CN113294138B - 全套管全回转钻机装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种全套管全回转钻机装置，涉及低净空施工环境下机械装备技术。全套管全回转钻机装置包括：主机架，主机架的底板设置有用于与套管配合的套管孔；回转钻进机构，回转钻进装置连接于主机架的顶部；回转钻机机构具有钻进组件、检测件及调整组件；钻进组件用于带动套管钻进；调整组件连接于钻进组件与主机架之间；检测件设置于主机架；控制器，控制器与检测件、调整组件电连接，控制器用于根据检测件的检测结果控制调整组件调整套管的垂直度。本申请实施例在低净空施工环境下，能够实现套管的自动取用和钻进，实现套管钻进过程中套管的自动纠偏，能够同时实现钻进和取土。

Description

全套管全回转钻机装置

技术领域

本申请涉及低净空施工环境下机械装备技术，尤其是涉及一种全套管全回转钻机装置。

背景技术

随着城市建设进程加快、路网的不断完善，在高铁、市政、桥梁等基础设施下方进行净空受限条件下的围护结构施工、地基加固处理及施工，而且又不能影响基础设施的安全稳定运行，是长期困扰建筑行业的难题。

全套管全回转钻机一般指利用全回转钻机对套管施加扭矩和垂直荷载，使套管在地层中边旋转边压拔的装置。如图1所示为现有的全套管全回转式钻机，包括：套管01，动力回转机构02，压拔油缸03，支撑底座04。工作过程中，会将套管夹紧，由动力回转机构02提供回转力使套管01旋转，压拔油缸03提供向下的垂直力使套管压入地层，形成护壁，通过外围设备将套管内土体取出，下放钢筋笼，灌入混凝土，再通过回转机构02的回转力和压拔油缸03提供向上的垂直力将套管旋转拔出，从而成桩。垂直度是衡量成桩质量的重要参数。如果桩倾斜超过一定角度，会造成桩承载力降低，不能使用而被废掉，从而造成经济损失，也会影响施工进度和工程质量。套管的垂直度在一定程度上决定了混凝土灌注后桩的垂直度。

发明人在研究过程中发现，套管安放初期或者钻进过程中由于地质条件变化等原因受力不均匀极易导致套管倾斜，进而影响成桩质量。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种全套管全回转钻机装置。

本申请实施例提供一种全套管全回转钻机装置，包括：

主机架，所述主机架的底板设置有用于与套管配合的套管孔；

回转钻进机构，所述回转钻进装置连接于所述主机架的顶部；所述回转钻机机构具有钻进组件、检测件及调整组件；所述钻进组件用于带动所述套管钻进；所述调整组件连接于所述钻进组件与主机架之间；所述检测件设置于所述主机架；

控制器，所述控制器与所述检测件、调整组件电连接，所述控制器用于根据所述检测件的检测结果控制所述调整组件调整所述套管的垂直度；

所述钻进组件包括：

伸缩杆，所述伸缩杆连接于所述调整组件；

多个回转钻杆，多个所述回转钻杆连接于所述伸缩杆，多个所述回转钻杆呈放射状设置；

多个固定连接件，多个所述固定连接件分别设置于所述回转钻杆背离所述伸缩杆的端部，多个所述固定连接件用于分别与套管的固定凸起块配合；

回转驱动件，所述回转驱动件与所述伸缩杆连接；所述回转组件与所述控制器电连接；所述控制器用于控制所述回转驱动件带动所述回转钻杆及套管进行回转运动。

本申请实施例提供一种全套管全回转钻机装置，通过设置控制器、检测件及调整组件，控制器能够根据检测件的检测结果控制所述调整组件调整所述套管的垂直度，从而实现自动检测套管的倾斜情况，且在套管倾斜时自动纠偏的目的，利于确保形成的桩体的垂直度，提高成桩质量。进一步地，本申请实施例提供的全套管全回转钻机装置，在低净空施工环境下，能够实现套管的自动取用和钻进，能够同时实现钻进和取土。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中全套管全回转式钻机的工作示意图；

