CN117759167A - 一种建筑基坑施工的钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻进技术领域，具体涉及一种建筑基坑施工的钻孔装置。包括钻进结构、切刀件、传动结构和调节件；钻进结构包括钻杆和钻头；切刀件包括滑套、切刀柱和切刀；切刀为多个；传动结构包括内杆、外杆、固定杆、滑杆和伸缩连杆；内杆、外杆均可上下滑动地设置于钻头；滑套可滑动地设置于伸缩连杆上；调节件，配置成当切刀遇到硬质土层达到预设阻力时，反向一侧的连杆相对下移，并带动滑杆向遇到阻力一侧的切刀方向移动，使得遇到阻力一侧的连杆被压缩，并使分布在连杆上的多个切刀变得密集。本发明能够根据不同的土层钻进的工况自适应的调节旋切刀的分布情况和施力杆的位置，保证了钻进、旋切的安全性和精准度。

Description

一种建筑基坑施工的钻孔装置

技术领域

本发明涉及钻进技术领域，具体涉及一种建筑基坑施工的钻孔装置。

背景技术

在建筑施工时，经常需要进行钻孔作业。而现有技术中的钻孔装置在对土层钻进过程中经常会触碰到石块、硬土等土质较为坚硬的部分，此时会严重影响钻进效率，甚至是损坏钻头。进一步的当钻头只有一部分触碰到这部分坚硬且阻碍钻头钻进的土层时，会出现部分钻刀钻进慢、其他部分钻刀钻进快而无法再下行钻进的难题，往往会导致现有技术的钻孔设备行进效率减慢、偏离预定轨道、损坏设备等问题。

为了解决上述问题，中国专利CN108368728A提供了一种包括可被动调节的冲击性改动构件的钻地工具，其通过设置可活动的冲击改性构件提高了钻孔的效率。但是，其中的冲击改性构件的运动需要根据包括扭矩传感器等多种传感器进行控制，结构复杂，成本高昂。

发明内容

本发明提供一种建筑基坑施工的钻孔装置，以解决上述存在的现有技术的建筑基坑用钻孔设备行进效率减慢、偏离预定轨道、损坏设备、无法做到针对性的硬质土层进行自适应钻进调节的技术问题，且结构简单。

本发明的一种建筑基坑施工的钻孔装置采用如下技术方案：

一种建筑基坑施工的钻孔装置，包括钻进结构、切刀件、传动结构和调节件；

钻进结构，包括钻杆和钻头；钻杆上下分布；钻头设置在钻杆下端，且外侧壁设有螺旋槽；钻杆和钻头内设有上下分布且相通的流道，且钻头外侧壁上还设有环形均布且与流道相通的喷口；

切刀件，为间隔分布的多组，且每组切刀件包括滑套、切刀柱和切刀；切刀柱设置于滑套下端；切刀为环形均匀分布在切刀柱上的多个；

传动结构，设置在钻头底端且为环形均布的多组，且包括内杆、外杆、固定杆、滑杆和伸缩连杆；内杆可上下滑动地设置于钻头，且靠近钻头圆心设置；外杆可上下滑动地设置于钻头，且远离钻头圆心设置；固定杆沿钻头径向设置，且内外两端均通过连杆与钻头底端连接；滑杆可滑动地设置于固定杆；伸缩连杆设置在固定杆的下方，且包括内连杆和外连杆，内连杆的一端与内杆铰接、另一端与滑杆铰接；外连杆一端与滑杆铰接、另一端与外杆铰接；滑套可滑动地设置于伸缩连杆上；

调节件，配置成当切刀件遇到硬质土层达到预设阻力时，反向一侧的连杆相对下移，并带动滑杆向遇到阻力一侧的切刀件方向移动，使得遇到阻力一侧的连杆被压缩，并使分布在连杆上的多个切刀件变得密集。

优选的，所述调节件包括第一压簧、第二压簧、弹簧和滑块件；第一压簧为两个，且分别设置在内杆与钻头之间、外杆与钻头之间，使得内杆和外杆可相对钻头上下移动；第二压簧套设安装在固定杆上，且设置滑杆与第二压簧的中点连接；弹簧分别套设安装在内连杆和外连杆上，且初始状态下，保持多个切刀件等间距的分布在连杆上，以使滑套在内外移动时带动弹簧进行拉伸或压缩；滑块件为两个，且分别设置在固定杆与外杆之间、固定杆与内杆之间。

