CN113090184B - 一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置及施工方法，它包括外壁光滑的可转向金属管，可转向金属管的头部嵌入安装有抽吸钻头；可转向金属管内壁设置有固定卡槽，所述可转向金属管的内壁，并位于固定卡槽的上部铰接有可转动卡槽，固定卡槽上平面和可转动卡槽下平面设置有圆弧滑轨；可转动卡槽上部连接液压伸缩轴。避免了使用传统钻机钻孔耗费的高额施工成本，在耗费最少的情况下达到施工要求，节能环保，是一种快速、低成本、实现转向功能的珊瑚砂中成孔技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置及施工方法，属于珊瑚砂中多功能抽吸成孔施工领域。
背景技术
在添加膨胀剂的桩体浇筑冷凝成形后，如不能准确地检测桩体膨胀体积、高压灌浆体积和桩体是否有裂缝等工程问题，将会导致桩体强度达不到设计要求，在上部结构建造或建成使用过程中出现极大的工程安全隐患，对人民和国家的生命财产产生极大的威胁。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置及施工方法，本发明针对珊瑚砂的特性利用高压灌浆、超声波破碎、抽吸元件进行作业；针对地形的多样性，加入切削元件对夹杂的大颗粒珊瑚砂进行破碎；为了抽离多余的珊瑚砂，在钻头处设置抽吸元件；引入转向装置，增强其成弯曲孔洞路线的功能。避免了使用传统钻机钻孔耗费的高额施工成本，在耗费最少的情况下达到施工要求，节能环保，是一种快速、低成本、实现转向功能的珊瑚砂中成孔技术。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，它包括外壁光滑的可转向金属管，可转向金属管的头部嵌入安装有抽吸钻头；可转向金属管内壁设置有固定卡槽，所述可转向金属管的内壁，并位于固定卡槽的上部铰接有可转动卡槽，固定卡槽上平面和可转动卡槽下平面设置有圆弧滑轨；可转动卡槽上部连接液压伸缩轴。
所述抽吸钻头由多个不同功能装置嵌构而成，所述抽吸钻头的顶部凸出为钻头凸起，所述钻头凸起上下平面设有滚动轴承形成的滚动轮，所述钻头凸起上平面为可转向金属管，所述可转向金属管内壁在同一平面上均布有四个液压伸缩轴，所述四个液压伸缩轴与四个金属水平支撑分别刚接，所述金属水平支撑与可转向金属管内壁铰接，所述抽吸钻头设有转向装置、超声波动力元件、切削元件和抽吸动力元件，所述抽吸钻头最底端嵌入GPS定位系统。
所述可转向金属管由双层管筒结构构成，外层金属管筒由一节大直径短金属圆筒连接一节小直径短金属圆筒再连接一节大直径短金属圆筒往复循环连接制作而成，外层金属管筒的壁厚厚，大直径短金属圆筒和小直径短金属圆筒使用水平短金属板相连，水平短金属板与大直径短金属圆筒和小直径短金属圆筒连接处使用扇叶连接。
所述可转向金属管内层金属管筒为金属软管，内层金属软管由一节大直径短金属软管连接一节小直径短金属软管再连接一节大直径短金属软管往复循环连接制作而成，内层金属软管壁厚均比外层金属圆筒的壁厚薄，且内层金属软管直径均比外层金属圆筒直径小。
所述金属软管的大直径短金属软管和小直径短金属软管通过水平短金属板连接，连接处密封，同时内层金属软管连接处与外层金属管筒连接处相互连接形成整体。
所述可转动卡槽由金属斜支撑、金属水平支撑和金属板三部分组成，两个金属斜支撑位于金属板两侧，并与金属板铰接，金属水平支撑搭接在两个金属斜支撑中间，相互铰接；
所述金属板为扇形结构，金属板一端固定于外层金属管筒内壁，另一端与金属斜支撑一端铰接，在装置运行过程中金属斜支撑与金属板形成三角形稳定结构，在金属水平支撑中间固定有液压伸缩轴，用来改变钢支架位置。
