CN111577131A - 一种高速深层搅拌钻机及其施工方法 - Google Patents

一种高速深层搅拌钻机及其施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111577131A
CN111577131A CN202010598100.4A CN202010598100A CN111577131A CN 111577131 A CN111577131 A CN 111577131A CN 202010598100 A CN202010598100 A CN 202010598100A CN 111577131 A CN111577131 A CN 111577131A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill rod
oil cylinder
drilling machine
power system
pipe
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.)
Pending
Application number
CN202010598100.4A
Other languages
English (en)
Inventor
宋伟杰
李建平
朱庆凯
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.)
Zhongyan Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhongyan Technology Co Ltd
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 Zhongyan Technology Co Ltd filed Critical Zhongyan Technology Co Ltd
Priority to CN202010598100.4A priority Critical patent/CN111577131A/zh
Publication of CN111577131A publication Critical patent/CN111577131A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/46Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/084Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with flexible drawing means, e.g. cables
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B3/00Rotary drilling
    • E21B3/02Surface drives for rotary drilling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种高速深层搅拌钻机及其施工方法,属于桩基施工设备领域,包括底盘、钻机前端、钻机后台、动力系统、桩架、控制平台;所述动力系统包括油缸动力系统、环向回转动力系统、垂向回转动力系统、底盘动力系统、桩架动力系统、钻机附件动力系统;外钻杆内安装有气管、浆管,外钻杆内部的气管靠近动力头一侧安装有恒压阀,与恒压阀对应的外钻杆上安装有排气阀;内钻杆内安装有气管套管、浆管套管,所述油缸筒的顶部和底部均安装有滑轮,油缸筒底部滑轮上缠绕有下放钢丝绳,油缸筒顶部滑轮上缠绕有上拉钢丝绳。本发明加压稳定可靠,可适用于多种土层及岩层,降低了成本,提高了钻杆的强度、刚度和使用寿命。

Description

一种高速深层搅拌钻机及其施工方法
技术领域
本发明涉及桩基施工设备领域,特别涉及到一种高速深层搅拌钻机及其施工方法。
