导向柱（4d）上，所述主油缸（4a1）的活塞杆连接在次级油缸（4a2）的缸头上，次级油缸（4a2）的活塞杆通过卡板（4e）连接在滑履（4b）上。
2.根据权利要求1所述的后排渣式水平环缝钻具，其特征在于：所述排芯孔（2a）具有锥度，其前端孔径小于后端孔径。
3.根据权利要求2所述的后排渣式水平环缝钻具，其特征在于：所述排芯孔（2a）的前端内壁上设置有沿径向向内凸出的的凸粒（2b），所述凸粒（2b）以螺旋排列形式分布在排芯孔（2a）的内壁上。
4.根据权利要求1或2或3所述的后排渣式水平环缝钻具，其特征在于：所述钻架（1）的后端安装有回转支承（6），所述钻筒（2）的轴心线相对于回转支承（6）的轴心线向外倾斜。
5.根据权利要求1或2或3所述的后排渣式水平环缝钻具，其特征在于：所述钻架（1）包括分别位于前后两端的前端板（11）和后端板（14），前端板（11）与后端板（14）之间的两侧分别设有外侧板（12），外侧板（12）的内侧均设有内侧板（13），且外侧板（12）与对应的内侧板（13）之间具有间隙。
CN202010288227.6A 2020-04-14 2020-04-14 后排渣式水平环缝钻具 Active CN111456625B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010288227.6A CN111456625B (zh) 2020-04-14 2020-04-14 后排渣式水平环缝钻具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010288227.6A CN111456625B (zh) 2020-04-14 2020-04-14 后排渣式水平环缝钻具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111456625A CN111456625A (zh) 2020-07-28
CN111456625B true CN111456625B (zh) 2021-08-10

Family

ID=71678035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010288227.6A Active CN111456625B (zh) 2020-04-14 2020-04-14 后排渣式水平环缝钻具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111456625B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112709528B (zh) * 2021-01-06 2024-09-06 杨城茏 一种环缝钻具

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07208059A (ja) * 1994-01-11 1995-08-08 Koken Kogyo Kk コア採取装置
CN101319509A (zh) * 2007-06-08 2008-12-10 沈阳军区司令部工程科研设计院 组合式多功能工程设备
CN201605998U (zh) * 2010-02-08 2010-10-13 河南理工大学 一种小孔径巷道底板钻孔快速钻进装置
CN103362440B (zh) * 2012-04-08 2017-08-25 李立华 一种可以在掘进工作面岩体上切削环形槽的凿岩台车
CN205189883U (zh) * 2015-06-17 2016-04-27 南京海杰机械制造有限公司 一种全液压岩隧钻装置
CN205047230U (zh) * 2015-09-24 2016-02-24 重庆庞鑫建设工程有限公司 一种低成本坚硬岩石隧道掘进机
CN107476765B (zh) * 2017-08-23 2023-08-11 中国科学院广州地球化学研究所 液压驱动水下钻机钻头结构
CN107386976B (zh) * 2017-08-23 2023-08-11 中国科学院广州地球化学研究所 轻便式液压驱动水下钻机
CN207701080U (zh) * 2017-12-28 2018-08-07 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 用于在水电工程基础上成孔的自制取芯钻及自制破芯钻
CN108086909B (zh) * 2017-12-29 2024-06-14 江苏中贵重工有限公司 三轴定位钻进装置及方法
CN108266147B (zh) * 2018-01-16 2020-11-13 四川大学 保压岩芯转移装置及方法
CN209324251U (zh) * 2018-12-10 2019-08-30 重庆宏工工程机械股份有限公司 两级推进式取芯钻孔机构
CN209942735U (zh) * 2019-04-30 2020-01-14 重庆宏工工程机械股份有限公司 环缝钻进装置及环缝钻机
CN110056365B (zh) * 2019-05-16 2023-10-31 重庆宏工工程机械股份有限公司 环缝万向钻孔机
CN210033346U (zh) * 2019-06-17 2020-02-07 重庆宗泰昊锐机械有限公司 一种取石芯进齿型筒钻口
CN210217619U (zh) * 2019-08-01 2020-03-31 重庆渝交机电设备有限公司 一种多功能钻机
CN110500028B (zh) * 2019-09-30 2021-11-30 宜昌鄂奥图机械制造有限公司 自推进式钻孔取芯机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN111456625A (zh) 2020-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190264563A1 (en) Tunnel boring machine
CN112253129B (zh) 一种全自动竖井盾构设备
CN102678040A (zh) 煤矿巷道底板钻孔装置及方法
CN111456625B (zh) 后排渣式水平环缝钻具
CN205805469U (zh) 一种绳索取心螺旋转轴式局部反循环取心钻具
CN105422109B (zh) 行星式盾构多刀盘驱动装置
CN110566221B (zh) 一种串联式双螺机输送装置及其输送方法
CN202689924U (zh) 煤矿巷道底板钻孔装置
CN104727744B (zh) 一种旋挖钻机潜孔锤专用工作装置
CN108894792B (zh) 一种牙轮钻头式顶管机
CN212656763U (zh) 一种后排渣式水平环缝钻机
CN219061660U (zh) 一种盾构掘进过程中拆装螺旋机
CN114059920B (zh) 大直径双回转集束式气动反循环冲击器及配套锤头
CN112709528B (zh) 一种环缝钻具
CN215292499U (zh) 一种用于地下涵管顶推施工的掘进机头
CN214221075U (zh) 环缝钻具
CN113374432B (zh) 一种短钻孔注水孔内旋流聚渣装置及方法
CN115059443A (zh) 一种射流式煤层割缝形成装置
CN114810119A (zh) 一种大直径分体组合式顶管机及其施工方法
CN220705604U (zh) 一种环缝冲击钻
CN114909145B (zh) 一种抽水蓄能电站压力管道井开挖用盾构钻机
CN111058773A (zh) 凿岩钻头件装置及该凿岩钻头件的加工制造方法
CN219359183U (zh) 一种被动旋转水切割装置
CN218177161U (zh) 一种用于钻井设施的反循环泥浆接头
CN109025988A (zh) 一种新型可拆卸连续采煤机滚筒

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant