CN113356754A - 一种顶驱式全套管潜孔钻具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶驱式全套管潜孔钻具，包括高速钻筒、钻筒安装壳以及钻筒驱动装置，所述高速钻筒通过钻筒驱动装置设置在钻筒安装壳上，且通过钻筒驱动装置驱动进行转动和伸缩运动；对高速钻筒进行旋转驱动和伸缩驱动的回转驱动装置和伸缩驱动装置，实现了对高速钻筒的灵活驱动，提高了钻机的转速。所述钻筒安装壳上还设置有扶壁装置，所述扶壁装置用于辅助钻筒在灌注桩内钻孔时的固定。在高速钻筒进行工作时可以将整个钻具固定在灌注桩的孔壁上，使钻具在进行钻孔时更加能保持稳定，增加了钻具的成孔质量和钻进效率。

Description

一种顶驱式全套管潜孔钻具

技术领域

本发明涉及一种潜孔钻具，尤其是一种顶驱式全套管潜孔钻具。

背景技术

潜孔钻机是冲击回转式钻机，其主要用于施工灌注桩时的钻孔，其内部结构与一般钻机不同，前端直接联接钻头，后端联接驱动装置。凿岩时钻头通过钢丝绳潜入孔内，使钻头对孔底岩土产生切割。钻具在孔内高速回转，实现回转钻孔。但现有的潜孔钻机一般结构较为简单，仅设置有普通的冲击和回转结构，在进行钻孔时，回转钻机无法在孔内进行较好的稳定，且在钻击的过程中不能同步降温或进行调节，很难达到较高的转速和较高的钻孔效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种设置有提高钻机效率的高速钻筒和扶壁装置，且在钻筒上分别设置回转驱动和伸缩驱动的驱式全套管潜孔钻具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种顶驱式全套管潜孔钻具，包括高速钻筒、钻筒安装壳以及钻筒驱动装置，所述高速钻筒通过钻筒驱动装置设置在钻筒安装壳上，且通过钻筒驱动装置驱动进行转动和伸缩运动；所述钻筒安装壳上还设置有扶壁装置，所述扶壁装置用于辅助钻筒在灌注桩内钻孔时的固定。

作为上述技术方案的改进，所述高速钻筒与钻筒安装壳体之间还设置有钻筒连接块，所述钻筒驱动装置包括回转驱动装置和伸缩驱动装置，所述高速钻筒通过回转驱动装置与钻筒连接块连接，所述钻筒连接块通过伸缩驱动装置与钻筒安装壳连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述钻筒连接块包括马达安装套、筒套和风琴罩，所述筒套设置在马达安装套的下方，所述回转驱动装置设置在马达安装套的底部内侧，所述伸缩驱动装置设置在马达安装套的顶部，所述风琴罩连接马达安装套与钻筒安装壳。

作为上述技术方案的进一步改进，所述筒套的顶部还设置有转接板，所述转接板上还设置有水路接头，所述水路接头用于连接灌注桩灌注时的水路管，所述马达安装套与筒套通过水路板连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述伸缩驱动装置包括伸缩杆和回转油缸，所述回转油缸固定在钻筒安装壳内部，回转油缸的油杆端部与马达安装套的顶部固定连接，所述伸缩杆的一端固定在马达安装板顶部，一端延伸至钻筒安装壳内，所述伸缩杆空心设置，空心的伸缩杆在回转油缸的外周活动设置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述回转驱动装置包括液压马达和回转联轴器，所述液压马达设置在马达安装套内，所述钻筒的顶部设置有连接轴，所述回转联轴器用于连接马达轴和钻筒顶部的连接轴。