进一步优选的，所述滑块件包括第一滑块、伸缩杆和第二滑块；第一滑块可滑动地套设与固定杆，且一端与压簧相连；第二滑块套设安装于外杆；所述伸缩杆一端与第一滑块相连、另一端与第二滑块相连；初始状态下，内杆和外杆上的第二滑块位置高度相同。

进一步优选的，所述内连杆和外连杆均为方形结构，滑套上开设有方形结构的贯通孔；多个滑套分别套设安装于内连杆和外连杆。

进一步优选的，在所述滑杆的底端还设有多个间隔分布的辅切刀片。

进一步优选的，在所述滑杆上方还设有导向板，所述滑杆上端开设有适配导向板的滑动孔，所述滑杆相对于导向板可左右移动。

优选的，所述传动结构为以钻头中心轴线为基准环形均匀分布的四组。

优选的，所述钻头还上设有适配内杆滑动的内滑槽、适配外杆滑动的外滑槽；初始状态下，内杆和外杆的底端平齐，滑杆处于弹簧和固定杆的中点。

优选的，在所述钻杆上还设有螺旋导板，钻杆上端还设有连接螺杆。

优选的，在所述钻头的中心底端还设有用于中心处土层钻进的锥头。

本发明的有益效果是：

本发明通过设置钻头，并在钻头上设置螺旋槽，辅以钻杆和设置在钻杆上的螺旋导料板，实现钻进加速，并能够将下方土层钻进的渣土向上引导，避免渣土影响下方钻头钻进的顺利进行，提高了该装置钻进效率；进一步设置传动结构、切刀件和调节件，实现了该装置能够根据不同的土层钻进的工况自适应的调节旋切刀的分布情况和施力杆的位置，具体是当钻头内侧或外侧的切刀遇到硬质土层达到预设阻力时，对应分布的切刀转速会降低，而反向一侧的切刀是正常旋切钻进，因此反向一侧的连杆会相对下移，并在调节件的作用下，带动滑杆沿固定杆向遇到阻力一侧的切刀方向移动，使得遇到阻力一侧的连杆被压缩，并使分布在相应连杆上的多个切刀变得密集，同时还辅助以滑杆底部的辅切刀片进行旋切配合，实现了在增加旋切刀的密集程度和增加钻进压力的总作用下，将旋进困难受阻一侧的土层安全高效地解决，保证了钻进和旋切的安全性和精准度，避免了其影响该装置整体的钻进速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种建筑基坑施工的钻孔装置的整体结构示意图；

图2为图1的剖面图；

图3为图2中的A部结构放大图；

图4为图2中的B部结构放大图；

图5为本发明的一种建筑基坑施工的钻孔装置的钻头的结构立体图；

图6为图5中的C部结构放大图；

图7为本发明的一种建筑基坑施工的钻孔装置的传动结构的立体图；

图8为本发明的一种建筑基坑施工的钻孔装置的切刀件的立体图。

图中：1-钻进结构，11-钻杆，12-钻头，13-螺旋槽，14-流道，15-喷口，16-内滑槽，17-外滑槽，18-螺旋导板，19-连接螺杆，191-锥头，2-切刀件，21-滑套，22-切刀柱，23-切刀，3-传动结构，31-内杆，32-外杆，33-固定杆，34-滑杆，35-伸缩连杆，351-内连杆，352-外连杆，36-贯通孔，37-辅切刀片，38-导向板，39-滑动孔，4-调节件，41-第一压簧，42-第二压簧，43-弹簧，44-滑块件，441-第一滑块，442-伸缩杆，443-第二滑块。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种建筑基坑施工的钻孔装置的实施例，如图1至图8所示：

如图1和图2所示，一种建筑基坑施工的钻孔装置，包括钻进结构1、切刀件2、传动结构3和调节件4。如此设置，实现了该装置能够根据不同的土层钻进的工况，自适应的调节旋切刀的分布情况和施力杆的位置，大大提高了旋切、钻进的工作效率。钻进结构1，包括钻杆11和钻头12。钻杆11上下分布，钻头12设置在钻杆11下端，且外侧壁设有螺旋槽13。钻头12包括钻体和钻壳。钻杆11连接外界驱动设备，进而带动钻头12旋转。钻杆11和钻头12内设有上下分布且相通的流道14，用于连接外界水源，且钻头12外侧壁上还设有环形均布且与流道14相通的喷口15，用于在钻进完成后通过多个均匀分布的喷口15对钻进处喷洒冷却液或助钻液。