所述可转向金属管内壁设置的固定卡槽与可转动卡槽之间的距离与钻头凸起的厚度相等；所述固定卡槽为圆环结构，并固定在可转向金属管下端口，在固定卡槽上方为可转动卡槽，每个可转动卡槽的金属水平支撑均连接液压伸缩轴，固定卡槽上平面与可移动卡槽下平面在同一位置均设有同等大小的凹槽。
所述钻头凸起刚好固定在固定卡槽上平面与可移动卡槽下平面的凹槽中间，钻头凸起上下平面均布设一圈由多个轴承组成的圆环轨道，该圆环轨道与卡槽上的凹槽相互嵌合；
所述钻头凸起下方连接可转向金属管，并将钻头元件包围在同一密闭空间内。
所述转向装置位于钻头凸起下平面中心位置，由两液压伸缩轴和连接轴构成，两液压伸缩轴并排布置，连接轴上部与两液压伸缩轴铰接，连接轴下部与下方抽吸钻头平板刚接。
所述抽吸钻头下端等间距布设超声波动力元件、切削元件和抽吸动力元件共六个元件，三种功能的元件依次间隔排列。
采用珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置进行施工的方法，包括以下步骤：
桩、锚成孔技术施工：
步骤一，测量放线，准备工作面：成孔施工前首先须清理出工作面，并测量放出桩、锚位置，位置偏差不得超过规范及设计的要求；
步骤二，成孔装置准备：使用吊机将护筒顶部垂直吊起，使护筒底部置于操作台卡口处，缩小操作台卡口直径，直至将护筒垂直固定在操作台上，吊机松开；再次使用吊机将抽吸装置吊起并顺着护筒顶部垂直放入护筒底部，直至将成孔的抽吸装置锥头伸出护筒至少30cm；同时吊机外侧吊爪卡住护筒上端，使得抽吸装置位于护筒空间内，在进行后续成孔过程中保证两者同时运动不产生相对位移；
步骤三，吊机就位：吊机就位时，取措施保证护筒中心与钻孔中心重合，其偏差不应大于20mm；吊机就位后保持平整稳固，并采取措施固定，保证在抽吸过程中不产生位移和摇晃，否则应及时处理；
步骤四，启动设备抽吸成孔：吊机吊臂开始缓慢下移，启动电机使成孔的抽吸装置开始工作，抽吸装置的抽吸钻头接触珊瑚砂，超声波动力元件发射高频低幅的振动能量并喷射具有一定速度的水柱，通过水柱作为超声波能量传递的载体，使得抽吸头周围黏结在一起的珊瑚砂接触点分离；遇到大颗粒礁岩时，切削元件中的旋转扇叶将其破碎；抽吸动力元件抽吸分离松散的珊瑚砂；同时，吊机转轴开始一定速度旋转，对护筒范围内的珊瑚砂进行全方位破碎、分离、抽吸，从而形成孔洞；当抽吸装置不断向下成孔时，护筒与抽吸装置一起运动下移，支护形成的孔洞，防止周围珊瑚砂塌落；
步骤五，护筒底部压浆锚固：成孔完成后，吊机外爪松开护筒上端，将抽吸装置从护筒内垂直吊起，两者分离，护筒内形成空洞，将压浆管深入护筒底部，开始压入掺有纤维的水泥砂浆，同时保证纤维水泥砂浆必须具备良好的和易性，护筒底端侧壁是有孔洞的花管，压入的纤维水泥砂浆从底部洞口及侧壁喷入珊瑚砂孔隙内，与周围的珊瑚砂逐渐形成大体积珊瑚砂水泥砂浆块体；
步骤六，桩、锚形成：随着下部的珊瑚砂水泥砂浆块体逐渐冷凝初步形成具有一定强度的块体，开始灌入膨胀砂浆，一边灌入膨胀砂浆一边向上提起护筒，直至护筒全部提出，膨胀砂浆完全灌入孔洞内；
深部桩体定向探测：
步骤一，检测目标：桩体浇筑冷凝成形后，因膨胀剂作用，需要对膨胀段桩体进行膨胀直径及桩体是否开裂检测；
步骤二，检测位置定位：通过设计图纸定位需检测位置，根据机器弯转角度和长度规划装置成孔路线，将成孔路线转化成GPS定位路线；