背景技术
灌注桩噪音小适应性强,得到广泛应用,但桩体开挖难度大,过去一直是人工开挖,尤其是在施工空间有限的地方,比如:隧道内,地铁站地下空间内等,这些地方不能使用高大机械,只能人工加简单机械开挖。人工开挖事故频发,且遇到桩体有动水侵入后开挖难度更大,人工开挖正面临被淘汰和禁止。在地上施工时,需打多深的孔,就必须配多高的钻机塔架。通常钻孔的深度都在20米以上,最深的甚至达30多米,这就需要配置相应高度的钻机塔架,钻机塔架的增高,不仅浪费大量的钢材,增加成本,而且使得长螺杆打桩成孔钻机体积庞大,移动成本也随之增加。
近几年来普遍采用的竖向打桩机,可以在地铁隧道内低矮空间进行作业,其技术关键是配置了可伸缩钻杆,钻杆随着开挖深度自动向下延伸。多节伸缩钻杆在动力头的驱动下,带动回转斗或短螺旋钻头工作。由加压油缸对钻杆实施加压,由主卷扬通过钢丝绳对钻杆进行提升、下放。因此要求钻杆既能传递扭矩,又能传递轴向力,且长度可调整。其性能的好坏直接影响着成孔的质量和钻进能力,影响着整机性能的发挥。
目前已有的多节伸缩钻杆,钻杆为方形钢管,通过磨擦力加压钻进。抗弯及抗扭能力均较小,所以传递扭矩及轴向力的能力均较小。钻进时的轴向力通过钻杆之间的磨擦传递,所以传递的力不稳定,不能产生自锁,钻进时有回缩现象。尤其是遇到坚硬岩层时,钻进效率低,甚至无法钻进,不能满足施工要求。另外,钻深达到一定深度后井内出水,一部分甚至大部分钻杆浸泡在泥水或泥浆中,泥浆进入筒体外滑轨与内滑轨间隙,经反复挤压干化形成越来越厚坚固难容的泥垢,阻碍了筒体的顺利滑行,工作寿命短,施工成本高且严重影响工期。因此,为了解决上述问题,本发明提出了一种高速深层搅拌钻机及其施工方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题,本发明提出了一种高速深层搅拌钻机及其施工方法,克服了现有技术的不足。该设备能够在伸缩状态下传递钻机扭矩,这种结构与现有的打桩成孔钻机相比,可在不增高钻机塔架的前提下,增加钻井深度。这样就节省了大量的用于加高钻机塔架的钢材,大大降低了成本,而且使得打桩成孔钻机体积缩小,移动成本也随之降低。钻杆为圆环形截面,大大提高了钻杆的强度、刚度,从而能有效地传递扭矩和轴向力。且钻进时各节钻杆之间无相对滑动,加压稳定可靠,可适用于多种土层及岩层。通过设置恒压阀和排气阀,使得钻杆内部始终存在压力,钻孔内的水和泥浆无法进入,提高了钻机的工作寿命。
一种高速深层搅拌钻机,其特征在于,包括底盘、钻机前端、钻机后台、动力系统、桩架、控制平台;所述钻机后台包括固化剂搅拌系统、高压气供给系统;所述动力系统包括油缸动力系统、环向回转动力系统、垂向回转动力系统、底盘动力系统、桩架动力系统、钻机附件动力系统;钻机前端包括动力头、回转接头、气管、浆管、液压油管、排气阀、恒压阀、油缸杆、油缸筒、滑轮、油缸导向套、外钻杆、内钻杆、钻杆导向套、气管套管、浆管套管、下放钢丝绳、上拉钢丝绳、钻头;所述外钻杆内安装有气管、浆管,所述外钻杆底部安装有钻杆导向套,所述外钻杆内部的气管靠近动力头一侧安装有恒压阀,与恒压阀对应的外钻杆上安装有排气阀;所述内钻杆内安装有气管套管、浆管套管,所述油缸筒的顶部和底部均安装有滑轮;所述回转接头通过法兰与动力头连接,所述外钻杆与动力头通过法兰连接,所述回转接头通过气管和浆管与外钻杆连接,所述气管、浆管分别与气管套管、浆管套管插接,所述油缸杆的顶部通过销轴与法兰连接,所述回转接头通过液压油管与油缸杆的上部连接,所述油缸筒通过安装在内钻杆上的油缸导向套固定,所述油缸筒底部滑轮上缠绕有下放钢丝绳,下放钢丝绳的一端与外钻杆的靠近动力头一端连接,下放钢丝绳的另一端与内钻杆靠近动力头一端连接,所述油缸筒顶部滑轮上缠绕有上拉钢丝绳,上拉钢丝绳的一端与外钻杆的远离动力头一端连接,上拉钢丝绳的另一端与内钻杆靠近动力头一端连接。
优选地,所述油缸筒的直径小于内钻杆的内径,并且小于油缸导向套内径1-5mm,工作时,油缸杆相对于外钻杆静止,油缸筒相对于外钻杆运动。