如图1和图2所示，在钻杆11上还设有螺旋导板18，钻杆11上端还设有连接螺杆19。用于通过连接螺杆19与外界的驱动设备相连进而带动该钻孔装置转动。在钻头12的中心底端还设有用于中心处土层钻进的锥头191，锥头191为粗糙面用于辅助钻进。通过设置钻头12，并在钻头12上设置螺旋槽13，辅以钻杆11和设置在钻杆11上的螺旋导料板，实现钻进加速，并能够将下方土层钻进的渣土向上引导，避免渣土影响下方钻头12钻进的顺利进行，提高了该装置钻进效率。

如图3所示，切刀件2，为分别设置在内连杆351和外连杆352上间隔分布的多组，且每组切刀件2包括滑套21、切刀柱22和切刀23；滑套21分别可滑动地套设安装于内连杆351和外连杆352。切刀柱22设置于滑套21下端；切刀23为环形均匀分布在切刀柱22上的多个。且切刀23的刀刃与切刀柱22的中心轴线方向一致。如此设置，保证钻头12在旋切、钻进的过程中，能够高效的钻进作业，即使是在一侧分布的切刀件2出现钻进困难受阻时，其他的切刀件2保证正常旋切作业，以钻头12内侧出现阻力为例，相应的内侧内连杆351上分布的切刀件2会相对滞后，外连杆352上年发布的切刀件2正常旋切、钻进，进而内杆31与外杆32会出现高度差，外杆32会下降的快，处于高度较低一侧，并使得外连杆352发生倾斜，设置多组切刀23使得在外连杆352倾斜时，也能够对单个切刀件2所覆盖面积进行高效的旋切作业。

如图3和图4所示，传动结构3，设置在钻头12底端，且传动结构3为以钻头12中心轴线为基准环形均匀分布的四组。每组传动结构3且包括内杆31、外杆32、固定杆33、滑杆34和伸缩连杆35。内杆31可上下滑动地设置于钻头12，且靠近钻头12圆心设置；外杆32可上下滑动地设置于钻头12，且远离钻头12圆心设置。钻头12还上设有适配内杆31滑动的内滑槽16、适配外杆32滑动的外滑槽17。初始状态下，内杆31和外杆32的底端平齐。如此设置，保证内杆31和外杆32能够正常滑动，并在受到阻力时，形成遇到阻力一侧的杆的高度位置相对未受到阻力一侧的杆的位置较高。

如图3所示，固定杆33沿钻头12径向设置，且内外两端均通过连杆与钻头12底端连接。连杆一端与钻头12固定、另一端与固定杆33固定连接。滑杆34可滑动地设置于固定杆33，且滑杆34垂直固定杆33分布；初始状态下，滑杆34处于弹簧43和固定杆33的中点。伸缩连杆35设置在固定杆33下方；伸缩连杆且包括内连杆351和外连杆352，且二者也为伸缩结构。内连杆351的一端与内杆31铰接、另一端与滑杆34铰接；外连杆352一端与滑杆34铰接、另一端与外杆32铰接；滑套21可滑动地设置于伸缩连杆35上。如此设置，使得内连杆351或外连杆352在钻进遇阻过程中可发生相应的倾斜，进而实现自适应的调整，保证该装置钻进的安全性和高效性。

如图6-图8所示，内连杆351和外连杆352均为方形结构，滑套21上开设有方形结构的贯通孔36；如此设置，防止切刀件2出现多余的运动，保证切刀件2只能沿着内连杆351或外连杆352发生内外移动。多个滑套21分别套设安装于内连杆351和外连杆352。在滑杆34的底端还设有多个间隔分布的辅切刀片37。用于对切刀件2无法覆盖的滑杆34底部区域进行旋切作业，提高钻进的效率。在滑杆34上方还设有导向板38，导向板38与固定杆33平行。滑杆34上端开设有适配导向板38的滑动孔39，滑杆34相对于导向板38可左右移动，进一步保证在滑杆34移动时的导向效果；具体是滑杆34的移动，沿着固定杆33和导向板38的双重导向，进一步保证了滑杆34移动的精准性，防止出现其他角度的偏差。

如图1、图3和图7所示，调节件4，配置成当切刀件2遇到硬质土层达到预设阻力时，其相应一侧分布的切刀件2的转速会降低，反向一侧的切刀件2的转速正常，使得反向一侧的连杆会相对下移，并带动滑杆34向遇到阻力一侧的切刀件2方向移动，使得遇到阻力一侧的连杆被压缩，并使分布在相应一侧连杆上的多个切刀件2变得密集，而滑杆34底部也设有辅切刀23片，滑杆34自身的钻进作用力是大于两侧的内杆31或外杆32的，进而不仅可实现对切刀23的安全保护，也提高了切刀23的对硬质土层的旋切和钻进效果。