步骤三，开启装置：装置启动，抽吸钻头内的超声波动力元件、切削元件和抽吸动力元件工作，超声波动力元件将珊瑚砂颗粒破碎，并将密实处的珊瑚砂振动变松，切削元件进一步将大颗粒珊瑚砂破碎成小颗粒，抽吸动力元件将珊瑚砂颗粒抽离运输到陆地，孔洞慢慢形成，同时检测人员根据抽吸钻头内GPS定位系统显示的定位，调整转向装置内液压伸缩轴的长度，具体调整过程中，若要钻头向西方向旋转，将东向液压伸缩轴伸长，西向液压伸缩轴缩短，即可将抽吸钻头调整向西前进，进而实现抽吸钻头转向，形成弯曲孔洞，抽吸钻头后面的可转向金属管由扇叶通过短金属板将其一节大直径短金属圆筒一节小直径短金属圆筒循环连接，具有一定的旋转角度，从而实现可转向金属管跟随抽吸钻头行进，并对成形的孔洞形成一定的支撑作用；
步骤四，孔洞形成：预定的孔洞形成后将可转动卡槽上的液压伸缩轴提起，可转动卡槽脱离钻头凸起，慢慢贴近管壁，检测人员将抽吸钻头抽离孔洞；
步骤五，检测数据：使用高清摄像机拍摄内部桩体表面形状，同时高清摄像机的GPS定位系统将位置实时记录，后期处理拍摄录像，确定桩体是否破裂以及桩体膨胀直径。
本发明有如下有益效果：
1、超声波能量转换集成块拥有强大的穿透能力以及良好的方向性能，可在液体、固体等介质中有效传播，有效破坏珊瑚砂之间的接触，产生强烈的冲击和空化状态。
2、利用低频高能的超声波能量转换集成块来进行珊瑚砂破碎，随着在介质中传播距离的增大，超声波能量逐渐减小，在这个过程中超声波可以转化为热能等其他形式的能量。当超声波在珊瑚砂中传播时，超声波会遇到非均质介质，又由于介质与材料自身缺陷问题，超声波会在其中发生较大的反射与折射。当超声波反射与折射碰到珊瑚砂孔隙裂缝时就会叠加，从而在裂缝尖端处产生应力集中，于是珊瑚砂颗粒发生崩坏与裂纹扩展，再加上超声波不断的加载，珊瑚砂极易破碎。超声波所转化成的热能被珊瑚砂自身所吸收，同样加速了珊瑚砂裂纹产生的过程。
3、超声波能量转换集成块振动频率大于20KHz，人在自然环境下无法听到和感受到声波，减少了施工过程中噪音对工作人员身体以及周围环境的伤害。
4、该抽吸装置可适用于珊瑚砂中成孔的工程，抽吸口将珊瑚砂颗粒抽吸输送到陆上而形成地下孔洞，避免了使用传统钻机钻孔耗费的高额施工成本，抽吸钻孔使用能量极低，在使用能量最少的情况下达到施工要求，节能环保，是一种快速低成本的成孔技术。
5、抽吸钻头内嵌GPS定位系统，根据定位系统，施工人员在陆上控制抽吸钻头前进的方向，实现了精准可控的挖掘曲线通道，可避免大面积深挖地基土而增加的工程施工量，减少施工所需费用。
6、可转向金属管外层使用刚度大的金属管筒，在装置达到较深的珊瑚砂内部时，保护装置内部不被上覆珊瑚砂压力挤压变形，内层使用韧性大的金属软管，实现了内层软管在不使用扇叶连接，同时，内层金属软管与外层金属管筒一节一节相互连接成整体，依靠自身结构而随着外层金属管筒实现转向功能。
7、该抽吸装置外层金属管筒外壁光滑，减小管筒成孔时的侧摩阻力。
8、若使用该方法进行珊瑚砂中桩、锚杆等成孔时，护筒底部可高压灌入掺有纤维的水泥砂浆，不仅加固了锚杆底部的锚固体积，还可增加锚杆的抗拔性能，使得膨胀锚头有更大的持力空间；灌入的膨胀砂浆在珊瑚砂内膨胀挤碎周边的珊瑚砂，使得珊瑚砂更加密实，增加珊瑚砂地基承载力和锚杆抗拔力。
9、固定卡槽和可转动卡槽分别设置圆弧滑轨，在滑轨的作用下抽吸钻头在水平面内360︒无死角转动，使得同一位置处珊瑚砂经历超声波动力破碎、切削元件进一步破碎和抽吸动力元件将其破碎后的颗粒抽吸形成孔洞，三种功能元件先后进行工作，提高了成孔装置工作效率，节约工程施工时间，实现了机械化流程。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明可转向抽吸钻头装置立体图。
图2为本发明抽吸钻头细节立体图。
图3为本发明可转向抽吸钻头平面图。
图4为本发明可转向金属管立体图。
图5为本发明可移动卡槽立体图。
图6为本发明可转向金属管透视图。
图7为本发明抽吸钻头细节透视图。
图中：可转向金属管1、抽吸钻头2、固定卡槽3、可转动卡槽4、液压伸缩轴5、钻头凸起6、扇叶7；