图2为一示例性实施例提供的全套管全回转钻机装置的结构示意图；

图3为一示例性实施例提供的回转钻进机构的结构示意图一；

图4为一示例性实施例提供的回转钻进机构的结构示意图二；

图5为一示例性实施例提供的套管的结构示意图；

图6为一示例性实施例提供的滑槽安装板的结构示意图；

图7为一示例性实施例提供的全套管全回转钻机装置中的电连接示意图；

图8为一示例性实施例提供的全套管全回转钻机装置取管定位时的应用示意图一；

图9a及图9b为一示例性实施例提供的套管与回转钻进机构的连接过程示意图；

图10为一示例性实施例提供的全套管全回转钻机装置取管定位时的应用示意图二；

图11为一示例性实施例提供的全套管全回转钻机装置调整垂直度时的应用示意图；

图12为一示例性实施例提供的全套管全回转钻机装置取土时的应用示意图。

附图标记说明：

1-主机架；11-竖向支撑杆；12-水平向支撑杆；13-顶板；14-底板；15-套管孔；

2-滑动导向机构；21-滑槽安装板；22-滚针排；23-传动组件；24-导向滑槽；

3-回转钻进机构；31-滑动板；32-固定耳；33-垂直调整液压油缸；34-回转钻杆；35-固定连接件；35a-固定卡槽；36-取土钻头；37-取土钻杆；38伸缩杆；39-激光位移计；

5-套管；51-刻度线；52-固定凸起块；521-卡持部；522-连接部；

61-控制器；62-滑动驱动件；63-回转驱动件；

7-升降平台。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有的全套管全回转式钻机，如图1所示，包括：套管01，动力回转机构02，压拔油缸03，支撑底座04。工作过程中，会将套管夹紧，由动力回转机构02提供回转力使套管01旋转，压拔油缸03提供向下的垂直力使套管压入地层，形成护壁，通过外围设备将套管内土体取出，下放钢筋笼，灌入混凝土，再通过回转机构02的回转力和压拔油缸03提供向上的垂直力将套管旋转拔出，从而成桩。

发明人在研究过程中发现，现有的全套管全回转式钻机中的套管极易倾斜也即套管的垂直度出现偏差，进而导致形成的桩体倾斜，导致成桩质量较低。经发明人研究分析发现导致套管垂直度出现偏差主要体现在以下几个方面：1、套管安放初期或者钻进过程中由于地质条件变化等原因受力不均匀导致第一层套管倾斜；2、钻进过程中套管在地层中受力突变，这种作用力通过套管传递到设备上，导致设备自身受力倾斜，进而影响套管钻进过程中的垂直度。

相关技术中，通常通过肉眼观察、水平尺测量、经纬仪定位等方式来测量套管的垂直度，进而根据测量的结果进行调整。然而，这些测量方法存在精度不准、操作不便、耗费时间和人力的问题。

为了克服上述技术问题，本申请实施例提供一种全套管全回转钻机装置，通过设置控制器、检测件及调整组件，控制器能够根据检测件的检测结果控制所述调整组件调整所述套管的垂直度，从而实现自动检测套管的倾斜情况，且在套管倾斜时自动纠偏的目的，利于确保形成的桩体的垂直度，提高成桩质量。

下面结合附图对本实施例提供的全套管全回转钻机装置的结构、功能及实现过程进行举例说明。其中，为便于描述，下面不妨以全套管全回转钻机装置带动套管钻进的方向为底（也即下）。

如图2、图3及图4所示，本实施例提供的全套管全回转钻机装置，包括：

主机架1，主机架1的底板14设置有用于与套管5配合的套管孔15；

回转钻进机构3，回转钻进装置连接于主机架1的顶部；回转钻进机构具有钻进组件、检测件及调整组件；钻进组件用于带动套管5钻进；调整组件连接于钻进组件与主机架1之间；检测件设置于主机架1；

控制器61，控制器61与检测件、调整组件电连接，控制器61用于根据检测件的检测结果控制调整组件调整套管5的垂直度。

其中，主机架1是全套管全回转钻机装置的主要承载部件，用于安装回转钻进机构3等。主机架1可以为具有一定承载能力的框架结构；或者，主机架1可以为具有一定承载能力的箱体结构。

可选地，主机架1包括：多个竖向支撑杆11、多个水平支撑杆12、顶板13及底板14。多个竖向支撑杆11平行设置。多个水平支撑杆12分别设置于竖向支撑杆11的顶端及底端。顶板13连接于位于顶端的水平支撑杆12。底板14连接于位于底端的水平支撑杆12。