优选地,所述气管分为两部分,一部分为回转接头和外钻杆之间的部分,此部分为高压胶管,一部分为外钻杆内部的部分,此部分为钢管;所述浆管分为两部分,一部分为回转接头和外钻杆之间的部分,此部分为高压胶管,一部分为外钻杆内部的部分,此部分为钢管;所述液压油管为高压胶管。
优选地,所述滑轮为3个,油缸筒底部滑轮为1个,与油缸筒轴线一致,油缸筒顶部滑轮为2个,沿油缸筒轴线对称分布。
优选地,所述内钻杆结构为六方钻杆,外钻杆为光圆钻杆,在内钻杆顶部内侧设置油缸导向套,油缸导向套与内钻杆焊接与油缸筒搭接,在外钻杆底部内侧设置钻杆导向套,钻杆导向套与外钻杆焊接与内钻杆搭接。
一种高速深层搅拌钻机的施工方法,其特征在于,采用一种高速深层搅拌钻机进行施工,具体施工步骤如下:
步骤一:启动钻机,钻机根据设计要求就位,调整桩架和底盘,保证钻机整体处于水平状态以及钻杆处于垂直状态,试运行钻机5-10分钟;
步骤二:将动力头提升至桩架顶部,启动油缸动力系统,推动油缸筒与滑轮向下移动,进而通过下放钢丝绳推动内钻杆及钻头向下滑动,当钻头距离地面1.0-3.0m时,启动环向回转动力系统、垂向回转动力系统,使得动力头正向转动的同时向下移动;
步骤三:当钻头完全进入土体后启动固化剂搅拌系统和高压气供给系统,依次回转接头、气管、浆管及钻头向土体泵送固化剂及高压气,使固化剂高效、均匀的掺加至土体中;与此同时启动恒压阀,使得外钻杆空腔内保持设定压力;
步骤四:当油缸筒向下移动至最大行程后,对油缸筒进行锁止,通过动力头继续带动外钻杆、内钻杆及钻头旋转并向下移动,直至搅拌至设定深度;
步骤五:调节垂向回转动力系统和环向回转动力系统使得动力头反向转动,并带动外钻杆、内钻杆及钻头旋转并向上移动,固化剂搅拌系统和高压气供给系统继续通过钻头向土体泵送固化剂及高压气;
步骤六:将动力头提升至桩架顶部,关闭垂向回转动力系统使得动力头和外钻杆停止向上移动,启动油缸动力系统,推动油缸筒与滑轮向上移动,进而通过上拉钢丝绳拉动内钻杆及钻头向上滑动;
步骤七:当钻头完全脱离土体后关闭固化剂搅拌系统和高压气供给系统,关闭恒压阀的同时打开排气阀,使得外钻杆空腔内的压力与外接大气保持一致;
步骤八:当油缸筒向上移动至最大行程后,关闭环向回转动力系统使得动力头停止转动,对油缸筒进行锁止后,启动垂向回转动力系统使得动力头、外钻杆、内钻杆和钻头向下移动设定距离,以保证钻机整体重心下移;
步骤九:对固化剂搅拌系统、回转接头、浆管及钻头采用清水进行冲洗,平整搅拌桩附近场地,钻机移位进行下一根搅拌桩施工;
步骤十:重复步骤一至步骤九直至完成施工。
优选地,所述油缸动力系统推动内钻杆及钻头向下滑动的速度不大于动力头向下移动的速度,油缸动力系统拉动内钻杆及钻头向上滑动的速度不大于动力头向上移动的速度。
优选地,所述外钻杆空腔内的压力随着搅拌深度的增大而增大,最小压力不小于0.2MPa,最大压力不大于0.8MPa。
优选地,所述上拉钢丝绳、下放钢丝绳的抗压强度均大于钻机最大提拉力及最大下压力,上拉钢丝绳、下放钢丝绳设定有初始预紧力,初始预紧力范围为0-100kN。
本发明所带来的有益技术效果:
(1)该设备能够在伸缩状态下传递钻机扭矩,这种结构与现有的打桩成孔钻机相比,可在不增高钻机塔架的前提下,增加钻井深度。这样就节省了大量的用于加高钻机塔架的钢材,大大降低了成本,而且使得打桩成孔钻机体积缩小,移动成本也随之降低。(2)钻杆为圆环形截面,大大提高了钻杆的强度、刚度,从而能有效地传递扭矩和轴向力。(3)钻进时各节钻杆之间无相对滑动,加压稳定可靠,可适用于多种土层及岩层。(4)通过设置恒压阀和排气阀,使得钻杆内部始终存在压力,钻孔内的水和泥浆无法进入,提高了钻机的工作寿命。
附图说明
图1为本发明一种高速深层搅拌钻机及其施工方法中钻机的示意图。
图2为本发明一种高速深层搅拌钻机及其施工方法中钻机前端的剖面示意图。
图3为本发明一种高速深层搅拌钻机及其施工方法中下放钢丝绳的绕绳示意图。
图4为本发明一种高速深层搅拌钻机及其施工方法中上拉钢丝绳的绕绳示意图。