大直径短金属圆筒101、小直径短金属圆筒102、短金属板103、大直径短金属软管104、小直径短金属软管105；
转向装置201、超声波动力元件202、切削元件203、抽吸动力元件204、GPS定位系统205；
金属斜支撑401、金属水平支撑402、金属板403；
连接轴2011。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
参见图1-7，一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，它包括外壁光滑的可转向金属管1，可转向金属管1的头部嵌入安装有抽吸钻头2；可转向金属管1内壁设置有固定卡槽3，所述可转向金属管1的内壁，并位于固定卡槽3的上部铰接有可转动卡槽4，固定卡槽3上平面和可转动卡槽4下平面设置有圆弧滑轨；可转动卡槽4上部连接液压伸缩轴5；进一步的，所述抽吸钻头2由多个不同功能装置嵌构而成，所述抽吸钻头2的顶部凸出为钻头凸起6，所述钻头凸起6上下平面设有滚动轴承形成的滚动轮，所述钻头凸起6上平面为可转向金属管1，所述可转向金属管1内壁在同一平面上均布有四个液压伸缩轴5，所述四个液压伸缩轴5与四个金属水平支撑402分别刚接，所述金属水平支撑402与可转向金属管1内壁铰接，所述抽吸钻头设有转向装置201、超声波动力元件202、切削元件203和抽吸动力元件204，所述抽吸钻头2最底端嵌入GPS定位系统205。通过采用上述的抽吸钻头装置可适用于珊瑚砂中成孔的工程，抽吸口将珊瑚砂颗粒抽吸输送到陆上而形成地下孔洞，避免了使用传统钻机钻孔耗费的高额施工成本，抽吸钻孔使用能量极低，在使用能量最少的情况下达到施工要求，节能环保，是一种快速低成本的成孔技术。
进一步的，所述可转向金属管1由双层管筒结构构成，外层金属管筒由一节大直径短金属圆筒101连接一节小直径短金属圆筒102再连接一节大直径短金属圆筒101往复循环连接制作而成，外层金属管筒的壁厚厚，大直径短金属圆筒101和小直径短金属圆筒102使用水平短金属板103相连，水平短金属板103与大直径短金属圆筒101和小直径短金属圆筒102连接处使用扇叶7连接。所述可转向金属管1内层金属管筒为金属软管，内层金属软管由一节大直径短金属软管104连接一节小直径短金属软管105再连接一节大直径短金属软管104往复循环连接制作而成，内层金属软管壁厚均比外层金属圆筒的壁厚薄，且内层金属软管直径均比外层金属圆筒直径小。所述金属软管的大直径短金属软管104和小直径短金属软管105通过水平短金属板103连接，连接处密封，同时内层金属软管连接处与外层金属管筒连接处相互连接形成整体。通过采用上述的可转向金属管1保证了其能够依靠自身结构而随着外层金属管筒实现转向功能。同时保证了，在装置达到较深的珊瑚砂内部时，保护装置内部不被上覆珊瑚砂压力挤压变形，内层使用韧性大的金属软管，实现了内层软管在不使用扇叶连接。
进一步的，所述可转动卡槽4由金属斜支撑401、金属水平支撑402和金属板403三部分组成，两个金属斜支撑401位于金属板403两侧，并与金属板403铰接，金属水平支撑402搭接在两个金属斜支撑401中间，相互铰接。
进一步的，所述金属板403为扇形结构，金属板403一端固定于外层金属管筒内壁，另一端与金属斜支撑401一端铰接，在装置运行过程中金属斜支撑401与金属板403形成三角形稳定结构，在金属水平支撑402中间固定有液压伸缩轴5，用来改变钢支架位置。
进一步的，所述可转向金属管1内壁设置的固定卡槽3与可转动卡槽4之间的距离与钻头凸起6的厚度相等；所述固定卡槽3为圆环结构，并固定在可转向金属管1下端口，在固定卡槽3上方为可转动卡槽4，每个可转动卡槽4的金属水平支撑402均连接液压伸缩轴5，固定卡槽3上平面与可移动卡槽4下平面在同一位置均设有同等大小的凹槽。通过上述的固定卡槽3与可转动卡槽4能够实现对钻头的有效限位安装，在保证其不发生脱落的同时，实现转动。
