CN113153170B - 长螺旋钻进粘泥自动刮除装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及长螺旋钻进的技术领域，公开了长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，布置在钻机的钻杆的外侧，包括横杆，横杆上连接有中间轴承，中间轴承的外周连接有多个刮泥铲，多个刮泥铲沿着中间轴承的外周间隔布置；钻杆的外周设有螺旋叶片，螺旋叶片沿着钻杆的轴向螺旋布置，螺旋叶片在钻杆的外周围合形成排土旋道，至少一个刮泥铲置于所述排土旋道中；当钻杆在钻进的过程中出现糊钻时，通过上提钻杆，此时，置于排土旋道中的刮泥铲则沿着排土旋道移动，进而刮除排泥通道中的粘泥，且在螺旋叶片的驱动下，中间轴承随之转动，从而多个刮泥铲交替置于排土旋道中进行刮泥操作，在施工现场不需要专门安排人员进行刮泥操作，节约施工成本，提高施工效率。

Description

长螺旋钻进粘泥自动刮除装置

技术领域

本发明专利涉及长螺旋钻进的技术领域，具体而言，涉及长螺旋钻进粘泥自动刮除装置。

背景技术

长螺旋钻孔在灌注钻进成孔时，布置长螺旋钻机，通过动力元件带动钻杆以及钻头转动，使钻杆上的螺旋叶片也随之转动，并向下切削土层，随着钻头的旋转钻进，被切削的土层则沿着螺旋叶片自动排出孔外。

在实际施工中，当在钻进过程中，遇到较厚的粉质粘泥以及淤泥质土时，钻头及部分钻杆则容易糊钻，即粘泥粘挂在钻杆及螺旋叶片上而不易被甩脱排至地面，从而造成憋钻的现象，影响长螺旋钻进的速度。

当长螺旋钻进过程中，发生钻杆糊钻时，一般的处理方法是：将钻杆以及钻头提出钻孔，钻杆进行空转，将附着在钻杆上的粘泥甩脱，再将钻杆入孔钻进；如果持续发生糊钻时，则需要在钻孔的孔口安排专门人员采用工具及时将糊泥清理，以便正常钻进，这样，不仅增加施工成本，且钻杆需要停钻，降低了长螺旋钻进的施工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，旨在解决现有技术中，长螺旋钻进存在施工效率低的问题。

本发明是这样实现的，长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，布置在钻机的钻杆的外侧，包括横向布置的横杆，所述横杆上连接有中间轴承，所述中间轴承的外周连接有多个刮泥铲，多个所述刮泥铲沿着所述中间轴承的外周间隔布置；所述钻杆的外周设有螺旋叶片，所述螺旋叶片沿着钻杆的轴向螺旋布置，所述螺旋叶片在钻杆的外周围合形成排土旋道，至少一个所述刮泥铲置于所述排土旋道中；当所述钻杆的上提时，多个所述刮泥铲交替置于所述排土旋道中，刮除所述排土旋道中的粘泥。

进一步的，所述刮泥铲具有内侧面，当所述刮泥铲置于所述排土旋道中时，所述刮泥铲的内侧面朝向所述钻杆的外表面布置；所述刮泥铲的内侧面与所述钻杆的外表面之间具有刮泥间隙。

进一步的，所述刮泥铲具有外侧面，当所述刮泥铲置于所述排土旋道中时，所述刮泥铲的外侧面背离所述钻杆的外表面布置；所述刮泥铲的外侧面设有多个凸条，所述凸条沿着所述刮泥铲的刮泥方向延伸布置，相邻的所述凸条之间具有导泥槽。

进一步的，所述凸条的侧面上设有多个凸块，所述凸块朝向所述导泥槽内部凸起布置，多个所述凸块沿着所述凸条的长度方向间隔布置。

进一步的，相邻的所述凸块之间呈上下错位布置。

进一步的，所述刮泥铲的前端具有刮泥边，所述凸条的前端延伸至刮泥边，所述凸条的前端具有朝向刮泥边的前端面，沿着所述刮泥铲的刮泥方向，所述凸条的前端面朝后倾斜布置。

进一步的，所述刮泥铲具有朝向螺旋叶片的朝向侧面，所述螺旋叶片与钻杆之间的所述朝向侧面上设有多个弹片，所述弹片的一端连接在所述朝向侧面上，所述弹片的另一端朝向所述螺旋叶片与钻杆之间的连接处延伸，沿着所述弹片的一端至另一端的延伸方向，所述弹片偏离所述朝向侧面倾斜布置；多个所述弹片沿着所述朝向侧面的长度方向间隔布置，且相邻的弹片之间的倾斜角度相异。

