CN115853425B - 一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备；包括底座、给进液压缸、动力头和钻具，底座上设有第一支架，第一支架上设有第二支架，第二支架的内部设有移动架；给进液压缸的缸体与底座连接，给进液压缸的活塞杆与移动架连接；移动架外侧设有液压减振装置，液压减振装置下方设有移动滚轮；第二支架包括竖直设置的立柱，立柱内侧设有轨道；移动滚轮与轨道配合；动力头安装在移动架上，钻具与动力头连接。通过设置液压减振装置吸收钻具振动的能量，避免设备出现过大的晃动，降低施工危险，增加使用寿命；避免因过大的晃动出现的钻具错位，导致的后续钻孔施工无法进行，或者挪动设备对齐钻具和钻孔，导致的减慢施工的效率、减缓施工进度的问题。

Description

一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备

技术领域

本发明涉及岩土施工钻孔设备技术领域，尤其涉及一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备。

背景技术

在岩土施工过程中，要对岩层钻孔勘察、检测，确定岩层土质，为后续施工作为基础；一般是通过钻孔设备钻孔取样，通过在支架上安装动力头，动力头下连接钻具，用给进液压缸控制动力头向下移动，进而钻具向岩层内打孔，从而取出土层检测。

但是，现有的钻孔设备，由于动力头与支架之间没有有效的减振装置，在钻探较硬的岩层时，钻具在岩层上钻孔会有很大的振动，产生的巨大的能量，经动力头作用到支架上，使得支架晃动厉害，增加施工的危险性，影响该设备的使用寿命；支架晃动一段时间后还会带动整个设备出现一定位移，使钻具错位，与初始的钻孔位置不一致，而钻具钻孔是要一节一节增加套筒，每钻进岩层一段距离，就要增加一个套筒，钻具与钻孔位置不一致就会出现后一节套筒无法与已经钻进的套筒对接，难以进行钻孔施工；而对齐钻具和钻孔就要挪动设备，设备在钻孔时需要与地面固定住，挪动设备就要拆除这些固定措施，待调节好钻具位置后，重新固定，极大的影响了施工的效率，减缓了施工进度。

发明内容

本发明就是为了克服上述现有技术存在的缺点，提供一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备。本发明通过设置液压减振装置吸收钻具在钻探硬质岩层时的振动能量，起到了减少振动的能量向支架上的传递，避免设备出现过大的晃动，降低施工危险的效果。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，包括底座、给进液压缸、动力头和钻具，所述底座上设有第一支架，所述第一支架上设有第二支架，所述第二支架的内部设有移动架；所述给进液压缸的缸体与第二支架连接，所述给进液压缸的活塞杆与移动架连接；所述移动架外侧设有液压减振装置，所述液压减振装置下方设有移动滚轮；所述第二支架包括竖直设置的立柱，所述立柱内侧设有轨道；所述移动滚轮与轨道配合；所述动力头安装在移动架上，所述钻具与动力头连接。

优选的，所述液压减振装置还包括液压阻尼器和固定板；

所述固定板安装在移动架上，所述液压阻尼器一端与固定板铰接，另一端与移动滚轮连接。

优选的，所述液压减振装置还包括螺杆和套管，所述螺杆一端与第二支架铰接，另一端伸入套管内；所述套管一端与液压阻尼器铰接，另一端设有调节套筒；所述调节套筒可绕中心线旋转，且设有内螺纹；所述调节套筒通过内螺纹与螺杆配合。

优选的，所述液压阻尼器包括相互配合的液压缸体和液压活塞杆，以及套在液压活塞杆上的减振弹簧；所述液压活塞杆远离液压缸体的一端设有端板一，所述液压缸体靠近液压活塞杆的一端设有端板二，所述减振弹簧的上端抵在端板二，所述减振弹簧的下端抵在端板一。

优选的，所述立柱沿第二支架周向均衡的设有多个，所述移动滚轮沿移动架周向均衡的设有多个。

优选的，所述给进液压缸的缸体与第二支架连接，给进液压缸的活塞杆与移动架通过万向球支座连接。

优选的，所述第一支架下部设有移动机构一，所述移动机构一与底座连接或者配合，所述第一支架通过移动机构一可在底座上沿左右方向移动。

优选的，所述移动机构一包括导轨一、滑块一和液压油缸一；所述导轨一固定在底座上，且导轨一的长度方向沿底座的左右方向设置；所述滑块一与第一支架固定连接，且与导轨一配合；所述液压油缸一的缸体固定在底座上，所述液压油缸一的活塞杆与第一支架固定连接。