进一步的，所述钻头凸起6刚好固定在固定卡槽3上平面与可移动卡槽4下平面的凹槽中间，钻头凸起6上下平面均布设一圈由多个轴承组成的圆环轨道，该圆环轨道与卡槽上的凹槽相互嵌合；所述钻头凸起6下方连接可转向金属管1，并将钻头元件包围在同一密闭空间内。通过采用上述的结构，保证了抽吸钻头能够实现360°无死角转动。
进一步的，所述转向装置201位于钻头凸起6下平面中心位置，由两液压伸缩轴5和连接轴2011构成，两液压伸缩轴5并排布置，连接轴2011上部与两液压伸缩轴5铰接，连接轴2011下部与下方抽吸钻头2平板刚接。
进一步的，所述抽吸钻头2下端等间距布设超声波动力元件202、切削元件203和抽吸动力元件204共六个元件，三种功能的元件依次间隔排列。通过多种不同功能的原件，使得同一位置处珊瑚砂经历超声波动力破碎、切削元件进一步破碎和抽吸动力元件将其破碎后的颗粒抽吸形成孔洞，三种功能元件先后进行工作，提高了成孔装置工作效率，节约工程施工时间，实现了机械化流程。
实施例2：
采用珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置进行施工的方法，包括以下步骤：
桩、锚成孔技术施工：
步骤一，测量放线，准备工作面：成孔施工前首先须清理出工作面，并测量放出桩、锚位置，位置偏差不得超过规范及设计的要求；
步骤二，成孔装置准备：使用吊机将护筒顶部垂直吊起，使护筒底部置于操作台卡口处，缩小操作台卡口直径，直至将护筒垂直固定在操作台上，吊机松开；再次使用吊机将抽吸装置吊起并顺着护筒顶部垂直放入护筒底部，直至将成孔的抽吸装置锥头伸出护筒至少30cm；同时吊机外侧吊爪卡住护筒上端，使得抽吸装置位于护筒空间内，在进行后续成孔过程中保证两者同时运动不产生相对位移；
步骤三，吊机就位：吊机就位时，取措施保证护筒中心与钻孔中心重合，其偏差不应大于20mm；吊机就位后保持平整稳固，并采取措施固定，保证在抽吸过程中不产生位移和摇晃，否则应及时处理；
步骤四，启动设备抽吸成孔：吊机吊臂开始缓慢下移，启动电机使成孔的抽吸装置开始工作，抽吸装置的抽吸钻头2接触珊瑚砂，超声波动力元件202发射高频低幅的振动能量并喷射具有一定速度的水柱，通过水柱作为超声波能量传递的载体，使得抽吸头周围黏结在一起的珊瑚砂接触点分离；遇到大颗粒礁岩时，切削元件203中的旋转扇叶将其破碎；抽吸动力元件204抽吸分离松散的珊瑚砂；同时，吊机转轴开始一定速度旋转，对护筒范围内的珊瑚砂进行全方位破碎、分离、抽吸，从而形成孔洞；当抽吸装置不断向下成孔时，护筒与抽吸装置一起运动下移，支护形成的孔洞，防止周围珊瑚砂塌落；
步骤五，护筒底部压浆锚固：成孔完成后，吊机外爪松开护筒上端，将抽吸装置从护筒内垂直吊起，两者分离，护筒内形成空洞，将压浆管深入护筒底部，开始压入掺有纤维的水泥砂浆，同时保证纤维水泥砂浆必须具备良好的和易性，护筒底端侧壁是有孔洞的花管，压入的纤维水泥砂浆从底部洞口及侧壁喷入珊瑚砂孔隙内，与周围的珊瑚砂逐渐形成大体积珊瑚砂水泥砂浆块体；
步骤六，桩、锚形成：随着下部的珊瑚砂水泥砂浆块体逐渐冷凝初步形成具有一定强度的块体，开始灌入膨胀砂浆，一边灌入膨胀砂浆一边向上提起护筒，直至护筒全部提出，膨胀砂浆完全灌入孔洞内；
实施例3：
深部桩体定向探测：
步骤一，检测目标：桩体浇筑冷凝成形后，因膨胀剂作用，需要对膨胀段桩体进行膨胀直径及桩体是否开裂检测；
步骤二，检测位置定位：通过设计图纸定位需检测位置，根据机器弯转角度和长度规划装置成孔路线，将成孔路线转化成GPS定位路线；