示例性地，主机架1可以为棱柱结构。其中，竖向支撑杆11为4个，水平支撑杆12可以为8个，其中4个水平支撑杆12位于竖向支撑杆11的顶端，另外4个水平支撑杆12位于竖向支撑杆11的底端，顶板13连接于位于顶端的4个水平支撑杆12，底板14连接于位于底端的4个水平支撑杆12。

在其它示例中，主机架1还可以包括侧立板，侧立板用于连接于顶端的水平支撑杆12与底端的水平杆之间，且连接于相应的竖向支撑杆11；如此，侧立板既利于提高主机架1的承载能力，对主机架1内的回转钻进机构3等还有一定的防护作用。

可选地，钻进组件包括：

伸缩杆38，伸缩杆38连接于调整组件；

多个回转钻杆34，多个回转钻杆34连接于伸缩杆38，多个回转钻杆34呈放射状设置；

多个固定连接件35，多个固定连接件35分别设置于回转钻杆34背离伸缩杆38的端部；

相应地，如图5所示，套管5的上端设置有多个固定凸起块52，多个固定凸起块52分别用于与多个固定连接件35配合，以使得回转钻杆34能够带动套管5一起钻进；

回转驱动件63，回转驱动件63与伸缩杆38连接；回转组件与控制器61电连接；

控制器61用于控制回转驱动件63带动回转钻杆34及套管5进行回转运动。

示例性地，伸缩杆38可以为伸缩液压缸，控制器61还用于根据全套管全回转钻机装置的工作状态控制伸缩液压缸的伸缩量。具体地，伸缩液压缸与液压源之间设置有电控阀门；控制器61可与电控阀门电连接，控制器61可以通过控制电控阀门的开关来调整伸缩液压缸的液压，进而控制伸缩液压缸的伸缩量。在全套管全回转钻机装置的工作状态为将套管5移动至套管孔15正上方时，或者为钻进时，需要给套管5提供向下的垂直力，控制器61可以通过控制电控阀门的开关来调整伸缩液压缸伸长；在全套管全回转钻机装置的工作状态为将套管拔出时，需要需要给套管5提供向上的垂直力，控制器61可以通过控制电控阀门的开关来调整伸缩液压缸收缩。

回转驱动件63可连接于伸缩杆38。在一些示例中，回转驱动件63可设置于伸缩杆38的顶端；回转驱动件63可通过轴承连接于垂直度调整液压缸33安装座；垂直度调整液压缸33安装座用于安装多个垂直度调整液压缸33。在另一些示例中，伸缩杆38下部的活塞杆可分为上下两部分，上下两部分之间通过轴承连接，回转驱动件63可设置于活塞杆的上部分，回转驱动件63的输出端连接于活塞杆的下部分。

固定连接件35设置有贯穿的固定卡槽35a；套管5的固定凸起块52可卡设在固定卡槽35a中，以将套管5与回转钻杆34固定连接。具体地，固定凸起块52包括：连接于套管5的连接部522以及设置于连接部522顶端的卡持部521，沿垂直于套管5轴向的方向，卡持部521的两侧伸出连接部522。

在将套管5与回转钻杆34连接时，固定凸起块52的卡持部521与固定卡槽35a对准，使得卡持部521顺利从固定卡槽35a中穿过，此时，连接部522位于固定卡槽35a中，卡持部521从固定卡槽35a的顶端伸出；控制回转钻杆34沿正向转动，使得卡持部521有部分搭设于固定连接件35的顶端面，从而将套管5与回转钻杆34卡接。

在需要将套管5从回转钻进机构3取下时，控制回转钻杆34沿反向转动，使得固定凸起块52的卡持部521与固定卡槽35a对准，固定凸起块52的卡持部521能够顺利从固定卡槽35a中移出，从而使套管5与回转钻杆34脱离。其中，正向可以为顺时针，反向为逆时针。或者，正向为逆时针，方向为顺时针。

