CN116816289A - 一种智能液压深水岩芯钻孔装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能液压深水岩芯钻孔装置及使用方法，包括三角支撑架，三角支撑架中的底杆两端设有铰接的斜撑杆与导向架，斜撑杆上设有伸缩调节的伸缩杆，伸缩杆端部抵靠在导向架上滑动，导向架上还设有滑动的液压驱动机，液压驱动机端部固设有液压旋转钻和环形刀片；还包括液压机，液压机中的台车上固设有三缸水泵，三缸水泵内设有泵送机与加压机；液压驱动机和液压旋转钻通过出水管与回水管并联在液压机上，通过液压机驱动液压驱动机抵靠在导向架上移动进给，驱动液压旋转钻带动环形刀片旋转切割。整体操作简单，由液压水泵作为驱动，减小了人员水下触电风险，大大提供整体作业安全性和施工效率，具有良好的经济效益。

Description

一种智能液压深水岩芯钻孔装置及使用方法

技术领域

本发明涉及钻孔作业的技术领域，具体涉及一种智能液压深水岩芯钻孔装置及使用方法。

背景技术

深水条件下在圬工结构上钻孔，用于圬工结构水下吊装的吊装孔、泄水孔或管线穿孔。深水区人员手持钻机水下操作钻孔，潜水员受水压和急流影响，大大增加了圬工结构钻孔施工难度，造成打孔效率低，而延长的潜水员水下作业时间，存在较高的安全隐患。常规电机水下钻孔很容易造成人员漏电触电事故，安全风险极高，本智能液压岩芯钻机仅固定在圬工结构上，利用液压驱动代替人工手持设备。该装置具有自动化、智能化、操作简单，工作效率高、施工更加安全，解决水下钻孔施工难度大，安全风险高的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智能液压深水岩芯钻孔装置及使用方法，解决上述背景技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括三角支撑架，三角支撑架中的底杆两端设有铰接的斜撑杆与导向架，斜撑杆上设有伸缩调节的伸缩杆，伸缩杆端部抵靠在导向架上滑动，导向架上还设有滑动的液压驱动机，液压驱动机端部固设有液压旋转钻和环形刀片；

还包括液压机，液压机中的台车上固设有三缸水泵，三缸水泵内设有泵送机与加压机；

液压驱动机和液压旋转钻通过出水管与回水管并联在液压机上，通过液压机驱动液压驱动机抵靠在导向架上移动进给，驱动液压旋转钻带动环形刀片旋转切割。

优选的，导向架两侧均设有滑轨，伸缩杆端部通过滑动座卡在滑轨上移动，并通过第二锁紧螺栓固定，伸缩杆端部铰接在滑动座内；

液压驱动机中的驱动机滑动座两侧设有多个轴轮，轴轮卡在滑轨上移动。

优选的，驱动机滑动座上固设有液压器，液压器用于控制驱动轴轮转动，从而抵靠在导向架的滑轨上移动。

优选的，斜撑杆端部两侧设有滚轮，滚轮抵靠在圬工结构上，用于三角支撑架下放过程的移动；

伸缩杆与斜撑杆上均设有多个通孔，通过第一锁紧螺栓穿过通孔连接固定。

优选的，斜撑杆与导向架的底部设有铰接的前固定板和后固定板，通过在圬工结构上打入的膨胀螺栓连接前固定板和后固定板，从而对三角支撑架进行固定。

优选的，导向架上均设有多个缕空孔，从而减小整体重量和水的阻力。

优选的，三缸水泵上设有泄气阀，一侧设有循环出水口和循环进水口，出水管和回水管分别与循环出水口和循环进水口连通；

出水管与回水管的主管线上均设有定向阀门和水压表。

其方法是：包括以下步骤：

S1、根据圬工结构的钻孔角度对应调整三角支撑架，拧紧第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，以使三角支撑架形成稳固的三角形；