优选的，所述导轨一有两个，分别设置在底座的前后两侧；所述滑块一设有两个，分别与导轨一相应设置。

优选的，所述第二支架下部设有移动机构二，所述移动机构二与第一支架连接或者配合，所述第二支架通过移动机构二可在第一支架上沿前后方向移动。

优选的，所述移动机构二包括导轨二、滑块二和液压油缸二；所述导轨二固定在第一支架上，且所述导轨二的长度方向沿第一支架的前后方向设置；所述滑块二与第二支架固定连接，且与导轨二配合；所述液压油缸二的缸体固定在第一支架上，所述液压油缸二的活塞杆与第二支架固定连接。

优选的，所述导轨二有两个，分别设置在第一支架的左右两侧；所述滑块二设有两个，分别与导轨二相应设置。

优选的，所述底座的底面设有移动轮。

优选的，所述底座的侧面还设有支撑装置。

优选的，所述支撑装置沿底座周向均衡的设有多个。

优选的，所述支撑装置包括水平设置的支撑杆和竖直设置的支撑腿，所述支撑杆一端与底座通过螺栓可拆卸连接，另一端与支撑腿固定连接。

优选的，所述支撑杆包括第一伸缩杆、第二伸缩杆和插销；所述第一伸缩杆套在第二伸缩杆内，所述第一伸缩杆和第二伸缩杆均开设有插孔，所述插销可插入到插孔内。

优选的，所述支撑腿包括支撑油缸和支腿座；所述支撑油缸的缸体与支撑杆固定连接，所述支撑油缸的活塞杆与支腿座连接。

优选的，所述第二支架上方还设有卷扬机，所述卷扬机的缆绳与钻具连接。

优选的，所述第二支架上还设有定滑轮，所述缆绳一端绕过定滑轮与钻具连接。

本发明的有益效果是：

（1）通过设置液压减振装置吸收钻具在钻探硬质岩层时的振动能量，减少振动的能量向支架上的传递，避免设备出现过大的晃动，降低施工危险，增加使用寿命；同时也避免了因过大的晃动出现的钻具错位，与初始的钻孔位置不一致，导致的后续钻孔施工无法进行，或者挪动设备对齐钻具和钻孔，导致的减慢施工的效率、减缓施工进度的问题。

（2）移动架通过移动滚轮在给进液压缸的带动下，可沿着轨道上下移动，轨道对移动滚轮起到很好的限位导向作用；需要钻具钻孔时，给进液压缸收缩，带动移动架下降，动力头带着钻具下降对岩层钻孔。

（3）旋转调节套筒，螺杆在套管内伸长或缩短，可以调节液压阻尼器的倾斜角度；使得移动滚轮向外张开或向内收缩，使其抵在轨道上，可适用不同大小的支架，应用性强。

（4）当移动架因钻具产生的振动出现左右前后的晃动，万向铰链可使移动架的晃动产生的径向的力，不会波及到给进液压缸，使其免受径向冲击而损坏。

（5）当该液压钻孔设备出现左右或前后方向的错位时，通过调节移动机构一21和移动机构二，使钻具的位置对齐钻孔，不用再通过挪动整个设备，来调节钻具位置，可提高施工的效率，加快施工进度。

（6）支撑装置可在钻孔时，将该设备支撑起来，在地面固定住，方便钻孔；支撑装置包括水平设置的支撑杆和竖直设置的支撑腿，所述支撑杆一端与底座通过螺栓可拆卸连接，不用时拆卸掉螺栓收起来，节约空间；支撑杆一端与支撑腿固定连接，用以支撑整个设备，在地面固定住，方便钻孔。

（7）调节第一伸缩杆相对第二伸缩杆的伸出长度，可以控制支撑杆向外伸展长度，提高底座支撑的稳定性。

（8）液压阻尼器有良好的吸震减振效果，可以抗较大的冲击，可以将钻具钻探硬质岩层时产生的振动能量吸收，增强减振效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，

图1为本发明侧视图；

图2为本发明俯视图；

图3为图1中A处放大图；

图4为图2中B处放大图；

图5为图1中C处放大图；

图6为移动机构一与移动机构二安装位置示意图；

图7为支撑装置示意图；

图8为卷扬机安装位置示意图。

附图标记说明：

1-底座，11-移动轮；

2-第一支架，21-移动机构一，22-导轨一，23-滑块一，24-液压油缸一；

3-第二支架，31-移动机构二，32-导轨二，33-滑块二，34-液压油缸二，35-立柱，36-轨道；

4-移动架；

5-给进液压缸，51-万向球支座；

6-液压减振装置，61-移动滚轮，62-液压阻尼器，621-液压缸体，622-液压活塞杆，623-减振弹簧，624-端板一，625-端板二，63-固定板，64-螺杆，65-套管，66-调节套筒；