本示例中，可通过控制器61控制回转钻杆34正转或反转，以提高全套管全回转钻机装置的自动化程度。在其它示例中，也可由工作人员手动控制回转钻杆34正转或反转。

可选地，钻进组件还包括：

取土钻杆37，取土钻杆37可拆卸地设置于伸缩杆38的底端；

取土钻头36，取土钻头36设置于取土钻杆37；

控制器61还用于控制回转驱动件63带动取土钻杆37及取土钻头36钻进取土。

取土钻头36可以采用螺旋钻头。取土钻头36可与取土钻杆37可拆卸连接，或者，取土钻头36与取土钻杆37固定连接。安装有取土钻头36的取土钻杆37可连接于伸缩杆38，使得在回转驱动件63的驱动作用下，取土钻杆37能够带动取土钻头36进行回转运动，以实现取土的功能。将取土钻杆37可拆卸地设置于伸缩杆38的低端，以使得本实施例的全套管全回转钻机装置还能够具有取土功能。在需要取土时，将取土钻杆37快速安装至伸缩杆38的底端；在不需要取土时，将取土钻杆37快速拆卸下来。取土钻头36具体可位于回转钻杆34的下方，以利于避免取土钻头36与回转钻杆34干涉。本示例中，取土钻杆37与回转钻杆34同轴不同杆，利于在回转钻进过程中取土，提高全套管全回转钻机装置的工作效率。

可选地，调整组件包括多个垂直度调整液压缸33；控制器61用于在根据检测件的检测结果确定套管5偏斜时控制相应的垂直度调整液压缸33伸缩量，直至套管5的垂直度达到设定值。

在具体实现时，垂直度调整液压缸33可以为2个，2个垂直度调整液压缸33可分别位于回转钻进机构3的垂向中心线的两侧。垂直度调整液压缸33也可以为3个，3个垂直度调整液压缸33分别位于三角形的顶点处，三角形的中心位于回转钻进机构3的垂向中心线；例如，3个垂直度调整液压缸33分别位于等边三角形的顶点处，等边三角形的中心位于回转钻进机构3的垂向中心线。当然，垂向调整液压缸也可以为4个、5个或5个以上，本实施例此处对于垂向调整液压缸的数量不做具体限定。垂向调整液压缸可以回转钻进机构3的垂向中心线为中心呈放射状设置，以便于通过调整组件提高对套管5的纠偏效果。

检测件包括分别设置于主机架1各竖向支撑杆11的多个激光位移计39；控制器61用于根据多个激光位移计39的检测结果判断套管5是否倾斜时，且用于在确定套管5倾斜时，根据多个激光位移计39的检测结果从多个垂直度调整液压缸33确定目标垂直度调整液压缸33及目标垂直度调整液压缸33的伸缩量。

示例性地，激光位移计39可以为4个，4个激光位移计39分别设置于4个竖向支撑杆11。在其它示例中，各竖向支撑杆11还可设置有多个激光位移计39，此时，可选择其中一激光位移计39为主，其余为备用，在主激光位移计39故障时，启用备用激光位移计39，从而利于确保对套管5的纠偏效果。

激光位移计39将其检测到的结果发送给控制器61，控制器61将激光位移计39检测到的结果进行对比，根据对比结果判断套管5是否倾斜。

示例性地，激光位移计39用于检测其与套管5外侧壁之间的距离；在套管5位于底板14的套管孔15中时，各激光位移计39与套管5外侧壁之间的距离可相等；在控制器61确定各激光位移计39检测到的距离不等时，可确定套管5发生倾斜。例如，在其中一激光位移计39检测到的距离较小，与其相对的另一激光位移计39检测到的距离较大，则确定套管5朝向检测距离较小的激光位移计39倾斜，控制器61控制与该检测距离较小的激光位移计39同侧的垂直度调整液压缸33伸长或控制其余垂直度调整液压缸33缩短，直至各激光位移计39检测到的距离相等。

套管5的外壁可设置有刻度线51，刻度线51可以为螺纹线；各激光位移计39呈同一水平面放在各竖向支撑杆11上，激光位移计39用于检测套管5上的刻度线51的位置，以使得控制器61根据激光位移计39检测到的刻度线51的位置信息判断套管5是否倾斜。具体地，在控制器61确定套管5放置到位后，通过激光位移计39用于检测套管5上的刻度线51的位置，在激光位移计39检测到的套管5上的刻度线51位置变化时，确定套管5发生倾斜。

当然，根据检测件的检测结果来控制垂直度调整液压缸33的伸缩的实现过程并不限于此，本实施例此处只是举例说明。

在其中一种可能的实现方式中，如图2所示，全套管全回转钻机装置还可包括：滑动导向机构2，滑动导向机构2连接于主机架1的顶部；滑动导向机构2与回转钻进机构3滑动连接，滑动导向机构2用于带动回转钻进机构3及套管5沿预设路径运动；控制器61还与滑动导向机构2电连接，控制器61用于控制滑动导向机构2的工作状态。