其中,1-动力头、2-回转接头、3-气管、4-浆管、5-液压油管、6-排气阀、7-恒压阀、8-油缸杆、9-油缸筒、10-滑轮、11-油缸导向套、12-外钻杆、13-内钻杆、14-钻杆导向套、15-气管套管、16-浆管套管、17-下放钢丝绳、18-上拉钢丝绳、19-钻头、20-底盘。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
如图1~4所示,一种高速深层搅拌钻机,其特征在于,包括底盘20、钻机前端、钻机后台、动力系统、桩架、控制平台;所述钻机后台包括固化剂搅拌系统、高压气供给系统;所述动力系统包括油缸动力系统、环向回转动力系统、垂向回转动力系统、底盘动力系统、桩架动力系统、钻机附件动力系统;钻机前端包括动力头1、回转接头2、气管3、浆管4、液压油管5、排气阀6、恒压阀7、油缸杆8、油缸筒9、滑轮10、油缸导向套11、外钻杆12、内钻杆13、钻杆导向套14、气管套管15、浆管套管16、下放钢丝绳17、上拉钢丝绳18、钻头19;所述外钻杆12内安装有气管3、浆管4,所述外钻杆12底部安装有钻杆导向套14,所述外钻杆12内部的气管3靠近动力头1一侧安装有恒压阀7,与恒压阀7对应的外钻杆12上安装有排气阀6;所述内钻杆13内安装有气管套管15、浆管套管16,所述油缸筒9的顶部和底部均安装有滑轮10;所述回转接头2通过法兰与动力头1连接,所述外钻杆12与动力头1通过法兰连接,所述回转接头2通过气管3和浆管4与外钻杆12连接,所述气管3、浆管4分别与气管套管15、浆管套管16插接,所述油缸杆8的顶部通过销轴与法兰连接,所述回转接头2通过液压油管5与油缸杆8的上部连接,所述油缸筒9通过安装在内钻杆13上的油缸导向套11固定,所述油缸筒9底部滑轮10上缠绕有下放钢丝绳17,下放钢丝绳17的一端与外钻杆12的靠近动力头1一端连接,下放钢丝绳17的另一端与内钻杆13靠近动力头1一端连接,所述油缸筒9顶部滑轮10上缠绕有上拉钢丝绳18,上拉钢丝绳18的一端与外钻杆12的远离动力头1一端连接,上拉钢丝绳18的另一端与内钻杆13靠近动力头1一端连接。
优选地,所述油缸筒9的直径小于内钻杆13的内径,并且小于油缸导向套11内径1-5mm,工作时,油缸杆8相对于外钻杆12静止,油缸筒9相对于外钻杆12运动。
优选地,所述气管3分为两部分,一部分为回转接头2和外钻杆12之间的部分,此部分为高压胶管,一部分为外钻杆12内部的部分,此部分为钢管;所述浆管4分为两部分,一部分为回转接头2和外钻杆12之间的部分,此部分为高压胶管,一部分为外钻杆12内部的部分,此部分为钢管;所述液压油管5为高压胶管。
优选地,所述滑轮10为3个,油缸筒9底部滑轮10为1个,与油缸筒9轴线一致,油缸筒9顶部滑轮10为2个,沿油缸筒9轴线对称分布。
优选地,所述内钻杆13结构为六方钻杆,外钻杆12为光圆钻杆,在内钻杆13顶部内侧设置油缸导向套11,油缸导向套11与内钻杆13焊接与油缸筒9搭接,在外钻杆12底部内侧设置钻杆导向套14,钻杆导向套14与外钻杆12焊接与内钻杆13搭接。
一种高速深层搅拌钻机的施工方法,其特征在于,采用一种高速深层搅拌钻机进行施工,具体施工步骤如下:
步骤一:启动钻机,钻机根据设计要求就位,调整桩架和底盘20,保证钻机整体处于水平状态以及钻杆处于垂直状态,试运行钻机5-10分钟;
步骤二:将动力头1提升至桩架顶部,启动油缸动力系统,推动油缸筒9与滑轮10向下移动,进而通过下放钢丝绳17推动内钻杆13及钻头19向下滑动,当钻头19距离地面1.0-3.0m时,启动环向回转动力系统、垂向回转动力系统,使得动力头1正向转动的同时向下移动;
步骤三:当钻头19完全进入土体后启动固化剂搅拌系统和高压气供给系统,依次回转接头2、气管3、浆管4及钻头19向土体泵送固化剂及高压气,使固化剂高效、均匀的掺加至土体中;与此同时启动恒压阀7,使得外钻杆12空腔内保持设定压力;
步骤四:当油缸筒9向下移动至最大行程后,对油缸筒9进行锁止,通过动力头1继续带动外钻杆12、内钻杆13及钻头19旋转并向下移动,直至搅拌至设定深度;
