CN1373282A - 直孔并扩孔组合型钻挖工具 - Google Patents

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CN1373282A
CN1373282A CN 02101857 CN02101857A CN1373282A CN 1373282 A CN1373282 A CN 1373282A CN 02101857 CN02101857 CN 02101857 CN 02101857 A CN02101857 A CN 02101857A CN 1373282 A CN1373282 A CN 1373282A
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CN 02101857
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Inventor
郑楚成
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Hanji Rock Drilling Machinery Co ltd
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Hanji Rock Drilling Machinery Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种直孔并扩孔组合型钻挖工具,当钻具在未达到指定的深度时,可以控制其扩孔直径的大小或全部收缩,只用表面的刀具作直向钻挖以达到要求的深度,然后进行扩孔步骤,在整个一次连续的扩孔及钻孔过程中无需更换任何工具,从而节省了施工时间和人力、物力,提高了工作效率。

Description

直孔并扩孔组合型钻挖工具
技术领域
本发明涉及一种直孔并扩孔组合型钻挖工具,特别涉及一种在建筑工地上打桩使用的,用于挖掘各种砂土,岩层等地质地层的大型连续直孔并扩孔掘的钻挖工具。
背景技术
现行使用的此类钻挖工具都是在挖掘套管内先进行直孔钻挖到预定深度,而后从挖掘套管中分段取出整串钻挖配套工具组件(包括:延伸用钻杆,钻杆定位稳定器,过度连接件,套管定位稳定器以及重力稳定器等)和钻挖钻头。把直孔钻挖钻头卸下,换上扩孔挖掘钻头,然后再将先前从挖掘套管中取出的整串钻挖配套工具组合和扩孔挖掘钻头依序分段组合,分段放入到挖掘套管内,待到达原先钻挖的直孔的预定深度。接着在直孔该处即其孔底部分,打开扩孔挖掘钻头的钻臂,进行侧向扩孔钻挖作业。操作到达到工程要求的孔形和尺寸。完成扩孔后,将扩孔钻臂收回到原位即最小的径向尺寸位置,接着再次按照上述步骤和过程,取出整串钻挖配套工具组件和扩孔挖掘钻头。这样,才完成一个符合工程要求规格的成品孔。
如上所述,要钻挖一个合格的成品孔,从直孔钻挖钻头到侧向扩孔挖掘钻头的拆、装更换到钻挖配套工具的分段拆装组合,需要反复进行许多繁重组合及装配工作,耗费了许多施工时间,人力和物力,降低了施工的效率,从而提高了施工的成本。尤其是在施工紧迫的情况,上述作业更显得繁重,而且该项施工过程,频繁运用起重设备起落吊运几十吨重的钻挖工具进行上述作业不够安全,不符合文明施工的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种直孔并扩孔组合型钻挖工具,该钻挖工具将上述直孔钻挖和扩孔钻挖两种步骤,繁复的施工过程的两种钻挖钻头合二而一,而成为一个“直孔并扩孔组合型钻挖工具”。在完成预定深度的直孔钻挖的第一步骤之后,紧接着在孔底进行第二步的侧向扩孔钻挖作业,一次连续的钻挖作业就可达到工程施工所要求的合格成品孔的功能。
为达到上述目的,完成两个步骤的钻挖作业,本发明结构主要包括:一钻挖钻头,用于进行直孔钻挖;一扩孔挖掘钻头,用于在直孔钻挖后进行扩孔钻挖;一中心驱动装置,用于进行中心定位,并用来提供扩孔挖掘钻头作业时的动力;一动力驱动圆筒,用于将钻挖的钻屑排放到孔外;一组合型钻头本体,用于传递挖掘驱动动力,为上述钻挖钻头、扩孔挖掘钻头、中心驱动装置与组合型钻头本体的安装中心部件,并以中心轴线“O”旋转。