7-卷扬机，71-缆绳，72-定滑轮；

8-支撑装置，81-支撑杆，811-第一伸缩杆，812-第二伸缩杆，813-插销，814-插孔；82-支撑腿，821-支撑油缸，822-支腿座；

9-动力头，91-钻具。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

下面结合附图1-8对本发明进一步说明，一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，如图1和2所示，包括底座1、给进液压缸5、动力头9和钻具91，底座1上设有第一支架2，第一支架2上设有第二支架3，第二支架3的内部设有移动架4；给进液压缸5的缸体与第二支架3连接，给进液压缸5的活塞杆与移动架4连接；移动架4外侧设有液压减振装置6，液压减振装置6下方设有移动滚轮61；第二支架3包括竖直设置的立柱35，立柱35内侧设有轨道36；移动滚轮61与轨道36配合；动力头9安装在移动架4上，钻具91与动力头9连接。

动力头9安装在移动架4上，在移动架4外侧设置液压减振装置6，吸收钻具91在钻探硬质岩层时的振动能量，减少振动的能量向支架上的传递，避免该液压钻孔设备出现过大的晃动，降低了施工的危险性，增加使用寿命；同时也避免了因过大的晃动出现的钻具91错位，与初始的钻孔位置不一致，导致的后续钻孔施工无法进行，或者挪动设备对齐钻具91和钻孔，导致的减慢施工的效率、减缓施工进度的问题。

移动架4通过移动滚轮61在给进液压缸5的带动下，可沿着轨道36移动，轨道36对移动滚轮61起到很好的限位导向作用；需要钻具91钻孔时，给进液压缸5收缩，带动移动架4下降，动力头9带着钻具91下降对岩层钻孔。

如图1和3所示，液压减振装置6还包括液压阻尼器62和固定板63；固定板63安装在移动架4上，液压阻尼器62一端与固定板63铰接，另一端与移动滚轮61连接。液压阻尼器62有良好的吸震减振效果，可以抗较大的冲击，可以将钻具91钻探硬质岩层时产生的振动能量吸收，增强减振效果。

如图1和3所示，液压减振装置6还包括螺杆64和套管65，螺杆64一端与第二支架3铰接，另一端伸入套管65内；套管65一端与液压阻尼器62铰接，另一端设有调节套筒66；调节套筒66可绕中心线旋转，且设有内螺纹；调节套筒66通过内螺纹与螺杆64配合。

旋转调节套筒66，螺杆64在套管65内伸长或缩短，可以调节液压阻尼器62的倾斜角度；当移动滚轮61相对立柱35上轨道36较远时，转动调节套筒66使得螺杆64在套管65内伸长，增大液压阻尼器62的倾斜角度，使得移动滚轮61向外张开，抵在轨道36上，可适用不同大小的支架，应用性强；反之一样。

如图2和4所示，液压阻尼器62包括相互配合的液压缸体621和液压活塞杆622，以及套在液压活塞杆622上的减振弹簧623；液压活塞杆622远离液压缸体621的一端设有端板一624，液压缸体621靠近液压活塞杆622的一端设有端板二625，减振弹簧623的上端抵在端板一624，减振弹簧623的下端抵在端板二625。受压时，液压活塞杆622向液压缸体621内收缩，减振弹簧623也同时收缩，冲击的能量一部分被液压缸体621内的油液吸收，另一部分储存到减振弹簧623内，待冲击减小时，减振弹簧623储存的能量被释放出来，带动液压活塞杆622向外伸长，以便迎接下一次冲击。

如图1和2所示，立柱35沿第二支架3周向均衡的设有多个，移动滚轮61沿移动架4周向均衡的设有多个。立柱35与移动滚轮61均至少三至四个，移动滚轮61压在立柱35的轨道36上平衡效果好。

如图1和5所示，给进液压缸5的缸体与第二支架3连接，给进液压缸5的活塞杆与移动架4通过万向球支座51连接。 钻具91钻探硬质岩层产生的振动传给移动架4，移动架4出现左右前后的晃动，万向铰链可使移动架4的晃动产生的径向的力，不会波及到给进液压缸5，造成给进液压缸5受到径向冲击而损坏。