S2、根据三角支撑架固定后的尺寸，在圬工结构上打入膨胀螺栓，保证三角支撑架安装到位后环形刀片能正对钻孔位置；

S3、通过出水管和回水管将液压机与液压驱动机以及液压旋转钻连接，并安装管线上的水压表与定向阀门；

S4、下水前，在岸上试运行，通过液压机驱动液压驱动机与液压旋转钻运作，检查其运作状态是否满足要求；

S5、设备检查无误后，断电下水，通过吊机下放钻孔装置，滚轮抵靠在圬工结构上滚动，保证下放过程的顺畅；

S6、钻孔装置下放至钻孔位置后，膨胀螺栓连接前固定板和后固定板完成三角支撑架的安装固定；

S7、环形刀片对准钻孔位置，打开电源，启动液压机进行钻孔作业；

S8、重复步骤S4~S7，直至完成钻孔。

优选的，在钻孔深度过长时，可断电下水单独拆卸环形刀片，并进行取芯后加长环形刀片与液压旋转钻之间的连轴，再进行钻孔作业，重复作业直至钻孔深度达到要求。

优选的，在钻孔数量过多时，需通过吊机将钻孔装置吊至各个孔位进行钻孔作业，重复作业直至完成所有的钻孔。

本发明提供了一种智能液压深水岩芯钻孔装置及使用方法，钻孔装置操作简单，人工仅将钻孔装置附着在圬工结构上，液压旋转钻在导向架上匀速进给，可顺利的环切取孔，由液压水泵作为驱动，减小了人员水下触电风险，大大提供整体作业安全性和施工效率，具有良好的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明钻孔装置下放示意图；

图2是本发明钻孔装置钻孔作业示意图；

图3是本发明液压机连接示意图；

图4是本发明三角支撑架结构视图；

图5是本发明液压驱动机与液压旋转钻连接视图；

图6是本发明液压机结构视图；

图7是本发明实物下放操作图；

图中：圬工结构1；吊机2；液压机3；台车301；三缸水泵302；泄气阀303；泵送机304；加压机305；循环出水口306；循环进水口307；三角支撑架4；导向架401；底杆402；斜撑杆403；伸缩杆404；第一锁紧螺栓405；滑动座406；滚轮407；前固定板408；后固定板409；第二锁紧螺栓410；环形刀片5；液压驱动机6；驱动机滑动座601；轴轮602；液压器603；液压旋转钻7；出水管8；回水管9；水压表10；定向阀门11；膨胀螺栓12。

具体实施方式

实施例1

如图1~7所示，一种智能液压深水岩芯钻孔装置及使用方法，包括三角支撑架4，三角支撑架4中的底杆402两端设有铰接的斜撑杆403与导向架401，斜撑杆403上设有伸缩调节的伸缩杆404，伸缩杆404端部抵靠在导向架401上滑动，导向架401上还设有滑动的液压驱动机6，液压驱动机6端部固设有液压旋转钻7和环形刀片5；

还包括液压机3，液压机3中的台车301上固设有三缸水泵302，三缸水泵302内设有泵送机304与加压机305；

液压驱动机6和液压旋转钻7通过出水管8与回水管9并联在液压机3上，通过液压机3驱动液压驱动机6抵靠在导向架401上移动进给，驱动液压旋转钻7带动环形刀片5旋转切割。由此结构，三角支撑架4上搭载有液压驱动机6与液压旋转钻7，液压驱动机6能够带动液压旋转钻7进行进给，液压旋转钻7驱动环形刀片5进行切割，从而进行钻孔取芯；三角支撑架4还可进行角度调节，从而匹配设计的钻孔角度进行钻孔取芯；通过液压机3为液压驱动机6与液压旋转钻7提供动力，避免了水下漏电伤害人员。

优选的，导向架401两侧均设有滑轨，伸缩杆404端部通过滑动座406卡在滑轨上移动，并通过第二锁紧螺栓410固定，伸缩杆404端部铰接在滑动座406内；

液压驱动机6中的驱动机滑动座601两侧设有多个轴轮602，轴轮602卡在滑轨上移动。由此结构，通过滑动座406抵靠在导向架401的滑轨上滑动，从而调节三角支撑架4的角度；驱动机滑动座601通过多个轴轮602的转动，从而抵靠在导向架401的滑轨上移动，实现钻孔时的进给。