如图3、图4和图7所示，在本实施例中，调节件4包括第一压簧41、第二压簧42、弹簧43和滑块件44；第一压簧41为两个，且分别设置在内杆31与钻头12之间、外杆32与钻头12之间，具体是其中一个第一压簧41套设安装在内杆31上部，且位于内滑槽16；另外一个第一压簧41套设安装在外杆32上部，且位于外滑槽17；使得内杆31和外杆32可相对钻头12上下移动；第二压簧42套设安装在固定杆33上，且设置滑杆34与第二压簧42的中点连接；弹簧43分别套设安装在内连杆351和外连杆352上，且初始状态下，保持多个切刀件2等间距的分布在连杆上，以使滑套21在内外移动时带动弹簧43进行拉伸或压缩；滑块件44为两个，且分别设置在固定杆33与外杆32之间、固定杆33与内杆31之间。特别的，切刀件2下方的切刀23的最大处尺寸可以设置为小于滑套21的厚度，由此使得即使弹簧43被压缩至极限位置、相邻两个切刀件2当中的滑套互相抵接时，相邻两个切刀件2下方的切刀23也不会发生运动干涉。

如图3所示，在本实施例中，滑块件44包括第一滑块441、伸缩杆442和第二滑块443；第一滑块441可滑动地套设与固定杆33，且一端与压簧相连；第二滑块443固定套设安装于外杆32，保证第二滑块443随着外杆32的移动而同步移动。伸缩杆442一端与第一滑块441相连、另一端与第二滑块443相连；初始状态下，内杆31和外杆32上的第二滑块443位置高度相同。

具体是当钻头12内侧或外侧的切刀23遇到硬质土层达到预设阻力时，对应分布的切刀23转速会降低，而反向一侧的切刀23是正常旋切钻进，因此反向一侧的连杆会相对下移，并在调节件4的作用下，带动滑杆34沿固定杆33向遇到阻力一侧的切刀23方向移动，使得遇到阻力一侧的连杆被压缩，并使分布在相应连杆上的多个切刀23变得密集，同时还辅助以滑杆34底部的辅切刀23片进行旋切配合，实现了在增加旋切刀23的密集程度和增加钻进压力的总作用下，将旋进困难受阻一侧的土层安全高效地解决，保证了钻进和旋切的安全性和精准度，避免了其影响该装置整体的钻进速度。

工作过程：

如图3所示，初始状态下，内杆31和外杆32分别在相应第一压簧41的作用下自然垂落，内杆31与外杆32的高度一致，由于有第一压簧41的作用力，此时内杆31与内连杆351的夹角、外杆32与外连杆352的夹角均小于90度，且在整个调节钻进的过程中，保证内杆31与内连杆351的夹角、外杆32与外连杆352之间的夹角不超过90度。此时，滑杆34处于弹簧43与固定杆33的中点。

在钻杆11上方驱动设备的带动下，钻杆11带动钻头12同步转动，进而整个钻头12开始对建筑基坑施工预定位置进行打孔钻进，进而在钻杆11上部顶压力的作用下，第一压簧41会被压缩，此时伸缩连杆35回到水平状态，且伸缩连杆35与固定杆33平行，外连杆352与外杆32之间的夹角为90度。所有的切刀件2在钻头12旋转力的作用下对土层进行旋切。

当滑杆34的内外某一侧受到不同的土层旋进阻力时，会出现不同的变化。以内连杆351一侧的切刀件2受到硬质土层旋进阻力为例：当内连杆351上分布的切刀件2遇到硬质土层旋进阻力时，此时内连杆351上分布的切刀件2所覆盖区域由于受阻会旋切、钻进的较慢，而外连杆352上分布的切刀件2所覆盖区域在正常的切刀23旋切作用下，其钻进是正常的，此时会形成滑杆34外侧相对内侧区域钻进的较快。进而会使得较快一侧的外杆32相对内杆31的位置较低，且也会相对滑杆34的位置较低。