如图1和6所示，第一支架2下部设有移动机构一21，所述移动机构一21与底座1连接或者配合，第一支架2通过移动机构一21可在底座1上沿左右方向移动。移动机构一21包括导轨一22、滑块一23和液压油缸一24；导轨一22固定在底座1上，且导轨一22的长度方向沿底座1的左右方向设置；滑块一23与第一支架2固定连接，且与导轨一22配合；液压油缸一24的缸体固定在底座1上，液压油缸一24的活塞杆与第一支架2固定连接。导轨一22有两个，分别设置在底座1的前后两侧；滑块一23设有两个，分别与导轨一22相应设置。

当该液压钻孔设备出现沿左右方向的移动时，移动机构一21可通过液压油缸一24推动第一支架2下的滑块一23沿导轨一22滑动，从而调节钻具91位置，对齐钻孔。

如图1和6所示，第二支架3下部设有移动机构二31，所述移动机构二31与第一支架2连接或者配合，第二支架3通过移动机构二31可在第一支架2上沿前后方向移动。移动机构二31包括导轨二32、滑块二33和液压油缸二34；导轨二32固定在第一支架2上，且导轨二32的长度方向沿第一支架2的前后方向设置；滑块二33与第二支架3固定连接，且与导轨二32配合；液压油缸二34的缸体固定在第一支架2上，液压油缸二34的活塞杆与第二支架3固定连接。导轨二32有两个，分别设置在第一支架2的左右两侧；滑块二33设有两个，分别与导轨二32相应设置。

当该液压钻孔设备出现沿前后方向的移动时，移动机构二31可通过液压油缸二34推动第二支架3下的滑块二33沿导轨二32滑动，从而调节钻具91位置，对齐钻孔。

通过移动机构一21和移动机构二31调节钻具91位置，对齐钻孔；不用再通过挪动整个设备，来调节钻具91位置，可提高施工的效率，加快施工进度。

如图1所示，底座1的底面设有移动轮11，用以移动设备。

如图1所示，底座1的侧面还设有支撑装置8；支撑装置8沿底座1周向均衡的设有多个；支撑装置8可在钻孔时，将该设备支撑起来，在地面固定住，方便钻孔；所述支撑装置8包括水平设置的支撑杆81和竖直设置的支撑腿82，所述支撑杆81一端与底座1通过螺栓可拆卸连接，不用时拆卸掉螺栓收起来，节约空间；另一端与支撑腿82固定连接，用以支撑整个设备。

如图1和7所示，支撑杆81包括第一伸缩杆811、第二伸缩杆812和插销813；第一伸缩杆811套在第二伸缩杆812内，第一伸缩杆811和第二伸缩杆812均开设有插孔814，插销813可插入到插孔814内。调节第一伸缩杆811相对第二伸缩杆812的伸出长度，可以控制支撑杆81向外伸展长度，提高底座1支撑的稳定性。

如图1和7所示，支撑腿82包括支撑油缸821和支腿座822；支撑油缸821的缸体与支撑杆81固定连接，支撑油缸821的活塞杆与支腿座822连接。支撑时支撑油缸821升起，将支腿座822放下，支撑在地面上。

如图8所示，第二支架3上方还设有卷扬机7，卷扬机7的缆绳71与钻具91连接，第二支架3上还设有定滑轮72，缆绳71一端绕过定滑轮72与钻具91连接。钻探完成收，通过卷扬机7驱动缆绳71将钻具91吊起，收回。

本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”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，仅是为了描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中的“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是通过中间部件间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (18)

1.一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，包括底座（1）、给进液压缸（5）、动力头（9）和钻具（91），其特征在于，所述底座（1）上设有第一支架（2），所述第一支架（2）上设有第二支架（3），所述第二支架（3）的内部设有移动架（4）；所述给进液压缸（5）的缸体与第二支架（3）连接，所述给进液压缸（5）的活塞杆与移动架（4）连接；所述移动架（4）外侧设有液压减振装置（6），所述液压减振装置（6）下方设有移动滚轮（61）；所述第二支架（3）包括竖直设置的立柱（35），所述立柱（35）内侧设有轨道（36）；所述移动滚轮（61）与轨道（36）配合；所述动力头（9）安装在移动架（4）上，所述钻具（91）与动力头（9）连接；

所述液压减振装置（6）还包括液压阻尼器（62）和固定板（63）；所述固定板（63）安装在移动架（4）上，所述液压阻尼器（62）一端与固定板（63）铰接，另一端与移动滚轮（61）连接；