作为上述技术方案的进一步改进，所述钻筒安装壳的外侧面上设置有扶壁槽，所述扶壁装置呈“U”形设置在扶壁槽内，所述扶壁装置包括撑板和张紧油缸，所述张紧油缸设置在扶壁槽内且用于驱动撑板在扶壁槽内运动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述张紧油缸在扶壁槽的上部转动连接，所述张紧油缸的油杆与撑板转动连接，所述撑板与扶壁槽之间还设置有连杆结构，所述连杆结构包括设置在撑板与扶壁槽上的转轴以及连接两转轴的连杆。

作为上述技术方案的进一步改进，所述连杆在撑板和扶壁槽之间设有两组，所述扶壁装置在钻筒安装壳的外部均匀设有多组。

作为上述技术方案的进一步改进，所述钻筒安装壳的内部侧边还设置有用于油路管和水路管通过的油路通道和水路通道，所述油路管和水路管穿过钻筒安装壳延伸至钻筒处，所述高速钻筒的底部还设置有多层叶片，多层叶片用于钻孔时的切割。

有益效果是：本发明的潜孔钻具上设置了可对高速钻筒进行旋转驱动和伸缩驱动的回转驱动装置和伸缩驱动装置，实现了钻筒高速旋转及对高速钻筒的灵活驱动，提高了钻机转速。且在高速钻筒的上方设置了扶壁结构，在高速钻筒进行工作时可以将整个钻具固定在灌注桩的孔壁上，使钻具在进行钻孔时更加能保持稳定，增加了钻具的成孔质量和钻进效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明装配示意图；

图2是本发明剖面结构示意图。

1、回转驱动装置；11、液压马达；12、回转联轴器；2、伸缩驱动装置；21、伸缩杆；22、回转油缸；3、扶壁装置；31、撑板；32、张紧油缸；33、转轴；34、连杆；4、钻筒连接块；41、马达安装套；42、筒套；43、风琴罩；44、转接板；5、高速钻筒；6、钻筒安装壳；7、扶壁槽；8、水路接头。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1、图2，一种顶驱式全套管潜孔钻具，包括高速钻筒5、钻筒安装壳6以及钻筒驱动装置，所述高速钻筒5通过钻筒驱动装置设置在钻筒安装壳6上，且通过钻筒驱动装置驱动进行转动和伸缩运动；驱动装置驱动高速钻筒5进行转动可实现回转钻机的转动切削。而伸缩运动可在高速钻筒5钻孔时提供向下的进退活动，增加钻孔深度。所述钻筒安装壳6的内部侧边还设置有用于水路管通过的水路通道，所述水路管穿过钻筒安装壳6延伸至钻筒处，钻具和钻机连接时，内部的水路管道一般用于在灌注桩时提供水路等。所述高速钻筒5的底部还设置有多层叶片，多层叶片用于钻孔时的切割，多层叶片结合在钻孔效率更高。

本发明在所述钻筒安装壳6上还设置有扶壁装置3，所述扶壁装置3用于辅助钻筒在灌注桩内钻孔时的固定。扶壁装置3设置在钻筒安装壳6上，在对高速钻筒5在孔内进行下落时，可将扶壁装置3收起，与孔内径尺寸差别较大的钻筒安装壳6在下落的过程中很难与孔壁接触，不会影响钻筒的下落效率。当钻筒下落到合适位置时，扶壁装置3打开，设置在钻筒安装壳6周边的多个扶壁装置3打开后可直接与孔壁接触，从而将整个钻具固定在孔内，固定后的钻具再继续进行钻孔时钻筒便可保持稳定，钻孔的效率更高，钻孔的质量也更高。

