CN111827914B - 深水岩溶环境倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具及打捞方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水岩溶环境倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具及打捞方法，组合打捞工具由空心锤和钻头抓斗组成，打捞方法是先使用冲击钻冲击掉落的冲击钻钻头，以拨正倾斜的冲击钻钻头和击碎卡住冲击钻钻头边缘的溶腔硬岩；然后换上钻头抓斗下放，钻头抓斗的颚板由于自身的重力处于张开状态，冲击钻钻头顶部嵌挤进入钻头抓斗内，此时冲击钻钢丝绳上提，颚板受力闭合嵌入冲击钻钻头顶部的钢丝绳孔内，从而抓取住冲击钻钻头，将其打捞出孔外。本发明的2种工具互相配合，双管齐下，打捞效率较高，能有效节省处理时间，有一定的经济效益。且在深水岩溶环境下打捞倾斜冲击钻钻头无需潜水员水下作业和爆破作业，可以有效避免安全事故的发生。

Description

深水岩溶环境倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具及打捞方法

技术领域

本发明涉及钻机钻头打捞工具，尤其是涉及一种深水岩溶环境倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具及方法。

背景技术

在岩溶地质环境的桩基工程通常采用冲击钻进行钻孔施工，当冲击钻冲击至溶洞溶腔时，容易出现钻头卡钻或掉钻事故。传统冲击钻钻头打捞方法是采用潜水员潜水打捞法或水下爆破法，但在复杂的岩溶地质环境下潜水打捞法和水下爆破法安全风险极大，且潜水员潜水和水下爆破的作业深度不宜大于60m，在掉钻钻头较深的情况下根本不适用；或采用吊车吊住专用吊索和吊钩进入桩孔内反复尝试去勾住冲击钻钻头，然后将冲击钻钻头取出，但这种方法功效极低，当桩孔较深且冲击钻钻头倾斜时难以勾住掉落的冲击钻钻头，要不断地反复尝试，这样就容易延误工期。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种结构简单、易制作的深水岩溶地质下倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具。

本发明的第二个目的在于提供一种能简易、有效且安全地打捞出深水岩溶环境倾斜冲击钻钻头的打捞方法。

本发明的第一个目是这样实现的：

一种深水岩溶地质环境下的倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具，特征是：由空心锤和钻头抓斗组成，其中：

空心锤为圆环状钢结构，由环体、吊耳、加劲钢板组成，环体的直径和掉落的冲击钻钻头的外径相同，用于吊挂冲击钻钢丝绳的两个吊耳对称固定在环体的顶部，用于加强环体刚度的若干个加劲钢板均匀固定在环体的内壁；

钻头抓斗由抓斗外壳、颚板、抓斗内部钢丝绳、定滑轮组成，在筒形的抓斗外壳内的底部设有一根两端固定在内壁上的定滑轮支撑杆，在定滑轮支撑杆的中间设有一个定滑轮，冲击钻钢丝绳的下端从上向下伸入到抓斗外壳内后和两根抓斗内部钢丝绳的上端通过牵引接头连接在一起；在抓斗外壳外壁的底部两边分别设有一根颚板固定杆，两根颚板固定板对称设置，颚板的上端通过铰接与颚板固定板活动连在一起，两根抓斗内部钢丝绳的中部交叉绕过定滑轮后，两根抓斗内部钢丝绳的下端穿出抓斗外壳后分别固定在两个相对的颚板的内壁中部，两个颚板的下端水平相对；钻头抓斗利用单绳机械式抓斗的原理，通过冲击钻钢丝绳上提和松弛控制颚板的开合。当冲击钻钢丝绳处于松弛状态时，此时颚板由于自身重力作用处于张开状态；当冲击钻钢丝绳受力上提，冲击钻钢丝绳的拉力通过抓斗内部钢丝绳和定滑轮传递到颚板上，使颚板受力闭合。

本发明的第二个目是这样实现的：

一种深水岩溶环境下倾斜冲击钻钻头的打捞方法，特征是：具体步骤如下：

A、首先由冲击钻钢丝绳穿过空心锤顶部的吊耳，起吊空心锤下放至桩基孔内并进行冲击，当空心锤冲击到在溶腔内掉落的倾斜的冲击钻钻头时，通过空心锤的冲击作用，使冲击钻钻头翘起的部位摆正，并击碎卡住冲击钻钻头边缘四周的溶腔硬岩，从而达到拨正倾斜的冲击钻钻头的作用；