步骤三，开启装置：装置启动，抽吸钻头内的超声波动力元件202、切削元件203和抽吸动力元件204工作，超声波动力元件202将珊瑚砂颗粒破碎，并将密实处的珊瑚砂振动变松，切削元件203进一步将大颗粒珊瑚砂破碎成小颗粒，抽吸动力元件204将珊瑚砂颗粒抽离运输到陆地，孔洞慢慢形成，同时检测人员根据抽吸钻头内GPS定位系统205显示的定位，调整转向装置201内液压伸缩轴5的长度，具体调整过程中，若要钻头向西方向旋转，将东向液压伸缩轴5伸长，西向液压伸缩轴5缩短，即可将抽吸钻头调整向西前进，进而实现抽吸钻头转向，形成弯曲孔洞，抽吸钻头后面的可转向金属管1由扇叶7通过短金属板103将其一节大直径短金属圆筒101一节小直径短金属圆筒102循环连接，具有一定的旋转角度，从而实现可转向金属管1跟随抽吸钻头2行进，并对成形的孔洞形成一定的支撑作用；
步骤四，孔洞形成：预定的孔洞形成后将可转动卡槽4上的液压伸缩轴5提起，可转动卡槽4脱离钻头凸起6，慢慢贴近管壁，检测人员将抽吸钻头抽离孔洞；
步骤五，检测数据：使用高清摄像机拍摄内部桩体表面形状，同时高清摄像机的GPS定位系统将位置实时记录，后期处理拍摄录像，确定桩体是否破裂以及桩体膨胀直径。
本发明的工作原理：
成孔抽吸钻头装置包括外壁光滑的金属软管和嵌入的抽吸钻头，金属软管内壁分别设置固定卡槽和铰接可转动卡槽，可转动卡槽上部连接液压伸缩轴，用于改变转动卡槽位置，上下两卡槽均在同一位置设有滑轨，嵌入的抽吸钻头由多功能元件嵌构而成，抽吸钻头上部凸出，该钻头凸起上下设有滚动轴承形成的滚动槽，所述钻头凸起上部为伸缩软管，软管内部设有两个液压伸缩轴，两液压伸缩轴铰接于金属板，金属板与软管内壁铰接，通过调节液压伸缩轴的长度改变两端软管伸缩的长度，调整抽吸钻头的方向，从而实现钻头转向功能；抽吸钻头内有超声波动力装置、切削装置和抽吸动力装置，通过超声波传递出的能量将珊瑚砂间的粘结力降低，切削装置将钻孔时遇到的较大颗粒珊瑚砂和礁岩进行初级破碎，抽吸口将珊瑚砂颗粒抽吸输送到陆上而形成地下孔洞，避免了使用传统钻机钻孔耗费的高额施工成本，在耗费最少的情况下达到施工要求，节能环保，是一种快速、低成本、实现转向功能的珊瑚砂中成孔技术。
Claims (9)
1.一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：它包括外壁光滑的可转向金属管（1），可转向金属管（1）的头部嵌入安装有抽吸钻头（2）；可转向金属管（1）内壁设置有固定卡槽（3），所述可转向金属管（1）的内壁，并位于固定卡槽（3）的上部铰接有可转动卡槽（4），固定卡槽（3）上平面和可转动卡槽（4）下平面设置有圆弧滑轨；可转动卡槽（4）上部连接液压伸缩轴（5）；
所述抽吸钻头（2）由多个不同功能装置嵌构而成，所述抽吸钻头（2）的顶部凸出为钻头凸起（6），所述钻头凸起（6）上下平面设有滚动轴承形成的滚动轮，所述钻头凸起（6）上平面为可转向金属管（1），所述可转向金属管（1）内壁在同一平面上均布有四个液压伸缩轴（5），所述四个液压伸缩轴（5）与四个金属水平支撑（402）分别刚接，所述金属水平支撑（402）与可转向金属管（1）内壁铰接，所述抽吸钻头设有转向装置（201）、超声波动力元件（202）、切削元件（203）和抽吸动力元件（204），所述抽吸钻头（2）最底端嵌入GPS定位系统（205）。
2.根据权利要求1所述一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：所述可转向金属管（1）由双层管筒结构构成，外层金属管筒由一节大直径短金属圆筒（101）连接一节小直径短金属圆筒（102）再连接一节大直径短金属圆筒（101）往复循环连接制作而成，外层金属管筒的壁厚厚，大直径短金属圆筒（101）和小直径短金属圆筒（102）使用水平短金属板（103）相连，水平短金属板（103）与大直径短金属圆筒（101）和小直径短金属圆筒（102）连接处使用扇叶（7）连接。