步骤五:调节垂向回转动力系统和环向回转动力系统使得动力头1反向转动,并带动外钻杆12、内钻杆13及钻头19旋转并向上移动,固化剂搅拌系统和高压气供给系统继续通过钻头19向土体泵送固化剂及高压气;
步骤六:将动力头1提升至桩架顶部,关闭垂向回转动力系统使得动力头1和外钻杆12停止向上移动,启动油缸动力系统,推动油缸筒9与滑轮10向上移动,进而通过上拉钢丝绳18拉动内钻杆13及钻头19向上滑动;
步骤七:当钻头19完全脱离土体后关闭固化剂搅拌系统和高压气供给系统,关闭恒压阀7的同时打开排气阀6,使得外钻杆12空腔内的压力与外接大气保持一致;
步骤八:当油缸筒9向上移动至最大行程后,关闭环向回转动力系统使得动力头1停止转动,对油缸筒9进行锁止后,启动垂向回转动力系统使得动力头1、外钻杆12、内钻杆13和钻头19向下移动设定距离,以保证钻机整体重心下移;
步骤九:对固化剂搅拌系统、回转接头2、浆管4及钻头19采用清水进行冲洗,平整搅拌桩附近场地,钻机移位进行下一根搅拌桩施工;
步骤十:重复步骤一至步骤九直至完成施工。
优选地,所述油缸动力系统推动内钻杆13及钻头19向下滑动的速度不大于动力头1向下移动的速度,油缸动力系统拉动内钻杆13及钻头19向上滑动的速度不大于动力头1向上移动的速度。
优选地,所述外钻杆12空腔内的压力随着搅拌深度的增大而增大,最小压力不小于0.2MPa,最大压力不大于0.8MPa。
优选地,所述上拉钢丝绳18、下放钢丝绳17的抗压强度均大于钻机最大提拉力及最大下压力,上拉钢丝绳18、下放钢丝绳17设定有初始预紧力,初始预紧力范围为0-100kN。
本发明一种高速深层搅拌钻机及其施工方法,该设备能够在伸缩状态下传递钻机扭矩,这种结构与现有的打桩成孔钻机相比,可在不增高钻机塔架的前提下,增加钻井深度。这样就节省了大量的用于加高钻机塔架的钢材,大大降低了成本,而且使得打桩成孔钻机体积缩小,移动成本也随之降低。钻杆为圆环形截面,大大提高了钻杆的强度、刚度,从而能有效地传递扭矩和轴向力。且钻进时各节钻杆之间无相对滑动,加压稳定可靠,可适用于多种土层及岩层。通过设置恒压阀7和排气阀6,使得钻杆内部始终存在压力,钻孔内的水和泥浆无法进入,提高了钻机的工作寿命。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高速深层搅拌钻机,其特征在于,包括底盘、钻机前端、钻机后台、动力系统、桩架、控制平台;所述钻机后台包括固化剂搅拌系统、高压气供给系统;所述动力系统包括油缸动力系统、环向回转动力系统、垂向回转动力系统、底盘动力系统、桩架动力系统、钻机附件动力系统;钻机前端包括动力头、回转接头、气管、浆管、液压油管、排气阀、恒压阀、油缸杆、油缸筒、滑轮、油缸导向套、外钻杆、内钻杆、钻杆导向套、气管套管、浆管套管、下放钢丝绳、上拉钢丝绳、钻头;所述外钻杆内安装有气管、浆管,所述外钻杆底部安装有钻杆导向套,所述外钻杆内部的气管靠近动力头一侧安装有恒压阀,与恒压阀对应的外钻杆上安装有排气阀;所述内钻杆内安装有气管套管、浆管套管,所述油缸筒的顶部和底部均安装有滑轮;所述回转接头通过法兰与动力头连接,所述外钻杆与动力头通过法兰连接,所述回转接头通过气管和浆管与外钻杆连接,所述气管、浆管分别与气管套管、浆管套管插接,所述油缸杆的顶部通过销轴与法兰连接,所述回转接头通过液压油管与油缸杆的上部连接,所述油缸筒通过安装在内钻杆上的油缸导向套固定,所述油缸筒底部滑轮上缠绕有下放钢丝绳,下放钢丝绳的一端与外钻杆的靠近动力头一端连接,下放钢丝绳的另一端与内钻杆靠近动力头一端连接,所述油缸筒顶部滑轮上缠绕有上拉钢丝绳,上拉钢丝绳的一端与外钻杆的远离动力头一端连接,上拉钢丝绳的另一端与内钻杆靠近动力头一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种高速深层搅拌钻机,其特征在于,所述油缸筒的直径小于内钻杆的内径,并且小于油缸导向套内径1-5mm,工作时,油缸杆相对于外钻杆静止,油缸筒相对于外钻杆运动。