进一步的，所述弹片与所述钻杆的外表面之间具有弹片间隙，所述弹片间隙小于所述刮泥间隙。

进一步的，所述刮泥铲的内侧面设有多个凸柱，所述凸柱的内端固定在所述刮泥铲的内侧面，所述凸柱的外端朝向所述钻杆延伸，所述凸柱的外端呈尖端状布置，所述凸柱的外端与所述钻杆的外表面之间具有端部间隙，所述端部间隙小于所述刮泥间隙；沿着所述刮泥铲的刮泥方向，多个所述凸柱呈错位间隔布置，且所述凸柱与钻杆的外表面之间的端部间隙逐渐缩小。

进一步的，所述横杆内设有注水通道，所述横杆穿过所述中间轴承，所述横杆具有分别位于所述中间轴承两侧的喷水段，所述喷水段上设有朝向排土旋道布置的喷水口。

与现有技术相比，本发明提供长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，当钻杆在钻进的过程中出现糊钻时，通过上提钻杆，此时，置于排土旋道中的刮泥铲则沿着排土旋道移动，进而刮除排泥通道中的粘泥，且在螺旋叶片的驱动下，中间轴承随之转动，从而多个刮泥铲交替置于排土旋道中进行刮泥操作，在施工现场不需要专门安排人员进行刮泥操作，节约施工成本，提高施工效率。

附图说明

图1是本发明提供的长螺旋钻进粘泥自动刮除装置在运用中的主视示意图；

图2是本发明提供的刮泥铲的主视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人们员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-2所示，为本发明提供的较佳实施例。

长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，布置在钻机的钻杆104的外侧，包括横向布置的横杆，横杆上连接有中间轴承200，中间轴承200的外周连接有多个刮泥铲201，多个刮泥铲201沿着中间轴承200的外周间隔布置。

钻机包括机座100、动力元件103、由动力元件103驱动转动且纵向布置的钻杆104以及设置在钻杆104底部的钻头101，机座100起到支撑固定的作用，动力元件103可以驱动钻杆104转动，同步的，钻头101也随着钻杆104转动；

钻杆104的外周设有螺旋叶片105，螺旋叶片105沿着钻杆104的轴向螺旋布置，螺旋叶片105在钻杆104的外周围合形成排土旋道，排土旋道与螺旋叶片105同向螺旋布置；钻杆104的钻进的过程中，钻筒朝下钻进，钻杆104随着朝下转动，且被螺旋叶片105切削的土层沿着排土旋道朝上排出钻孔外

至少一个刮泥铲置于所述排土旋道中；当钻杆的上提时，多个刮泥铲交替置于排土旋道中，刮除排土旋道中的粘泥。

上述提供的长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，当钻杆104在钻进的过程中出现糊钻时，通过上提钻杆104，此时，置于排土旋道中的刮泥铲201则沿着排土旋道移动，进而刮除排泥通道中的粘泥，且在螺旋叶片105的驱动下，中间轴承200随之转动，从而多个刮泥铲201交替置于排土旋道中进行刮泥操作，在施工现场不需要专门安排人员进行刮泥操作，节约施工成本，提高施工效率。

在实际施工中，上述长螺旋钻进粘泥自动刮除装置的施工步骤如下：

1)、将长螺旋钻机放置至需要进行钻进的位置；

2)、在钻杆104的外侧安装刮泥装置；随着钻杆104的转动，在螺旋叶片105的驱动下，刮泥铲201转动，中间轴承200连同转动，这样，多个刮泥铲201则交替置于排土旋道中；

3)、钻杆104在钻进的过程中，当钻杆104出现糊钻时，上提钻杆104，中间轴承200随着钻杆104的上提同步转动，多个刮泥铲201交替置于排土旋道中，刮除排土旋道中的粘泥。

在施工步骤3)中，当刮泥铲201刮除排土旋道中的粘泥后，钻杆104继续朝下钻进，直至钻杆104钻至设定标高。当然，在整个钻进过程中，当出现钻杆104糊钻时，则可以重复操作施工步骤3)，直至钻杆104钻至设定标高。