可选地，回转钻机机构的调整组件的顶端设置有滑动板31；

滑动导向机构2包括：

滑槽安装板21，滑槽安装板21连接于主机架1的顶板13，滑槽安装板21设置有导向滑槽24；

传动组件23，传动机构设置于导向滑槽24的两侧；传动组件23与滑动板31连接；

滑动驱动件62，滑动驱动件62与传动组件23连接，滑动驱动件62能够通过传动组件23带动滑动板31沿导向滑槽24滑动。

其中，滑槽安装板21的长度可根据回转钻进机构3的滑动距离来设置；滑槽安装板21的长度可大于回转钻进机构3的滑动距离。导向滑槽24的延伸方向根据回转钻进机构3的滑动方向来设置。

为便于描述，设套管5位于套管孔15中时所在的位置为放管位置，套管5位于主机架1之外的设定位置时为取管位置。回转钻进机构3需要从取管位置移动至放管位置；滑槽安装板21的导向滑槽24需要从取管位置延伸至放管位置。

如图6所示。滑槽安装板21包括：顶部安装板、底部安装板及侧部连接板；顶部安装板连接于主机架1的顶板13的下表面；侧部连接板连接于顶部安装板的两侧，且向下延伸；底部安装板连接于侧部连接板的下端，用于支撑滑动板31。顶部安装板、底部安装板及侧部连接板共同围成了导向滑槽24。

底部安装板可设置有滚针排22，滚针排22的多个滚针沿导向滑槽24的延伸方向也即沿滑动板31的滑动方向均匀排布，以利于减少滑动板31的摩擦。

滑动驱动件62为电机。滑动驱动件62可安装于滑槽安装板21，也可安装于主机架1。滑动板31设置有连接耳32，连接耳32能够与传动组件23连接，以使得滑动驱动件62通过传动组件23带动回转钻进机构3及套管5在取管位置及放管位置之间运动。

传动组件23可以为带传动结构或者链传动结构。以传动组件23为链传动结构为例：链传动结构设置于侧部连接板。传动组件23包括：传动链、主动链轮及从动链轮；主动链轮与电机的输出端连接；从动链轮设置于滑槽安装板21；传动链与主动链轮及从动链轮啮合。本示例中，滑动板31的连接耳32可连接于传动链。

如此，电机输出的旋转运动带动主动链轮转动，主动链轮带动与其啮合的传动链运动，从动链轮随传动链的运动而转动，从而带动与传动组件23连接的滑动板31在导向滑槽24中滑动。

进一步地，如图7所示，滑动驱动件62与全套管全回转钻机装置的控制器61电连接，控制器61用于控制滑动驱动件62的工作状态。例如，控制器61可根据接收到的控制指令控制回转钻进机构3从取管位置移动至放管位置，或者控制回转钻进机构3从放管位置移动至取管位置。

当然，滑动导向机构2与回转钻进机构3的滑动实现方式并不限于此。在其它示例中，滑动导向机构2与回转钻进机构3之间可通过常规的导轨结构来实现滑动连接。

在其中一种可能的实现方式中，全套管全回转钻机装置，还包括：

升降平台7；升降平台7位于滑动导向机构2的下方；升降平台7的中心与主机架1底板14的套管孔15分别位于滑动导向机构2的滑槽安装板21的两端且轴线重合；升降平台7与全套管全回转钻机装置的控制器61电连接，控制器61用于控制升降平台7的工作状态。

具体地，升降平台7包括支撑板及设置于支撑板下方的多个升降液压缸，控制器61可通过控制各升降液压缸的伸缩量，来对升降平台7进行调平，且能够带动套管5举升或下放。其中，控制器61控制升降液压缸的伸缩量的实现方式可与前述控制伸缩液压缸相似，本实施例此处不再赘述。

本实施例提供的全套管全回转钻机装置的取管定位的工作流程可以如下：

将套管5放置于升降平台7；通过控制器61控制滑动驱动件62，滑动驱动件62通过传动组件23带动回转钻进机构3移动至升降平台7上方（也即取管位置），如图8所示；

通过控制器61调整升降液压缸的伸缩量进而调整升降平台7的高度，使得套管5的固定凸起块52能够插入回转钻进机构3的固定连接件35的固定卡槽35a中，如图9a所示；通过控制器61控制回转钻杆34正向转动，固定凸起块52的卡持部521搭设在固定连接件35的顶端面，固定凸起块52与固定连接件35卡接，如图9b所示;