所述钻挖钻头置于组合型组合型钻头本体的前端部的基板上。
所述前端部的基板上开设了钻屑抽吸引导管和水流道流裙板。
所述钻挖钻头和扩孔挖掘钻头由刀粒钻头组合排列而成。
所述扩孔挖掘钻头为摇摆钻臂式扩孔挖掘钻头,共四条,分别对称安装于组合型钻头本体的四侧。
所述摇摆钻臂式扩孔挖掘钻头上端用连接销与所述组合型钻头本体连接,下端连接一支连接杆,所述支连接杆与组合型钻头本体连接。
所述四条摇摆钻臂式扩孔挖掘钻头可通过油压机构开启或闭合。
所述组合型钻头本体连接一连接法兰,在组合型钻头本体上有上定位圈与下定位圈,所述组合型钻头本体与所述连接法兰沿同一中心轴旋转。
所述中心驱动装置由对称布置的组合往复油泵、方柱形连接滑块和连接销座组成,所述组合往复油泵下方通过连接销与所述方柱形连接滑块连接,所述连接销座用定位销固定连接到所述方柱形连接滑块上。
所述中心驱动装置沿着同一轴线“O”套装入组合型钻头本体的中央部位的方形套管内。
所述动力驱动圆筒设置一抽吸排放管,并由压缩空气气提气盒和带上下连接法兰的动力驱动圆筒组成,所述压缩空气气提气盒与所述动力驱动圆筒同轴。
所述抽吸排放管与上所述的钻屑抽吸引导管相连。
本发明在实施过程中消除了现行施工中先后分别采用两种不同功能的钻挖工具,先后分别进行两种钻挖操作,中间作业过程繁复地完成一个合格成品孔的钻挖方法,从而免除了该项施工的耗时,费人力和物力等弊端提高工程施工效率。低施工的成本,改善安全操作环境,取得明显效益。
为进一步说明本发明为达到预定目的所采取的技术、手段及功效,下面结合附图进一步说明本发明较佳、可行的实施例,本发明的目的与优点,可由此得以深入和具体的了解。
附图说明
图1(a)为本发明挖掘工具的全闭合状态总装配图。
图1(b)为本发明挖掘工具的全闭合状态总装配图的俯视图。
图2(a)为本发明挖掘工具的全开启状态总装配图。
图2(b)为本发明直孔挖掘钻头采用刀粒钻头排列在前端部的平面位置
      图。
图3(a)为本发明钻挖钻头的切割剖面图。
图3(b)为本发明钻挖钻头的前端部的仰视图。
图4(a)为四条摇摆钻臂式钻臂的组合全切割剖面图。
图4(b)为摇摆钻臂式刀粒钻头203、207的扩孔切割剖面图。
图4(c)为摇摆钻臂式刀粒钻头201、205、209的扩孔切割剖面图。
图4(d)为摇摆钻臂式刀粒钻头202、206的扩孔切割剖面图。
图4(e)为摇摆钻臂式刀粒钻头201、204、208的扩孔切割剖面图。
图5(a)、(c)为摇摆钻臂式钻臂的全闭合状态示意图。
图5(b)、(d)为摇摆钻臂式钻臂的全开启状态示意图。
图6(a)为组合型钻头本体俯视图。
图6(b)为组合型钻头本体立体剖面视图。
图6(c)为组合型钻头本体仰视图。
图6(d)为四条摇摆钻臂式钻臂的安装位置俯视图。
图7(a)为本发明挖掘工具在全闭合状态的中心驱动装置组合图。
图7(b)为本发明挖掘工具在全开启状态的中心驱动装置组合图。
图8为本发明挖掘工具的法兰连接式圆筒形动力驱动圆筒组合图。
具体实施方式
图1和图2表示“直孔并扩孔组合型钻挖工具“的总装配后的全闭合与全开启状态。
前者承担直孔钻挖作业,即挖掘的第一步骤作业由钻机动力旋转头(未在图中表示此部份)获得钻挖方向的钻挖进给压力和钻挖扭矩。以中心轴线“O”向着钻挖方向旋转并连续掘进,承担工程施工直孔的全程钻挖工程量。直孔钻挖的钻挖钻头如图3所示。其结构特征是在挖掘套管内,绕中心轴线“O”旋转,并以此中心轴线“O”为基准。采用当今功能优越的硬质合金材料刀粒制成的刀粒钻头。按照实际使用效果显著的切割剖面形式和刀粒钻头挖掘时作用力的力学平衡原则,排列在其第三部份组合型组合挖掘钻头本体最前端有四个供四条摇摆钻臂式扩孔挖掘钻头钻臂安装的缺口的坚实基板31上。如图3所示,其中的13个带相应鞍座的刀粒钻头101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113的面位置布置见图3的仰视图,其切割剖面形式详见立体图的立体叠加图形及其6个圈列的刀粒钻头的分布。以中心轴线“O”由外而内分为六圈列,分别为:刀粒钻头101、104,刀粒钻头105、106,刀粒钻头107、108,刀粒钻头109、110,刀粒钻头111、112,刀粒钻头113。另外,刀粒钻头平面布置的外围,设有洗钻屑的水流道流裙板38。在前端基板31上开设了钻屑抽吸引导管39将切割下来的钻屑由引导管39设置在中心轴线“O”处的抽吸排放管51如图8所示,排放在孔外的集水,净化池内。水流经净化后再循环冲洗使用。