优选的，驱动机滑动座601上固设有液压器603，液压器603用于控制驱动轴轮602转动，从而抵靠在导向架401的滑轨上移动。由此结构，液压器603能够驱动轴轮602卡在导向架401的滑轨上移动，移动控制更为顺畅精确。

优选的，斜撑杆403端部两侧设有滚轮407，滚轮407抵靠在圬工结构1上，用于三角支撑架4下放过程的移动；

伸缩杆404与斜撑杆403上均设有多个通孔，通过第一锁紧螺栓405穿过通孔连接固定。由此结构，三角支撑架4是通过吊机2进行吊装下放，下放过程中底部两侧的滚轮407抵靠在圬工结构1上滚动，以使下放更为顺畅方便；伸缩杆404是抵靠在斜撑杆403内伸缩调节的，在调节到位后通过第一锁紧螺栓405穿过二者上的通孔进行锁紧固定。

优选的，斜撑杆403与导向架401的底部设有铰接的前固定板408和后固定板409，通过在圬工结构1上打入的膨胀螺栓12连接前固定板408和后固定板409，从而对三角支撑架4进行固定。由此结构，根据三角支撑架4搭载环形刀片5后尺寸定位前固定板408和后固定板409的安装位置，并提前在圬工结构1上打入的膨胀螺栓12，在下放到位后能通过膨胀螺栓12对三角支撑架4进行安装固定。

优选的，导向架401上均设有多个缕空孔，从而减小整体重量和水的阻力。

优选的，三缸水泵302上设有泄气阀303，一侧设有循环出水口306和循环进水口307，出水管8和回水管9分别与循环出水口306和循环进水口307连通；

出水管8与回水管9的主管线上均设有定向阀门11和水压表10。由此结构，加压机305用于给水进行加压，加压后的水通过泵送机304输送至液压旋转钻7与液压驱动机6处，从而对其进行驱动，水压表10可显示泵送水压数值，可作为控制依据；定向阀门11用于防止水受压倒流。

实施例2

如图1~7所示，结合实施例1进一步说明：其方法是：包括以下步骤：

步骤一、根据圬工结构1的钻孔角度对应调整三角支撑架4，拧紧第一锁紧螺栓405和第二锁紧螺栓410，以使三角支撑架4形成稳固的三角形；

步骤二、根据三角支撑架4固定后的尺寸，在圬工结构1上打入膨胀螺栓12，保证三角支撑架4安装到位后环形刀片5能正对钻孔位置；

步骤三、通过出水管8和回水管9将液压机3与液压驱动机6以及液压旋转钻7连接，并安装管线上的水压表10与定向阀门11；

步骤四、下水前，在岸上试运行，通过液压机3驱动液压驱动机6与液压旋转钻7运作，检查其运作状态是否满足要求；

步骤五、设备检查无误后，断电下水，通过吊机2下放钻孔装置，滚轮407抵靠在圬工结构1上滚动，保证下放过程的顺畅；

步骤六、钻孔装置下放至钻孔位置后，膨胀螺栓12连接前固定板408和后固定板409完成三角支撑架4的安装固定；

步骤七、环形刀片5对准钻孔位置，打开电源，启动液压机3进行钻孔作业；

步骤八、重复步骤四~七，直至完成钻孔。

优选的，在钻孔深度过长时，可断电下水单独拆卸环形刀片5，并进行取芯后加长环形刀片5与液压旋转钻7之间的连轴，再进行钻孔作业，重复作业直至钻孔深度达到要求。

优选的，在钻孔数量过多时，需通过吊机2将钻孔装置吊至各个孔位进行钻孔作业，重复作业直至完成所有的钻孔。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能液压深水岩芯钻孔装置，其特征是：包括三角支撑架（4），三角支撑架（4）中的底杆（402）两端设有铰接的斜撑杆（403）与导向架（401），斜撑杆（403）上设有伸缩调节的伸缩杆（404），伸缩杆（404）端部抵靠在导向架（401）上滑动，导向架（401）上还设有滑动的液压驱动机（6），液压驱动机（6）端部固设有液压旋转钻（7）和环形刀片（5）；