3.根据权利要求1所述的一种高速深层搅拌钻机,其特征在于,所述气管分为两部分,一部分为回转接头和外钻杆之间的部分,此部分为高压胶管,一部分为外钻杆内部的部分,此部分为钢管;所述浆管分为两部分,一部分为回转接头和外钻杆之间的部分,此部分为高压胶管,一部分为外钻杆内部的部分,此部分为钢管;所述液压油管为高压胶管。
4.根据权利要求1所述的一种高速深层搅拌钻机,其特征在于,所述滑轮为3个,油缸筒底部滑轮为1个,与油缸筒轴线一致,油缸筒顶部滑轮为2个,沿油缸筒轴线对称分布。
5.根据权利要求1所述的一种高速深层搅拌钻机,其特征在于,所述内钻杆结构为六方钻杆,外钻杆为光圆钻杆,在内钻杆顶部内侧设置油缸导向套,油缸导向套与内钻杆焊接与油缸筒搭接,在外钻杆底部内侧设置钻杆导向套,钻杆导向套与外钻杆焊接与内钻杆搭接。
6.一种高速深层搅拌钻机的施工方法,其特征在于,采用权利要求1所述的一种高速深层搅拌钻机进行施工,具体施工步骤如下:
步骤一:启动钻机,钻机根据设计要求就位,调整桩架和底盘,保证钻机整体处于水平状态以及钻杆处于垂直状态,试运行钻机5-10分钟;
步骤二:将动力头提升至桩架顶部,启动油缸动力系统,推动油缸筒与滑轮向下移动,进而通过下放钢丝绳推动内钻杆及钻头向下滑动,当钻头距离地面1.0-3.0m时,启动环向回转动力系统、垂向回转动力系统,使得动力头正向转动的同时向下移动;
步骤三:当钻头完全进入土体后启动固化剂搅拌系统和高压气供给系统,依次回转接头、气管、浆管及钻头向土体泵送固化剂及高压气,使固化剂高效、均匀的掺加至土体中;与此同时启动恒压阀,使得外钻杆空腔内保持设定压力;
步骤四:当油缸筒向下移动至最大行程后,对油缸筒进行锁止,通过动力头继续带动外钻杆、内钻杆及钻头旋转并向下移动,直至搅拌至设定深度;
步骤五:调节垂向回转动力系统和环向回转动力系统使得动力头反向转动,并带动外钻杆、内钻杆及钻头旋转并向上移动,固化剂搅拌系统和高压气供给系统继续通过钻头向土体泵送固化剂及高压气;
步骤六:将动力头提升至桩架顶部,关闭垂向回转动力系统使得动力头和外钻杆停止向上移动,启动油缸动力系统,推动油缸筒与滑轮向上移动,进而通过上拉钢丝绳拉动内钻杆及钻头向上滑动;
步骤七:当钻头完全脱离土体后关闭固化剂搅拌系统和高压气供给系统,关闭恒压阀的同时打开排气阀,使得外钻杆空腔内的压力与外接大气保持一致;
步骤八:当油缸筒向上移动至最大行程后,关闭环向回转动力系统使得动力头停止转动,对油缸筒进行锁止后,启动垂向回转动力系统使得动力头、外钻杆、内钻杆和钻头向下移动设定距离,以保证钻机整体重心下移;
步骤九:对固化剂搅拌系统、回转接头、浆管及钻头采用清水进行冲洗,平整搅拌桩附近场地,钻机移位进行下一根搅拌桩施工;
步骤十:重复步骤一至步骤九直至完成施工。
7.根据权利要求6所述的一种高速深层搅拌钻机的施工方法,所述油缸动力系统推动内钻杆及钻头向下滑动的速度不大于动力头向下移动的速度,油缸动力系统拉动内钻杆及钻头向上滑动的速度不大于动力头向上移动的速度。
8.根据权利要求6所述的一种高速深层搅拌钻机的施工方法,所述外钻杆空腔内的压力随着搅拌深度的增大而增大,最小压力不小于0.2MPa,最大压力不大于0.8MPa。
9.根据权利要求6所述的一种高速深层搅拌钻机的施工方法,所述上拉钢丝绳、下放钢丝绳的抗压强度均大于钻机最大提拉力及最大下压力,上拉钢丝绳、下放钢丝绳设定有初始预紧力,初始预紧力范围为0-100kN。
CN202010598100.4A 2020-06-28 2020-06-28 一种高速深层搅拌钻机及其施工方法 Pending CN111577131A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010598100.4A CN111577131A (zh) 2020-06-28 2020-06-28 一种高速深层搅拌钻机及其施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010598100.4A CN111577131A (zh) 2020-06-28 2020-06-28 一种高速深层搅拌钻机及其施工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111577131A true CN111577131A (zh) 2020-08-25