后者承担扩孔挖掘作业,即挖掘的第二步骤作业。由钻机的动力旋转头(未在图中表示此部份)获得旋转挖掘扭矩和从第四部份中心驱动装置获得组合往复油泵和驱动机构,沿着同一中心轴线的“O”的对称传递的摆动挖掘推力,进行连续地扩孔挖掘到工程施工要求的成品孔规格,扩孔挖掘钻头如图5所示,其结构特征是:在其四条钻臂亦同是采用上述同样标准规格的硬质合金材料成的刀粒钻头,按照独立开发的并经过反复实践和总结而得的,地层地质挖掘适应能力强而且操作稳定的扩孔切割剖面形式,以挖掘时作用力的力学对称平衡原则,来排列钻头挖掘的切割剖面,并分别在四条对称刚劲的钻臂215,216,217和218上布置刀粒钻头。如图4所示的刀粒钻头(201;202;203;204;205;206;207;208;209)布置详图。该四条摇摆式钻臂上端用连接销214与组合型钻头本体上四侧对称的连接销座34连接。如图5所示,下端通过支连接杆212,其摇摆钻臂215,216,217和218侧分别用连接销213连接。另一侧就分别用连接销211与第四部份中心驱动装置上的连接销座47相连接。这样,四条刚劲的摇摆钻臂式扩孔挖掘钻臂215,216,217和218就完整对称地组装到本体和中心驱动装置上。从而完成了一步成孔的组合型钻挖工具的挖掘功能部份。
如图6所示为组合型钻头的本体。如上所述,该部份是整个直孔并扩孔组合型钻挖工具的各组成部份安装的中心部件。即第一,二部份组成的挖掘功能部份。又是第四,五部份中心驱动装置和法兰式连接驱动筒体组合,并绕着中心轴线“O”旋转的挖掘驱动动力传递的装置及定位安装的核心部件。其上方的连接法兰36用螺栓组件35(包括螺栓,螺母和防松弹簧垫圈)与驱动筒体进行牢固的固定与止口定位连接,以确保中心轴线“O”的整体一致,并保证驱动动力传递和直孔与扩孔钻挖的同心钻挖。另外,在本体上的上定位圈33与下定位圈32是从外侧挖制整个钻挖钻头的同心钻挖这两个定位圈32,33与其上方的钻挖配套工具中的套管定位稳固器以及重力稳定器相配套,一起来限制钻挖过程中的径向摆动。
如图7所示的中心驱动装置,由对称布置的组合往复油泵42,和方柱形连接滑块44与连接销座47组成的驱动机构组合而成。组合往复油泵42上方通过动力驱动圆筒中的支耳53用连接销41连接。组合往复油泵42下方亦通过连接销41与方柱形连接滑块44上对称配置的支耳43相连接。而四个对排列的连接销座47则是分别用定位销46定位并通过螺丝组件45,48定位,固定连接到方柱形连接滑块44上。供摇摆式钻臂215、216、217、218的支连接杆212用连接销211连接。
上述装配的整个中心驱动装置,沿着中心轴线“O”套装到第三部份组合型钻头本体中央的方形套管37内。进行中心定位并传递由钻机动力旋转头提供钻挖扭矩动力和由自身组合往复油泵42通过方柱形连接滑块44与连接销座47提供的油压驱动的扩孔钻挖摆动推力作为第一步直孔挖掘完毕后进行第二步的扩孔挖掘连续作业。
如图8所示,位于组合型钻挖钻头最上方的动力驱动圆筒,其上方通过连接法兰57与整串钻挖配套工具组合相接。同时,接通吹扫用压缩空气和组合往复油泵42用油压压力油管线。压缩空气气提气盒内设有空气喷嘴56,强劲压缩空气向冲洗水流喷射而形成强大的抽提水流,将钻挖的钻屑从抽吸引道管39经设置在中心轴线“O”的抽吸排放管51,排放到孔外的集水,净化,如图8所示。而压力油管线经由相应的保护套管接入到圆筒54内的组合往复油泵42。而圆筒内的支耳53用中心驱动装置的连接销41和组合往复油泵42连接的圆筒54设有四个带有封盖55的检查安装孔。而整个动力驱动圆筒在上述相配件安装完毕后,将其下方延伸的抽吸排放管51,沿着中心轴线“O”套入中心驱动装置经连接滑块内的圆形内孔直到下端与组合型钻头本体的圆套圈,以双“O”形环配合成连贯而密封的钻屑抽吸排放导管。通过其下方法兰52止口定位,用螺栓组件35(包括:螺栓,螺母和防松弹簧垫圈),为组合型钻头本体上方的连接法兰36紧固连接成为一套完整的“直孔并扩孔组合型钻挖工具”。