还包括液压机（3），液压机（3）中的台车（301）上固设有三缸水泵（302），三缸水泵（302）内设有泵送机（304）与加压机（305）；

液压驱动机（6）和液压旋转钻（7）通过出水管（8）与回水管（9）并联在液压机（3）上，通过液压机（3）驱动液压驱动机（6）抵靠在导向架（401）上移动进给，驱动液压旋转钻（7）带动环形刀片（5）旋转切割。

2.根据权利要求1所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置，其特征是：导向架（401）两侧均设有滑轨，伸缩杆（404）端部通过滑动座（406）卡在滑轨上移动，并通过第二锁紧螺栓（410）固定，伸缩杆（404）端部铰接在滑动座（406）内；

液压驱动机（6）中的驱动机滑动座（601）两侧设有多个轴轮（602），轴轮（602）卡在滑轨上移动。

3.根据权利要求2所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置，其特征是：驱动机滑动座（601）上固设有液压器（603），液压器（603）用于控制驱动轴轮（602）转动，从而抵靠在导向架（401）的滑轨上移动。

4.根据权利要求1所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置，其特征是：斜撑杆（403）端部两侧设有滚轮（407），滚轮（407）抵靠在圬工结构（1）上，用于三角支撑架（4）下放过程的移动；

伸缩杆（404）与斜撑杆（403）上均设有多个通孔，通过第一锁紧螺栓（405）穿过通孔连接固定。

5.根据权利要求1所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置，其特征是：斜撑杆（403）与导向架（401）的底部设有铰接的前固定板（408）和后固定板（409），通过在圬工结构（1）上打入的膨胀螺栓（12）连接前固定板（408）和后固定板（409），从而对三角支撑架（4）进行固定。

6.根据权利要求1所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置，其特征是：导向架（401）上均设有多个缕空孔，从而减小整体重量和水的阻力。

7.根据权利要求1所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置，其特征是：三缸水泵（302）上设有泄气阀（303），一侧设有循环出水口（306）和循环进水口（307），出水管（8）和回水管（9）分别与循环出水口（306）和循环进水口（307）连通；

出水管（8）与回水管（9）的主管线上均设有定向阀门（11）和水压表（10）。

8.根据权利要求1~7任意一项所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置的使用方法，其方法是：包括以下步骤：

S1、根据圬工结构（1）的钻孔角度对应调整三角支撑架（4），拧紧第一锁紧螺栓（405）和第二锁紧螺栓（410），以使三角支撑架（4）形成稳固的三角形；

S2、根据三角支撑架（4）固定后的尺寸，在圬工结构（1）上打入膨胀螺栓（12），保证三角支撑架（4）安装到位后环形刀片（5）能正对钻孔位置；

S3、通过出水管（8）和回水管（9）将液压机（3）与液压驱动机（6）以及液压旋转钻（7）连接，并安装管线上的水压表（10）与定向阀门（11）；

S4、下水前，在岸上试运行，通过液压机（3）驱动液压驱动机（6）与液压旋转钻（7）运作，检查其运作状态是否满足要求；

S5、设备检查无误后，断电下水，通过吊机（2）下放钻孔装置，滚轮（407）抵靠在圬工结构（1）上滚动，保证下放过程的顺畅；

S6、钻孔装置下放至钻孔位置后，膨胀螺栓（12）连接前固定板（408）和后固定板（409）完成三角支撑架（4）的安装固定；

S7、环形刀片（5）对准钻孔位置，打开电源，启动液压机（3）进行钻孔作业；

S8、重复步骤S4~S7，直至完成钻孔。

9.根据权利要求8所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置的使用方法，其特征是：在钻孔深度过长时，可断电下水单独拆卸环形刀片（5），并进行取芯后加长环形刀片（5）与液压旋转钻（7）之间的连轴，再进行钻孔作业，重复作业直至钻孔深度达到要求。

10.根据权利要求8所述一种智能液压深水岩芯钻孔装置的使用方法，其特征是：在钻孔数量过多时，需通过吊机（2）将钻孔装置吊至各个孔位进行钻孔作业，重复作业直至完成所有的钻孔。