3.根据权利要求2所述一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：所述可转向金属管（1）内层金属管筒为金属软管，内层金属软管由一节大直径短金属软管（104）连接一节小直径短金属软管（105）再连接一节大直径短金属软管（104）往复循环连接制作而成，内层金属软管壁厚均比外层金属圆筒的壁厚薄，且内层金属软管直径均比外层金属圆筒直径小。
4.根据权利要求3所述一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：所述金属软管的大直径短金属软管（104）和小直径短金属软管（105）通过水平短金属板（103）连接，连接处密封，同时内层金属软管连接处与外层金属管筒连接处相互连接形成整体。
5.根据权利要求1所述一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：所述可转动卡槽（4）由金属斜支撑（401）、金属水平支撑（402）和金属板（403）三部分组成，两个金属斜支撑（401）位于金属板（403）两侧，并与金属板（403）铰接，金属水平支撑（402）搭接在两个金属斜支撑（401）中间，相互铰接；
所述金属板（403）为扇形结构，金属板（403）一端固定于外层金属管筒内壁，另一端与金属斜支撑（401）一端铰接，在装置运行过程中金属斜支撑（401）与金属板（403）形成三角形稳定结构，在金属水平支撑（402）中间固定有液压伸缩轴（5），用来改变钢支架位置。
6.根据权利要求1所述一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：所述可转向金属管（1）内壁设置的固定卡槽（3）与可转动卡槽（4）之间的距离与钻头凸起（6）的厚度相等；所述固定卡槽（3）为圆环结构，并固定在可转向金属管（1）下端口，在固定卡槽（3）上方为可转动卡槽（4），每个可转动卡槽（4）的金属水平支撑（402）均连接液压伸缩轴（5），固定卡槽（3）上平面与可转动卡槽（4）下平面在同一位置均设有同等大小的凹槽。
7.根据权利要求1或6所述一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：所述钻头凸起（6）刚好固定在固定卡槽（3）上平面与可转动卡槽（4）下平面的凹槽中间，钻头凸起（6）上下平面均布设一圈由多个轴承组成的圆环轨道，该圆环轨道与卡槽上的凹槽相互嵌合；
所述钻头凸起（6）下方连接可转向金属管（1），并将钻头元件包围在同一密闭空间内。
8.根据权利要求1所述一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：所述转向装置（201）位于钻头凸起（6）下平面中心位置，由两液压伸缩轴（5）和连接轴（2011）构成，两液压伸缩轴（5）并排布置，连接轴（2011）上部与两液压伸缩轴（5）铰接，连接轴（2011）下部与下方抽吸钻头（2）平板刚接。
9.根据权利要求1所述一种珊瑚砂中抽吸成孔的抽吸钻头装置，其特征在于：所述抽吸钻头（2）下端等间距布设超声波动力元件（202）、切削元件（203）和抽吸动力元件（204）共六个元件，三种功能的元件依次间隔排列。
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