刮泥装置安装在机座100上，这样，将刮泥装置与长螺旋钻机一体式固定布置，避免施工过程中，由于震动等因素，导致刮泥装置偏离位置。

刮泥铲201具有内侧面，当刮泥铲201置于排土旋道中时，刮泥铲201的内侧面朝向钻杆104的外表面布置，且刮泥铲201的内侧面与钻杆104的外表面之间具有刮泥间隙，当然，刮泥间隙尽可能小，这样，刮泥铲201即可以刮除排土旋道内的粘泥，也不会与钻杆104之间产生碰撞。

刮泥铲201具有外侧面，当刮泥铲201置于排土旋道中时，刮泥铲201的外侧面背离钻杆104的外表面布置；刮泥铲201的外侧面设有多个凸条203，凸条203沿着刮泥铲201的刮泥方向延伸布置，相邻的凸条203之间具有导泥槽202；当刮泥铲201进行刮泥时，被刮下的粘泥会沿着刮泥铲201的外侧面排出，这样，通过设置多个凸条203，凸条203可以对排出的粘泥起到切割作用，且切割后的粘泥会沿着导泥槽202排泥，避免粘泥过大，导致难以排泥的问题。

凸条203的侧面上设有多个凸块204，凸块204朝向导泥槽202内部凸起布置；多个凸块204沿着凸条203的长度方向间隔布置，且相邻的凸块204之间呈上下错位布置。在导泥槽202内形成有多个凸块204，进入导泥槽202中粘泥在凸块204的二次切割下，实现二次分割，更便于排泥。

刮泥铲201的前端具有刮泥边，当刮泥铲201在进行刮泥时，利用刮泥边嵌入粘泥中，将粘泥从排土旋道中刮除下来。凸条203的前端延伸至刮泥边，凸条203的前端具有朝向刮泥边的前端面，沿着刮泥铲201的刮泥方向，凸条203的前端面朝后倾斜布置，这样，便于凸条203对刮除的粘泥进行切割，且凸条203的前端面朝后倾斜，便于导向刮除下来的粘泥进行排泥。

当刮泥铲201置于排土旋道中时，刮泥铲201具有朝向螺旋叶片105的朝向侧面，螺旋叶片105与钻杆104之间的所述朝向侧面上设有多个弹片205，弹片205的一端连接在朝向侧面上，弹片205的另一端朝向螺旋叶片105与钻杆104之间的连接处延伸，沿着所述弹片205的一端至另一端的延伸方向，弹片205偏离所述朝向侧面倾斜布置。

由于部分粘泥会置于螺旋叶片105与钻杆104之间的连接处，为了便于刮泥铲201在刮泥时，也将该部分粘泥刮除，设置了上述的弹片205，弹片205可以弹性变形，且弹片205朝向螺旋叶片105与钻杆104之间的连接处延伸，利用弹片205则可以刮除该处的粘泥，即使弹片205受到螺旋叶片105的挤压，也可以通过其弹性变形恢复，这样，不仅可以通过弹片205进行刮泥，且可以适用于不同宽度的排土旋道。

多个弹片205沿着朝向侧面的长度方向间隔布置，且相邻的弹片205之间的倾斜角度相异。这样，通过设置多个弹片205不同的倾斜角度，实现多个弹片205的多位置刮泥，更加便于弹片205刮除螺旋叶片105与钻杆104之间的连接处的粘泥。

弹片205与钻杆104的外表面之间具有弹片间隙，弹片间隙小于刮泥间隙。

刮泥铲201的内侧面设有多个凸柱206，凸柱206的内端固定在刮泥铲201的内侧面，凸柱206的外端朝向钻杆104延伸，凸柱206的外端呈尖端状布置，凸柱206的外端与所述钻杆104的外表面之间具有端部间隙，端部间隙小于所述刮泥间隙。

由于刮泥铲201与钻杆104之间具有刮泥间隙，这样，通过刮泥铲201刮泥后，钻杆104上还是会继续存在一些未能刮到的粘泥，通过设置多个凸柱206，刮泥铲201在刮泥的同时，多个凸柱206的外端则会嵌入至未刮到的粘泥中，深入的刮泥，便于将排土旋道底部的粘泥刮除。