Family

ID=72125880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010598100.4A Pending CN111577131A (zh) 2020-06-28 2020-06-28 一种高速深层搅拌钻机及其施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111577131A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115434631A (zh) * 2022-09-29 2022-12-06 北京中岩大地科技股份有限公司 一种具有主动伸缩功能的深层搅拌钻具及使用方法
CN115450555A (zh) * 2022-09-28 2022-12-09 北京中岩大地科技股份有限公司 一种拉链式的超深高速搅拌钻机及其施工方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115450555A (zh) * 2022-09-28 2022-12-09 北京中岩大地科技股份有限公司 一种拉链式的超深高速搅拌钻机及其施工方法
CN115434631A (zh) * 2022-09-29 2022-12-06 北京中岩大地科技股份有限公司 一种具有主动伸缩功能的深层搅拌钻具及使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104763328B (zh) 一种液压扩孔循环钻机及其扩孔桩施工工艺
CN110485919B (zh) 连续导杆式成槽及钻孔装置
CN205530234U (zh) 一种搅喷扩径加固桩的施工装置
CN109853524B (zh) 一种扩大头劲性水泥土复合异形桩的施工方法
CN205840770U (zh) 一种适用于大口径施工的冲击式旋挖钻机装置
CN111577131A (zh) 一种高速深层搅拌钻机及其施工方法
CN101173514A (zh) 一种轮式螺旋旋挖钻机
CN110219597B (zh) 一种螺旋挤土压灌桩用钻具装置及螺旋挤土压灌桩基桩施工方法
CN210562152U (zh) 可实现多种桩型成桩的搅拌钻具
CN110306542B (zh) 内芯为高压水泥土的水泥混凝土复合桩的施工方法
CN102182180A (zh) 旋转挤压套管锚杆及利其施工工法
CN212563079U (zh) 一种高速深层搅拌钻机
CN111577117A (zh) 一种高速搅拌钻机及其施工方法
CN210768606U (zh) 一种螺旋挤土压灌桩用钻具装置
CN116005678B (zh) 一种海上嵌岩单桩基础施工开挖装置及其施工方法
CN212614482U (zh) 一种具备伸缩特性的搅拌装置
CN216866558U (zh) 一种钻杆的动力装置
CN113236113B (zh) 槽孔钻进装置和钻井机
CN201771419U (zh) 一种打桩机
CN112252312B (zh) 一种增强phc管桩整体受力性能的施工方法
CN206815422U (zh) 导杆式液压动力切削成槽机
CN212614480U (zh) 一种高速搅拌钻机
CN221052571U (zh) 一种预制空心桩扩展桩
CN115434631B (zh) 一种具有主动伸缩功能的深层搅拌钻具及使用方法
CN219826709U (zh) 一种旋挖钻机加装潜孔锤的伸缩钻杆安装结构

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