通过控制器61控制滑动驱动件62工作，滑动驱动件62通过传动组件23及滑动板31的固定耳32带动回转钻进机构3及套管5沿导向滑槽24滑动；由于取管位置与放管位置之间的距离是已知的，可由控制器61控制滑动驱动件62如电机的旋转情况来满足距离需求；或者，由控制器61根据激光位移计39的检测的距离确定是否将套管5滑动至放管位置，例如，控制器61确定各激光位移计39的检测的距离相等时，确定将套管5滑动至放管位置，如图10所示；

通过控制器61控制伸缩液压缸的伸长，以带动套管5向下移动，直至将套管5放置于主机架1的底板14的套管孔15中。

本实施例提供的全套管全回转钻机装置的套管5垂直度控制的工作流程可以如下：

控制器61对各激光位移计39检测到的数据进行分析；

在控制器61根据各各激光位移计39检测到的数据确定套管5倾斜时，如图11所示，控制器61控制相应的垂直度调整液压缸33伸缩，由于回转钻进机构3与套管5同步，在通过调整垂直度调整液压缸33的伸缩使得回转钻进机构3平衡时，也将套管5调整至竖直状态，各激光位移计39检测的结果对应的水平距离相等，控制器61控制相应垂直度调整液压缸33的伸缩量停止变化。

本实施例提供的全套管全回转钻机装置的回转钻进的工作流程可以如下：

将套管5放置于底板14的套管孔15后，沿设定方向旋转回转钻杆34，在固定凸起块52与固定连接件35的配合作用下，回转钻杆34能够带动套管5一起旋转，同时，伸缩液压缸38能够对套管5提供上下方向的垂直力，使得套管5能够边回转边向下钻进。

本实施例提供的全套管全回转钻机装置的边取土边钻进的工作流程可以如下：

待套管5压入部分土体之后，可将套管5与回转钻杆34脱离，将回转钻杆34提起，且在伸缩液压缸38的底部接入取土钻杆37和取土钻头36，如图12所示。之后，可将套管5和回转钻进机构3连接，控制套管5及取土钻头36同时进行回转钻进及取土。由于取土钻杆37和回转钻杆34同轴不同杆，因此，在控制器61控制之下，能够分别实现取土和回转钻进的功能。

在上述示例中，控制器61可设置于控制终端中，控制终端设置有键盘或者触控屏等人机交互设备，以接受工作人员的控制指令，可由工作人员通过控制终端控制全套管全回转钻机装置执行上述工作流程。当然，工作人员也可通过控制终端触发全套管全回转钻机装置启动并按照设定顺序自动执行上述工作流程。

本实施例提供的全套管全回转钻机装置，在低净空施工环境下，能够实现套管5的自动取用和钻进，实现套管5钻进过程中套管5的自动纠偏，能够同时实现钻进和取土。

本实施例提供的全套管全回转钻机装置，通过将垂直度调整同套管5钻进功能集成于回转钻进机构3中，能够在回转钻进过程中自动对套管5进行垂直度纠偏，最大化实现全回转套管5钻机钻进过程的一体化。

本实施例提供的全套管全回转钻机装置，通过将套管5与回转钻进装置卡接，既能够自由取放套管5，又能够对套管5进行回转钻进。本实施例提供的全套管全回转钻机装置，取土钻杆37和回转钻杆34同轴不同杆设置，能够同时实现回转钻进过程中的取土。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种全套管全回转钻机装置，其特征在于，包括：

主机架，所述主机架的底板设置有用于与套管配合的套管孔；所述主机架包括：多个竖向支撑杆、多个水平支撑杆、顶板及底板；所述多个竖向支撑杆平行设置；所述多个水平支撑杆分别设置于所述竖向支撑杆的顶端及底端；所述顶板连接于位于顶端的水平支撑杆；所述底板连接于位于底端的水平支撑杆；

回转钻进机构，所述回转钻进机构连接于所述主机架的顶部；所述回转钻进机构具有钻进组件、检测件及调整组件；所述钻进组件用于带动所述套管钻进；所述调整组件连接于所述钻进组件与主机架之间；所述检测件设置于所述主机架；