B、然后冲击钻钢丝绳将空心锤吊出桩基孔，换上钻头抓斗，冲击钻钢丝绳提引钻头抓斗下放至桩基孔内，下放过程中钻头抓斗的颚板触碰到掉落的冲击钻钻头的顶部时，此时冲击钻钢丝绳松弛不受力，颚板由于自身的重力处于张开状态，冲击钻钻头顶部嵌挤进入钻头抓斗内，此时冲击钻钢丝绳上提，颚板受力闭合嵌入冲击钻钻头顶部的钢丝绳孔内，从而抓取住冲击钻钻头，将其打捞出孔外。

本发明由空心锤和钻头抓斗组成，先使用冲击钻通过钢丝绳起吊空心锤，下放至桩基孔内并冲击掉落的冲击钻钻头，以拨正倾斜的冲击钻钻头和击碎卡住冲击钻钻头边缘的溶腔硬岩；然后换上钻头抓斗下放，下放过程中钻头抓斗的颚板在触碰到冲击钻钻头的顶部，钻头抓斗的颚板由于自身的重力处于张开状态，冲击钻钻头顶部嵌挤进入钻头抓斗内，此时冲击钻钢丝绳上提，颚板受力闭合嵌入冲击钻钻头顶部的钢丝绳孔内，从而抓取住冲击钻钻头，将其打捞出孔外。

本发明具有如下优点：

1、组合打捞工具结构简单，打捞方法方便易行。空心锤易制作，用冲击钻钻头切割掉中间部分制成或在钢结构厂进行加工制造，钻头抓斗为一种根据抓斗原理结合冲击钻钻头的结构特点制作的单绳机械抓斗；本发明可方便快捷地从深水岩溶地质环境下的桩基孔中取出倾斜的冲击钻钻头，降低取出作业成本，提高作业的安全性和桩基孔的成孔施工效率；

2、实用性强，设计合理，简便可行。本发明针对冲击钻钻头和溶洞溶腔的结构特点进行设计制作，结构简单，实用性强，能有效打捞起深水岩溶地质环境下倾斜的冲击钻钻头；钻头抓斗相对于传统打捞勾能更有效地抓住掉落的冲击钻钻头，抓取冲击钻钻头更加牢固，能避免在吊起的过程中冲击钻钻头的二次掉落；

3、安全性好。本发明在深水岩溶地质环境下打捞倾斜的冲击钻钻头，而无需潜水员水下作业和爆破作业，可以有效避免安全事故的发生；

4、经济效益高，效率高。本发明针对冲击钻钻头和溶洞溶腔的结构特点以及冲击钻钻头在桩基孔底的情况进行针对性设计，对症下药，两套打捞工具互相配合，先用空心锤冲击拨正倾斜的冲击钻钻头和击碎导致冲击钻钻头卡钻或掉钻的溶洞溶腔硬岩，然后用钻头抓斗抓取冲击钻钻头顶部最容易抓取到的钢丝绳吊孔，从而将冲击钻钻头打捞取出，双管齐下，打捞效率较高，能有效节省处理时间，带来一定的经济效益。

附图说明

图1为空心锤的立面图；

图2为空心锤的俯视图

图3为钻头抓斗的立面图；

图4为钻头抓斗的俯视图；

图5为冲击钻钻头的结构图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

一种深水岩溶地质环境下的倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具，特征是：由空心锤和钻头抓斗组成，其中：

空心锤为圆环状钢结构，由环体1、吊耳2、加劲钢板3组成，环体1的直径和掉落的冲击钻钻头的外径相同，用于吊挂冲击钻钢丝绳4的两个吊耳2对称固定在环体1的顶部，用于加强环体1刚度的若干个加劲钢板3均匀固定在环体1的内壁；

钻头抓斗由抓斗外壳7、颚板5、抓斗内部钢丝绳6、定滑轮8组成，在筒形的抓斗外壳7内的底部设有一根两端固定在内壁上的定滑轮支撑杆11，在定滑轮支撑杆11的中间设有一个定滑轮8，冲击钻钢丝绳4的下端从上向下伸入到抓斗外壳7内后和两根抓斗内部钢丝绳6的上端通过牵引接头9连接在一起；在抓斗外壳7外壁的底部两边分别设有一根颚板固定杆10，两根颚板固定板10对称设置，颚板5的上端通过铰接与颚板固定板10活动连在一起，两根抓斗内部钢丝绳6的中部交叉绕过定滑轮8后，两根抓斗内部钢丝绳6的下端穿出抓斗外壳7后分别固定在两个相对的颚板5的内壁中部，两个颚板5的下端水平相对；钻头抓斗利用单绳机械式抓斗的原理，通过冲击钻钢丝绳4上提和松弛控制颚板5的开合。当冲击钻钢丝绳4处于松弛状态时，此时颚板5由于自身重力作用处于张开状态；当冲击钻钢丝绳4受力上提，冲击钻钢丝绳4的拉力通过抓斗内部钢丝绳4和定滑轮8传递到颚板5上，使颚板5受力闭合。

