CN113153171B

CN113153171B - 一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法

Info

Publication number: CN113153171B
Application number: CN202110287963.4A
Authority: CN
Inventors: 尚增弟; 宋晨旭; 雷斌; 陈文昌; 黄向科; 马君伟; 邓志宇; 孔德健
Original assignee: Shenzhen Gongkan Foundation Engineering Co ltd
Current assignee: Shenzhen Gongkan Foundation Engineering Co ltd
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2041-03-17
Also published as: CN113153171A

Abstract

本发明涉及长螺旋钻进施工的技术领域，公开了一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，包括以下施工步骤：1)、将长螺旋钻机放置至需要进行钻进的位置，螺旋叶片在钻杆的外周围合形成排土旋道；2)、在钻杆的外侧安装刮泥装置，刮泥装置包括横杆，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，至少一个刮泥铲置于所述排土旋道中；3)、当钻杆出现糊钻时，上提钻杆，多个刮泥铲交替置于排土旋道中，刮除排土旋道中的粘泥，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

一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法

技术领域

本发明专利涉及长螺旋钻进施工的技术领域，具体而言，涉及一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法。

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一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，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，一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，包括以下施工步骤：

1)、将长螺旋钻机放置至需要进行钻进的位置，所述长螺旋钻机包括机座、动力元件、由动力元件驱动转动且纵向布置的钻杆以及设置在钻杆底部的钻头，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，所述排土旋道与螺旋叶片同向螺旋布置；

2)、在钻杆的外侧安装刮泥装置，所述刮泥装置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，至少一个所述刮泥铲置于所述排土旋道中；

3)、所述钻杆在钻进的过程中，当所述钻杆出现糊钻时，上提所述钻杆，所述中间轴承随着所述钻杆的上提同步转动，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，在所述施工步骤3)中，当所述刮泥铲刮除排土旋道中的粘泥后，所述钻杆继续朝下钻进，直至所述钻杆钻至设定标高。

进一步的，在所述施工步骤2)中，所述刮泥装置安装在所述机座上。

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，且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，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，且相邻的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，当所述刮泥铲置于所述排土旋道中时，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，本发明提供一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，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是本发明提供的一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法的流程示意图；

图2是本发明提供的长螺旋钻进粘泥自动刮泥的施工示意图；

图3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1-3所示，为本发明提供的较佳实施例。

一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

1)、将长螺旋钻机放置至需要进行钻进的位置，长螺旋钻机包括机座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；

2)、在钻杆104的外侧安装刮泥装置，刮泥装置包括横向布置横杆，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，至少一个刮泥铲201置于排土旋道中；

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连同旋转圆盘转动，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。

上述提供的一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，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。

在施工步骤2)中，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

1.一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

1）、将长螺旋钻机放置至需要进行钻进的位置，所述长螺旋钻机包括机座、动力元件、由动力元件驱动转动且纵向布置的钻杆以及设置在钻杆底部的钻头，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，所述排土旋道与螺旋叶片同向螺旋布置；

2）、在钻杆的外侧安装刮泥装置，所述刮泥装置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，至少一个所述刮泥铲置于所述排土旋道中；

3）、所述钻杆在钻进的过程中，当所述钻杆出现糊钻时，上提所述钻杆，所述中间轴承随着所述钻杆的上提同步转动，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，且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，且相邻的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，进入导泥槽中的粘泥在所述凸块的二次切割下，实现二次分割；

当所述刮泥铲置于所述排土旋道中时，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所述的一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，其特征在于，在所述施工步骤3）中，当所述刮泥铲刮除排土旋道中的粘泥后，所述钻杆继续朝下钻进，直至所述钻杆钻至设定标高。

3.如权利要求1所述的一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，其特征在于，在所述施工步骤2）中，所述刮泥装置安装在所述机座上。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，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。

5.如权利要求1-3任一项所述的一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，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。

6.如权利要求1-3任一项所述的一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，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。

7.如权利要求1-3任一项所述的一种长螺旋钻进粘泥自动刮除的方法，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。