综上所述的结构,本发明在实施过程中消除了现行施工中先后分别采用两种不同功能的钻挖工具,先后分别进行两种钻挖操作,中间作业过程繁复地完成一个合格成品孔的钻挖方法,从而免除了该项施工的耗时,费人力和物力等弊端提高工程施工效率。以达到降低施工的成本,改善安全操作环境,达到取得明显效益的目的。
以上所述为本发明的较佳实施例的详细说明与图式,并非用来限制本发明,本发明的所有范围应以下述专利范围为准,凡类似的实施例与相似的结构,皆应包含于本发明中。

Claims (12)

1.一种直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于:包括:
一钻挖钻头,用于进行直孔钻挖;
一扩孔挖掘钻头,用于在直孔钻挖后进行扩孔钻挖;
一中心驱动装置,用于进行中心定位,并用来提供扩孔挖掘钻头作业时的动力;
一动力驱动圆筒,用于传递动力并将钻挖的钻屑排放到孔外;
一组合型钻头本体,用于传递挖掘驱动动力,为所述钻挖钻头、扩孔挖掘钻头、中心驱动装置与组合型钻头本体的安装中心部件,并以中心轴线“O”旋转。
2.如权利要求1所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述钻挖钻头置于所述组合型钻头本体的前端部的基板上。
3.如权利要求2所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述前端部的基板上开设了钻屑抽吸引导管和水流道流裙板。
4.如权利要求1所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述钻挖钻头和扩孔挖掘钻头分别由刀粒钻头组合排列而成。
5.如权利要求1所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述扩孔挖掘钻头为摇摆钻臂式扩孔挖掘钻头,共四条,分别对称安装于组合型钻头本体的四侧。
6.如权利要求5所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述摇摆钻臂式扩孔挖掘钻头上端用连接销与所述组合型钻头本体连接,下端连接一支连接杆,所述支连接杆与组合型钻头本体连接。
7.如权利要求5所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述四条摇摆钻臂式扩孔挖掘钻头可通过油压机构开启或闭合。
8.如权利要求1所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述组合型钻头本体上端通过一连接法兰与所述动力驱动圆筒相连,所述动力驱动圆筒其上方通过一连接法兰与整串钻挖配套工具组合相接,在组合型钻头本体上有上定位圈与下定位圈,所述组合型钻头本体与所述连接法兰沿同一中心轴旋转。
9.如权利要求1所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述中心驱动装置由对称布置的组合往复油泵、方柱形连接滑块和连接销座组成,所述组合往复油泵下方通过连接销与所述方柱形连接滑块连接,所述连接销座用定位销固定连接到所述方柱形连接滑块上。
10.如权利要求1所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述中心驱动装置沿着同一轴线“O”套装入组合型钻头本体的中央部位的方形套管内。
11.如权利要求1所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述动力驱动圆筒带上下连接法兰,内设置压缩空气气提气盒和一抽气排放管,所述压缩空气气提气盒与所述动力驱动圆筒同轴。
12.如权利要求11或3所述的直孔并扩孔组合型钻挖工具,其特征在于,所述抽吸排放管与所述的钻屑抽吸引导管相连。
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