所述给进液压缸（5）的缸体与第二支架（3）连接，所述给进液压缸（5）的活塞杆与移动架（4）通过万向球支座（51）连接；

所述第一支架（2）通过移动机构一（21）可在底座（1）上沿左右方向移动；所述第二支架（3）通过移动机构二（31）可在第一支架（2）上沿前后方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述液压减振装置（6）还包括螺杆（64）和套管（65），所述螺杆（64）一端与第二支架（3）铰接，另一端伸入套管（65）内；所述套管（65）一端与液压阻尼器（62）铰接，另一端设有调节套筒（66）；所述调节套筒（66）可绕中心线旋转，且设有内螺纹；所述调节套筒（66）通过内螺纹与螺杆（64）配合。

3.根据权利要求1所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述液压阻尼器（62）包括相互配合的液压缸体（621）和液压活塞杆（622），以及套在液压活塞杆（622）上的减振弹簧（623）；所述液压活塞杆（622）远离液压缸体（621）的一端设有端板一（624），所述液压缸体（621）靠近液压活塞杆（622）的一端设有端板二（625），所述减振弹簧（623）的上端抵在端板二（625），所述减振弹簧（623）的下端抵在端板一（624）。

4.根据权利要求1所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述立柱（35）沿第二支架（3）周向均衡的设有多个，所述移动滚轮（61）沿移动架（4）周向均衡的设有多个。

5.根据权利要求1所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述移动机构一（21）设置在第一支架（2）下部，所述移动机构一（21）与底座（1）连接或者配合。

6.根据权利要求5所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述移动机构一（21）包括导轨一（22）、滑块一（23）和液压油缸一（24）；所述导轨一（22）固定在底座（1）上，且导轨一（22）的长度方向沿底座（1）的左右方向设置；所述滑块一（23）与第一支架（2）固定连接，且与导轨一（22）配合；所述液压油缸一（24）的缸体固定在底座（1）上，所述液压油缸一（24）的活塞杆与第一支架（2）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述导轨一（22）有两个，分别设置在底座（1）的前后两侧；所述滑块一（23）设有两个，分别与导轨一（22）相应设置。

8.根据权利要求1所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述移动机构二（31）设置在第二支架（3）下部，所述移动机构二（31）与第一支架（2）连接或者配合。

9.根据权利要求8所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述移动机构二（31）包括导轨二（32）、滑块二（33）和液压油缸二（34）；所述导轨二（32）固定在第一支架（2）上，且所述导轨二（32）的长度方向沿第一支架（2）的前后方向设置；所述滑块二（33）与第二支架（3）固定连接，且与导轨二（32）配合；所述液压油缸二（34）的缸体固定在第一支架（2）上，所述液压油缸二（34）的活塞杆与第二支架（3）固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述导轨二（32）有两个，分别设置在第一支架（2）的左右两侧；所述滑块二（33）设有两个，分别与导轨二（32）相应设置。

11.根据权利要求1所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述底座（1）的底面设有移动轮（11）。

12.根据权利要求1所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述底座（1）的侧面还设有支撑装置（8）。

13.根据权利要求12所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述支撑装置（8）沿底座（1）周向均衡的设有多个。

14.根据权利要求13所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述支撑装置（8）包括水平设置的支撑杆（81）和竖直设置的支撑腿（82），所述支撑杆（81）一端与底座（1）通过螺栓可拆卸连接，另一端与支撑腿（82）固定连接。

15.根据权利要求14所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述支撑杆（81）包括第一伸缩杆（811）、第二伸缩杆（812）和插销（813）；所述第一伸缩杆（811）套在第二伸缩杆（812）内，所述第一伸缩杆（811）和第二伸缩杆（812）均开设有插孔（814），所述插销（813）可插入到插孔（814）内。

16.根据权利要求14所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述支撑腿（82）包括支撑油缸（821）和支腿座（822）；所述支撑油缸（821）的缸体与支撑杆（81）固定连接，所述支撑油缸（821）的活塞杆与支腿座（822）连接。

17.根据权利要求1所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述第二支架（3）上方还设有卷扬机（7），所述卷扬机（7）的缆绳（71）与钻具（91）连接。

18.根据权利要求17所述的一种用于土木施工的岩土液压钻孔设备，其特征在于，所述第二支架（3）上还设有定滑轮（72），所述缆绳（71）一端绕过定滑轮（72）与钻具（91）连接。

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