CN209875100U - 用于打捞钻头的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于打捞钻头的装置，包括钻头打捞器和半柔性连接装置，钻头打捞器下部为锥形，钻头打捞器中部为圆柱体，且圆柱体的直径小于钻头中心孔的内径，钻头打捞器中部在靠近锥形下部的一端设置有凸出的倒齿结构，倒齿结构包括多个均向上倾斜的尖刺部，半柔性连接装置一端与钻头打捞器可拆卸连接，半柔性连接装置另一端用于与钻机的钻杆可拆卸连接，将钻头打捞器倾斜安装在钻杆下部。当脱落的钻头倾角较大时，根据脱落的钻头的倾斜角度，将钻头打捞器倾斜安装在钻机的钻杆下部，便于将钻头打捞器直接插入钻头的中心孔内，有利于将钻头及时、快速地打捞出来，解决现有钻头打捞的难题，克服了刚性连接打捞器对倾斜钻头的局限性。

Description

用于打捞钻头的装置

技术领域

本实用新型涉及钻孔桩施工技术领域，具体涉及一种用于打捞钻头的装置。

背景技术

钻孔灌注桩在钻孔过程中偶尔会发生钻头与钻杆脱离、钻杆杆体断裂等事故，导致钻头脱落至孔底。一旦出现钻头脱落的情况，必须及时将钻头打捞出来，否则孔壁长期敞开容易导致孔壁坍塌，一方面可能造成钻头无法取出而报废，另一方面还需采取其它复杂技术措施继续钻孔施工，严重时甚至会造成桩基报废而变更设计，不仅延误工期，也会导致巨大的经济损失。

由于脱落的钻头位于地下几十米深的泥浆中，看不见、摸不着，打捞难度非常大。目前，钻孔桩钻头脱落后的打捞措施主要有以下几种：

1)当钻头脱落深度较浅且孔壁发生坍塌时，若地面条件允许可采用明挖法将钻头取出。该方法需满足一定条件，适用范围较窄；

2)利用强磁打捞器将金属钻头吸出钻孔外取出，该方法效率较高，但受到强磁打捞器功率限制，若钻头较重或者孔壁发生坍塌埋住钻头时，则无法将钻头取出；

3)利用机械式打捞器，打捞器头与钻机钻杆通过法兰盘刚性连接，将机械式打捞器头插入钻头中心的孔内将钻头取出，若钻头中心孔未处于竖直方向或者由于各种原因导致钻头偏移且难以扶正时，则该打捞方法实施较困难，并且扶正过程中会扰动孔壁土体，容易造成孔壁坍塌。

有鉴于此，当钻杆断裂使钻头脱落至孔底时，由于钻孔空间狭小，利用现有的打捞技术来打捞钻头非常困难，常用的打捞方式均存在局限性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型解决的技术问题为：如何克服现有钻头打捞的难题，将钻头及时、快速地打捞出来，降低孔壁坍塌的风险。

为达到以上目的，本实用新型提供的一种用于打捞钻头的装置，包括钻头打捞器，还包括半柔性连接装置，钻头打捞器下部为锥形，钻头打捞器中部为圆柱体，且圆柱体的直径小于钻头中心孔的内径，钻头打捞器中部在靠近锥形下部的一端设置有凸出的倒齿结构，倒齿结构包括多个均向上倾斜的尖刺部，半柔性连接装置一端与钻头打捞器可拆卸连接，半柔性连接装置另一端用于与钻机的钻杆可拆卸连接，将钻头打捞器倾斜安装在钻杆下部。

在上述技术方案的基础上，所述半柔性连接装置包括柔性连接绳、调节杆和两个带吊耳的法兰盘，柔性连接绳一端穿过一个法兰盘的吊耳，柔性连接绳另一端穿过另一个法兰盘的吊耳；调节杆两端分别与一个法兰盘固定连接，用于调节两个法兰盘之间的夹角，两个法兰盘用于分别与钻头打捞器和钻机的钻杆可拆卸连接。

在上述技术方案的基础上，所述调节杆为钢筋或圆钢，钢筋或圆钢两端分别与一个法兰盘固定焊接。

在上述技术方案的基础上，所述柔性连接绳为高强度碳纤维、钢绞线或钢丝绳。

在上述技术方案的基础上，所述钻头打捞器上部设置有环形电磁铁，用于增加钻头打捞器与脱落的钻头之间的连接力。

在上述技术方案的基础上，所述钻头打捞器上部设置有环形支座，在环形支座的周向上安装有多个锁紧杆，每根锁紧杆一端均通过销轴与环形支座铰接，另一端均安装有电磁吸盘，各锁紧杆中部均设置有拉绳。