初始状态下，外连杆352上的第一滑块441靠近外杆32，内连杆351上的第一滑块441靠近内杆31。在滑块件44的作用下，外杆32下移会带动第二滑块443下移，第二滑块443下移会通过伸缩杆442带动外连杆352上的第一滑块441内移动，进而外连杆352上的第一滑块441会向内侧移动，压缩第二压簧42使得滑杆34也向固定杆33的内侧移动，滑杆34内移会同步带动内连杆351被压缩，使得分布在内连杆351上的切刀件2变得密集，而外连杆352被拉长，使得分布在外连杆352上的切刀件2变得稀疏。

进一步的，滑杆34是刚性结构，其在钻进的时候下压力较大，大于内杆31和外杆32钻进的施加力；因此在内连杆351上分布切刀件2变得密集的变化、再加上滑杆34和辅切刀片37的施加力，大大增加了遇到硬质土层旋进受阻一侧的旋进效果，增加了旋进困难位置处的破碎能力。进而实现了在增加旋转切刀件2的密集程度和滑杆34增加钻进压力的双重作用下，将旋进困难受阻一侧的土层安全高效地解决，保证了钻进和旋切的安全性和精准度，避免了其影响该装置整体的钻进速度。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：包括钻进结构、切刀件、传动结构和调节件；

钻进结构，包括钻杆和钻头；钻杆上下分布；钻头设置在钻杆下端，且外侧壁设有螺旋槽；钻杆和钻头内设有上下分布且相通的流道，且钻头外侧壁上还设有环形均布且与流道相通的喷口；

切刀件，为间隔分布的多组，且每组切刀件包括滑套、切刀柱和切刀；切刀柱设置于滑套下端；切刀为环形均匀分布在切刀柱上的多个；

传动结构，设置在钻头底端且为环形均布的多组，且包括内杆、外杆、固定杆、滑杆和伸缩连杆；内杆可上下滑动地设置于钻头，且靠近钻头圆心设置；外杆可上下滑动地设置于钻头，且远离钻头圆心设置；固定杆沿钻头径向设置，且内外两端均通过连杆与钻头底端连接；滑杆可滑动地设置于固定杆；伸缩连杆设置在固定杆下方，且包括内连杆和外连杆，内连杆的一端与内杆铰接、另一端与滑杆铰接；外连杆一端与滑杆铰接、另一端与外杆铰接；滑套可滑动地设置于伸缩连杆；

调节件，配置成当切刀件遇到硬质土层达到预设阻力时，反向一侧的连杆相对下移，并带动滑杆向遇到阻力一侧的切刀件方向移动，使得遇到阻力一侧的连杆被压缩，并使分布在连杆上的多个切刀件变得密集。

2.根据权利要求1所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：所述调节件包括第一压簧、第二压簧、弹簧和滑块件；第一压簧为两个，且分别设置在内杆与钻头之间、外杆与钻头之间，使得内杆和外杆可相对钻头上下移动；第二压簧套设安装在固定杆上，且设置滑杆与第二压簧的中点连接；弹簧分别套设安装在内连杆和外连杆上，且初始状态下，保持多个切刀件等间距的分布在连杆上；滑块件为两个，且分别设置在固定杆与外杆之间、固定杆与内杆之间。

3.根据权利要求2所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：所述滑块件包括第一滑块、伸缩杆和第二滑块；第一滑块可滑动地套设与固定杆，且一端与压簧相连；第二滑块套设安装于外杆；所述伸缩杆一端与第一滑块相连、另一端与第二滑块相连；初始状态下，内杆和外杆上的第二滑块位置高度相同。

4.根据权利要求3所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：所述内连杆和外连杆均为方形结构，滑套上开设有方形结构的贯通孔；多个滑套分别套设安装于内连杆和外连杆。

5.根据权利要求4所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：在所述滑杆的底端还设有多个间隔分布的辅切刀片。

6.根据权利要求5所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：在所述滑杆上方还设有导向板，所述滑杆上端开设有适配导向板的滑动孔，所述滑杆相对于导向板可左右移动。

7.根据权利要求1所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：所述传动结构为以钻头中心轴线为基准环形均匀分布的四组。

8.根据权利要求1所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：所述钻头还上设有适配内杆滑动的内滑槽、适配外杆滑动的外滑槽；初始状态下，内杆和外杆的底端平齐，滑杆处于弹簧和固定杆的中点。

9.根据权利要求1所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：在所述钻杆上还设有螺旋导板，钻杆上端还设有连接螺杆。

10.根据权利要求1所述的一种建筑基坑施工的钻孔装置，其特征在于：在所述钻头的中心底端还设有用于中心处土层钻进的锥头。