所述高速钻筒5与钻筒安装壳6体之间还设置有钻筒连接块4，所述钻筒驱动装置包括回转驱动装置1和伸缩驱动装置2，所述高速钻筒5通过回转驱动装置1与钻筒连接块4连接，所述钻筒连接块4通过伸缩驱动装置2与钻筒安装壳6连接。钻筒连接块4的设置不仅为钻筒与钻筒安装壳6之间提供连接结构，还为伸缩驱动装置2和回转驱动装置1提供了过度的安装结构，使得钻筒的驱动安装更加简洁稳定。所述钻筒连接块4包括马达安装套41、筒套42和风琴罩43，所述筒套42设置在马达安装套41的下方，所述回转驱动装置1设置在马达安装套41的底部内侧，所述伸缩驱动装置2设置在马达安装套41的顶部，所述风琴罩43连接马达安装套41与钻筒安装壳6。采用风琴罩43与钻筒安装壳6连接的马达安装套41实现了钻筒与钻筒安装壳6之间的活动连接，为设置在钻筒与钻筒安装壳6之间的伸缩驱动装置2提供了伸缩的运动空间。且风琴罩43还能避免外界的石子砂砾等进入到钻筒安装壳6的内部，保证了伸缩驱动装置2运动的稳定性。所述筒套42的顶部还设置有转接板44，所述转接板44上还设置有水路接头8，水路接通用于连接灌注桩灌注时的水路管，所述马达安装套41与筒套42通过水路板连接。这种回转驱动装置1能为高速钻筒5提供更好的回转力，增加高速钻筒5的转速，且水路管道还可以在高速钻筒5工作时对其进行降温，使转速能达到100r/s。

所述伸缩驱动装置2包括伸缩杆21和回转油缸22，所述回转油缸22固定在钻筒安装壳6内部，回转油缸22的油杆端部与马达安装套41的顶部固定连接，所述伸缩杆21的一端固定在马达安装板顶部，一端延伸至钻筒安装壳6内，所述伸缩杆21空心设置，空心的伸缩杆21在回转油缸22的外周活动设置。伸缩杆21在钻筒安装壳6内可实现与壳体侧壁的活动限制，避免油杆在受到较大的不平衡反向力时出现较大加偏移，不仅能保证钻筒的质量还能对回转油缸22进行保护，增加回转油缸22的使用寿命。所述回转驱动装置1包括液压马达11和回转联轴器12，所述液压马达11设置在马达安装套41内，所述钻筒的顶部设置有连接轴，所述回转联轴器12用于连接马达轴和钻筒顶部的连接轴。伸缩驱动装置2和回转驱动装置1的运行过程为：一般的钻具都由钻机自身吊起，在进行钻孔时，被吊起的钻具通过绳索慢慢下放，当钻筒接触到钻孔位置时启动液压马达11，液压马达11通过联轴器带动高速钻筒5转动，从而进行钻孔。在钻孔的同时启动回转油缸22，回转油缸22通过推动马达安装套41从而推动高速钻筒5，将钻完一层的高速钻筒5向下推进，进行不间断的进给钻筒，提高了高速钻筒5的钻孔质量和钻孔效率。

所述钻筒安装壳6的外侧面上设置有扶壁槽7，所述扶壁装置3呈“U”形设置在扶壁槽7内，所述扶壁装置3包括撑板31和张紧油缸32，所述张紧油缸32设置在扶壁槽7内且用于驱动撑板31在扶壁槽7内运动。所述张紧油缸32在扶壁槽7的上部转动连接，所述张紧油缸32的油杆与撑板31转动连接，扶壁装置3的设置实现了高速钻筒5在孔壁上的固定，固定后的钻具再继续进行钻孔时钻筒便可保持稳定，钻孔的效率更高，钻孔的质量也更高。