控制器，所述控制器与所述检测件、调整组件电连接，所述控制器用于根据所述检测件的检测结果控制所述调整组件调整所述套管的垂直度；

所述钻进组件包括：

伸缩杆，所述伸缩杆连接于所述调整组件；

多个回转钻杆，多个所述回转钻杆连接于所述伸缩杆，多个所述回转钻杆呈放射状设置；

多个固定连接件，多个所述固定连接件分别设置于所述回转钻杆背离所述伸缩杆的端部，多个所述固定连接件用于分别与所述套管的固定凸起块配合；

回转驱动件，所述回转驱动件与所述伸缩杆连接；所述回转驱动件与所述控制器电连接；所述控制器用于控制所述回转驱动件带动所述回转钻杆及套管进行回转运动；

所述调整组件包括多个垂直度调整液压缸；所述垂直度调整液压缸安装于所述伸缩杆的端部；

所述控制器用于在根据所述检测件的检测结果确定所述套管偏斜时控制相应的垂直度调整液压缸伸缩量，直至所述套管的垂直度达到设定值；

所述检测件包括分别设置于所述主机架各所述竖向支撑杆的多个激光位移计；

所述控制器用于根据所述多个激光位移计的检测结果判断所述套管是否倾斜，且用于在确定所述套管倾斜时，根据所述多个激光位移计的检测结果从所述多个垂直度调整液压缸确定目标垂直度调整液压缸及目标垂直度调整液压缸的伸缩量；

所述激光位移计用于检测其与所述套管外侧壁之间的距离；所述套管的外壁设置有刻度线；所述激光位移计用于检测所述套管上的刻度线的位置，以使得所述控制器根据所述激光位移计检测到的刻度线的位置信息判断所述套管是否倾斜。

2.根据权利要求1所述的全套管全回转钻机装置，其特征在于，所述钻进组件还包括：

取土钻杆，所述取土钻杆可拆卸地设置于所述伸缩杆的底端；

取土钻头，所述取土钻头设置于所述取土钻杆的端部；

所述控制器还用于控制所述回转驱动件带动所述取土钻杆及取土钻头钻进取土。

3.根据权利要求1所述的全套管全回转钻机装置，其特征在于，所述伸缩杆为伸缩液压缸；

所述控制器还用于根据所述全套管全回转钻机装置的工作状态控制所述伸缩液压缸的伸缩量。

4.根据权利要求1所述的全套管全回转钻机装置，其特征在于，还包括：

滑动导向机构，所述滑动导向机构连接于所述主机架的顶部；所述滑动导向机构与所述回转钻进机构滑动连接；

所述控制器还与所述滑动导向机构电连接，所述控制器用于控制所述滑动导向机构带动所述回转钻进机构及套管沿预设路径运动。

5.根据权利要求4所述的全套管全回转钻机装置，其特征在于，所述回转钻进机构的调整组件的顶端设置有滑动板；

所述滑动导向机构包括：

滑槽安装板，所述滑槽安装板连接于所述主机架的顶板，所述滑槽安装板设置有导向滑槽；

传动组件，所述传动组件设置于所述导向滑槽的至少一侧；所述传动组件与所述滑动板连接；

滑动驱动件，所述滑动驱动件与所述传动组件连接，所述滑动驱动件能够通过所述传动组件带动所述滑动板沿所述导向滑槽滑动。

6.根据权利要求5所述的全套管全回转钻机装置，其特征在于，所述滑动驱动件为电机；

所述传动组件包括：传动链、主动链轮及从动链轮；所述主动链轮与所述电机的输出端连接；所述从动链轮设置于所述滑槽安装板；所述传动链与所述主动链轮及从动链轮啮合。

7.根据权利要求5所述的全套管全回转钻机装置，其特征在于，所述导向滑槽内设置有用于与所述滑动板滚动接触的滚针排；

和/或，所述滑动驱动件与所述全套管全回转钻机装置的控制器电连接，所述控制器用于控制所述滑动驱动件的工作状态。

8.根据权利要求4所述的全套管全回转钻机装置，其特征在于，还包括：

升降平台；所述升降平台位于所述滑动导向机构的下方；所述升降平台的中心与所述主机架底板的套管孔分别位于所述滑动导向机构的滑槽安装板的两端，且轴线重合；

所述升降平台与所述全套管全回转钻机装置的控制器电连接，所述控制器用于控制所述升降平台的工作状态。

Images