一种深水岩溶环境下倾斜冲击钻钻头的打捞方法，具体步骤如下：

A、首先由冲击钻钢丝绳4穿过空心锤顶部的吊耳2，起吊空心锤下放至桩基孔内并进行冲击，当空心锤冲击到在溶腔内掉落的倾斜的冲击钻钻头12时，通过空心锤的冲击作用，使冲击钻钻头12翘起的部位摆正，并击碎卡住冲击钻钻头12边缘四周的溶腔硬岩，从而达到拨正倾斜的冲击钻钻12头的作用；

B、然后冲击钻钢丝绳4再将空心锤吊出桩基孔，换上钻头抓斗，冲击钻钢丝绳4提引钻头抓斗下放至桩基孔内，下放过程中钻头抓斗的颚板5触碰到掉落的冲击钻钻头12的顶部时，此时冲击钻钢丝绳4松弛不受力，颚板5由于自身的重力处于张开状态，冲击钻钻头顶部嵌挤进入钻头抓斗内，此时冲击钻钢丝绳4上提，颚板5受力闭合嵌入冲击钻钻头12顶部的钢丝绳孔13内，从而抓取住冲击钻钻头，将其打捞出孔外。

Claims (2)

1.一种深水岩溶地质环境下的倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具，其特征在于：由空心锤和钻头抓斗组成，其中：

空心锤为圆环状钢结构，由环体、吊耳、加劲钢板组成，环体的直径和掉落的冲击钻钻头的外径相同，用于吊挂冲击钻钢丝绳的两个吊耳对称固定在环体的顶部，用于加强环体刚度的若干个加劲钢板均匀固定在环体的内壁；

钻头抓斗由抓斗外壳、颚板、抓斗内部钢丝绳、定滑轮组成，在筒形的抓斗外壳内的底部设有一根两端固定在内壁上的定滑轮支撑杆，在定滑轮支撑杆的中间设有一个定滑轮，冲击钻钢丝绳的下端从上向下伸入到抓斗外壳内后和两根抓斗内部钢丝绳的上端通过牵引接头连接在一起；在抓斗外壳外壁的底部两边分别设有一根颚板固定杆，两根颚板固定板对称设置，颚板的上端通过铰接与颚板固定板活动连在一起，两根抓斗内部钢丝绳的中部交叉绕过定滑轮后，两根抓斗内部钢丝绳的下端穿出抓斗外壳后分别固定在两个相对的颚板的内壁中部，两个颚板的下端水平相对；钻头抓斗利用单绳机械式抓斗的原理，通过冲击钻钢丝绳上提和松弛控制颚板的开合；当冲击钻钢丝绳处于松弛状态时，此时颚板由于自身重力作用处于张开状态；当冲击钻钢丝绳受力上提，冲击钻钢丝绳的拉力通过抓斗内部钢丝绳和定滑轮传递到颚板上，使颚板受力闭合。

2.一种深水岩溶环境下倾斜冲击钻钻头的打捞方法，采用如权利要求1所述的深水岩溶地质环境下的倾斜冲击钻钻头的组合打捞工具，其特征在于：具体步骤如下：

A、首先由冲击钻钢丝绳穿过空心锤顶部的吊耳，起吊空心锤下放至桩基孔内并进行冲击，当空心锤冲击到在溶腔内掉落的倾斜的冲击钻钻头时，通过空心锤的冲击作用，使冲击钻钻头翘起的部位摆正，并击碎卡住冲击钻钻头边缘四周的溶腔硬岩，从而达到拨正倾斜的冲击钻钻头的作用；

B、然后冲击钻钢丝绳将空心锤吊出桩基孔，换上钻头抓斗，冲击钻钢丝绳提引钻头抓斗下放至桩基孔内，下放过程中钻头抓斗的颚板触碰到掉落的冲击钻钻头的顶部时，此时冲击钻钢丝绳松弛不受力，颚板由于自身的重力处于张开状态，冲击钻钻头顶部嵌挤进入钻头抓斗内，此时冲击钻钢丝绳上提，颚板受力闭合嵌入冲击钻钻头顶部的钢丝绳孔内，从而抓取住冲击钻钻头，将其打捞出孔外。

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