所述撑板31与扶壁槽7之间还设置有连杆34结构，所述连杆34结构包括设置在撑板31与扶壁槽7上的转轴33以及连接两转轴33的连杆34。所述连杆34在撑板31和扶壁槽7之间设有两组，所述扶壁装置3在钻筒安装壳6的外部均匀设有多组。扶壁装置3在使用时直接启动张紧油缸32，设置在撑板31与扶壁槽7之间的张紧油缸32的油杆延伸，可将撑板31向外推动，同时为了保证撑板31外推过程的顺利以及在孔壁上支撑的稳定还设置了连杆34结构。连杆34结构的设置可在撑板31的底部对支撑板31进行支撑，在撑板31被回转油缸22驱动向外部移动时，设置在撑板31与扶壁槽7之间的连杆34随撑板31进行摆动，在撑板31的底部进行支撑。由于连杆34是通过转轴33在扶壁槽7的侧边和“U”形撑板31的侧边转动设置，为了不妨碍连杆34以及转轴33的转动，在“U”形撑板31的侧边还设置有转动槽，连杆34在转动槽的范围内进行转动避免了连杆34在运动的过程中受到“U”形撑板31侧边的影响，增加独臂结构运动的稳定性。同时在撑板31的中部还设置有一个辅助板，辅助板的方向朝向扶壁槽7，可增加撑板31的支撑强度，同时避免撑板31在回收时，回收的角度过大。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：包括高速钻筒、钻筒安装壳以及钻筒驱动装置，所述高速钻筒通过钻筒驱动装置设置在钻筒安装壳上，且通过钻筒驱动装置驱动进行转动和伸缩运动；所述钻筒安装壳上还设置有扶壁装置，所述扶壁装置用于辅助钻筒在灌注桩内钻孔时的固定。

2.根据权利要求1所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述高速钻筒与钻筒安装壳体之间还设置有钻筒连接块，所述钻筒驱动装置包括回转驱动装置和伸缩驱动装置，所述高速钻筒通过回转驱动装置与钻筒连接块连接，所述钻筒连接块通过伸缩驱动装置与钻筒安装壳连接。

3.根据权利要求2所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述钻筒连接块包括马达安装套、筒套和风琴罩，所述筒套设置在马达安装套的下方，所述回转驱动装置设置在马达安装套的底部内侧，所述伸缩驱动装置设置在马达安装套的顶部，所述风琴罩连接马达安装套与钻筒安装壳。

4.根据权利要求3所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述筒套的顶部还设置有转接板，所述转接板上还设置有水路接头，所述水路接头用于连接灌注桩灌注时的水路管，所述马达安装套与筒套通过水路板连接。

5.根据权利要求3所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述伸缩驱动装置包括伸缩杆和回转油缸，所述回转油缸固定在钻筒安装壳内部，回转油缸的油杆端部与马达安装套的顶部固定连接，所述伸缩杆的一端固定在马达安装板顶部，一端延伸至钻筒安装壳内，所述伸缩杆空心设置，空心的伸缩杆在回转油缸的外周活动设置。

6.根据权利要求3所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述回转驱动装置包括液压马达和回转联轴器，所述液压马达设置在马达安装套内，所述钻筒的顶部设置有连接轴，所述回转联轴器用于连接马达轴和钻筒顶部的连接轴。

7.根据权利要求1所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述钻筒安装壳的外侧面上设置有扶壁槽，所述扶壁装置呈“U”形设置在扶壁槽内，所述扶壁装置包括撑板和张紧油缸，所述张紧油缸设置在扶壁槽内且用于驱动撑板在扶壁槽内运动。

8.根据权利要求7所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述张紧油缸在扶壁槽的上部转动连接，所述张紧油缸的油杆与撑板转动连接，所述撑板与扶壁槽之间还设置有连杆结构，所述连杆结构包括设置在撑板与扶壁槽上的转轴以及连接两转轴的连杆。

9.根据权利要求8所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述连杆在撑板和扶壁槽之间设有两组，所述扶壁装置在钻筒安装壳的外部均匀设有多组。

10.根据权利要求1所述一种顶驱式全套管潜孔钻具，其特征在于：所述钻筒安装壳的内部侧边还设置有用于油路管和水路管通过的油路通道和水路通道，所述油路管和水路管穿过钻筒安装壳延伸至钻筒处，所述高速钻筒的底部还设置有多层叶片，多层叶片用于钻孔时的切割。

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