沿着刮泥铲201的刮泥方向，多个凸柱206呈错位间隔布置，实现多个凸柱206对排土旋道底部的粘泥的多位置刮除；凸柱206与钻杆104的外表面之间的端部间隙逐渐缩小，这样，随着刮泥铲201的逐步刮泥，则可以逐步深入的刮除排土旋道底部的粘泥。

横杆内设有注水通道，横杆的内部中空，形成过渡腔，横杆穿过中间轴承200，横杆具有分别位于中间轴承200两侧的喷水段，喷水段上设有朝向排土旋道布置的喷水口。

刮泥铲201在进行刮泥的时候，有时候，粘泥的粘力较大，导致刮除操作较难，或者刮除效率较低，此时，则可以在注水通道外接水管，注入高压水，高压水通过注水通道，从喷水口喷出，且朝向刮泥铲201的刮泥方向喷出，便于刮泥铲201的刮泥操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，其特征在于，布置在钻机的钻杆的外侧，包括横向布置的横杆，所述横杆上连接有中间轴承，所述中间轴承的外周连接有多个刮泥铲，多个所述刮泥铲沿着所述中间轴承的外周间隔布置；所述钻杆的外周设有螺旋叶片，所述螺旋叶片沿着钻杆的轴向螺旋布置，所述螺旋叶片在钻杆的外周围合形成排土旋道，至少一个所述刮泥铲置于所述排土旋道中；当所述钻杆上提时，多个所述刮泥铲交替置于所述排土旋道中，刮除所述排土旋道中的粘泥；

所述刮泥铲具有内侧面，当所述刮泥铲置于所述排土旋道中时，所述刮泥铲的内侧面朝向所述钻杆的外表面布置；所述刮泥铲的内侧面与所述钻杆的外表面之间具有刮泥间隙；

所述刮泥铲具有外侧面，当所述刮泥铲置于所述排土旋道中时，所述刮泥铲的外侧面背离所述钻杆的外表面布置；所述刮泥铲的外侧面设有多个凸条，所述凸条沿着所述刮泥铲的刮泥方向延伸布置，相邻的所述凸条之间具有导泥槽；

所述凸条的侧面上设有多个凸块，所述凸块朝向所述导泥槽内部凸起布置，多个所述凸块沿着所述凸条的长度方向间隔布置；相邻的所述凸块之间呈上下错位布置；在所述导泥槽内形成有多个凸块，进入导泥槽中粘泥在所述凸块的二次切割下，实现二次分割；

所述刮泥铲具有朝向螺旋叶片的朝向侧面，所述螺旋叶片与钻杆之间的所述朝向侧面上设有多个弹片，所述弹片的一端连接在所述朝向侧面上，所述弹片的另一端朝向所述螺旋叶片与钻杆之间的连接处延伸，沿着所述弹片的一端至另一端的延伸方向，所述弹片偏离所述朝向侧面倾斜布置；多个所述弹片沿着所述朝向侧面的长度方向间隔布置，且相邻的弹片之间的倾斜角度相异。

2.如权利要求1所述的长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，其特征在于，所述刮泥铲的前端具有刮泥边，所述凸条的前端延伸至刮泥边，所述凸条的前端具有朝向刮泥边的前端面，沿着所述刮泥铲的刮泥方向，所述凸条的前端面朝后倾斜布置。

3.如权利要求1所述的长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，其特征在于，所述弹片与所述钻杆的外表面之间具有弹片间隙，所述弹片间隙小于所述刮泥间隙。

4.如权利要求1所述的长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，其特征在于，所述刮泥铲的内侧面设有多个凸柱，所述凸柱的内端固定在所述刮泥铲的内侧面，所述凸柱的外端朝向所述钻杆延伸，所述凸柱的外端呈尖端状布置，所述凸柱的外端与所述钻杆的外表面之间具有端部间隙，所述端部间隙小于所述刮泥间隙；沿着所述刮泥铲的刮泥方向，多个所述凸柱呈错位间隔布置，且所述凸柱与钻杆的外表面之间的端部间隙逐渐缩小。

5.如权利要求1所述的长螺旋钻进粘泥自动刮除装置，其特征在于，所述横杆内设有注水通道，所述横杆穿过所述中间轴承，所述横杆具有分别位于所述中间轴承两侧的喷水段，所述喷水段上设有朝向排土旋道布置的喷水口。

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