在上述技术方案的基础上，所述锁紧杆的长度等于环形支座与倒齿结构的距离。

在上述技术方案的基础上，所述倒齿结构的尖刺部呈圆球形。

在上述技术方案的基础上，所述倒齿结构呈螺旋排列，且倒齿结构的尖刺部在钻头打捞器表面呈现与中心孔内螺纹相配合的外螺纹。

在上述技术方案的基础上，所述倒齿结构的尖刺部与竖直向上的夹角为45-60°。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1)当脱落的钻头倾角较大时，根据脱落的钻头的倾斜角度和中心孔坐标，将钻头打捞器倾斜安装在钻机的钻杆下部，利用钻机将钻杆下探，将钻头打捞器直接插入钻头的中心孔内，利用钻头打捞器的倒齿结构与钻头中心孔的内螺纹卡接，从而将钻头及时、快速地打捞出来，解决现有钻头打捞的难题，克服了刚性连接打捞器对倾斜钻头的局限性，本方法不需要采用扶正装置，避免了扶正施工导致孔壁坍塌的风险；

2)采用法兰盘分别与钻头打捞器和钻机的钻杆可拆卸连接，便于装卸，根据钻头的倾斜角度，利用调节杆调节并固定两个法兰盘之间的夹角，使得钻头打捞器的倾斜角度与钻头的倾斜角度相同，便于将钻头打捞器直接插入钻头的中心孔内，通过钻机提升钻杆，利用柔性连接绳将钻头及时、快速地打捞出来，降低桩基孔孔壁坍塌的风险；

3)利用环形电磁铁产生磁吸力，在钻头提升过程中，磁吸力会增加钻头打捞器与脱落的钻头之间的连接力，有效防止钻头在提升过程中滑脱，进而提高打捞的成功率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为脱落的钻头的结构示意图。

图3为本实用新型打捞钻头的示意图。

图4为本实用新型打捞钻头的示意图。

图5为本实用新型的另一结构示意图。

图中：1-钻杆，2-柔性连接绳，3-吊耳，4-环形电磁铁，5-法兰盘，6-调节杆，7-倒齿结构，8-钻头打捞器，9-内螺纹，10-钻头，11-钻机，12-环形支座，13-拉绳，14-锁紧杆，15-电磁吸盘。

具体实施方式

本实用新型中术语“倾斜角度”是指与竖直方向的夹角，钻头打捞器为现有技术，以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

实施例1：如图1所示，一种用于打捞钻头的装置，包括钻头打捞器8和半柔性连接装置，钻头打捞器8下部为锥形，钻头打捞器8中部呈圆柱体形，且圆柱体的直径略小于钻头中心孔的内径，钻头打捞器8中部在靠近锥形下部的一端设置有多个凸出的倒齿结构7，各倒齿结构7的尖刺部均向上倾斜，如图2-3所示，当钻头打捞器8插入钻头的中心孔内时，倒齿结构7的尖刺部能与钻头中心孔的内螺纹9卡接(向上倾斜的尖刺部卡入中心孔的内螺纹9槽中)；如图4所示，半柔性连接装置一端与钻头打捞器8可拆卸连接，柔性连接装置另一端用于与钻机的钻杆1可拆卸连接，将钻头打捞器8倾斜安装在钻杆下部。

在本实用新型实施例中，当脱落的钻头10与竖直方向的夹角(倾斜角度)较大时，如图3所示，利用半柔性连接装置将钻头打捞器8倾斜安装在钻杆下部，并使钻头打捞器8的倾斜角度与钻头的倾斜角度相同。如图1所示，钻头打捞器8下部为锥形，便于将钻头打捞器8插入倾斜的钻头中心孔内。如图4所示，先利用钻机11将钻杆下探，带动钻头打捞器8直接插入钻头的中心孔内，利用钻头打捞器8的倒齿结构7与中心孔的内螺纹9卡接，再通过钻机11提升钻杆，利用半柔性连接装置将钻头及时、快速地打捞出来，从而克服现有的刚性连接打捞器对倾斜钻头打捞的局限性。此外，本实用新型不需要采用扶正装置，有效降低了扶正施工导致孔壁坍塌的风险。

实施例2：在实施例1的基础上，如图1所示，所述半柔性连接装置包括柔性连接绳2、调节杆6和两个带吊耳的法兰盘5，柔性连接绳2一端穿过一个法兰盘的吊耳3，柔性连接绳2另一端穿过另一个法兰盘的吊耳3；调节杆6两端分别与一个法兰盘5固定连接，用于调节两个法兰盘(面)之间的夹角，与钻头的倾斜角度相同；两个法兰盘5用于分别与钻头打捞器8和钻机的钻杆1可拆卸连接。

在本实用新型实施例中，采用法兰盘5分别与钻头打捞器8和钻机的钻杆1可拆卸连接，便于装卸，根据钻头的倾斜角度，利用调节杆6调节并固定两个法兰盘5之间的夹角，当两个法兰盘5分别与钻头打捞器8和钻机的钻杆1连接后，使得钻头打捞器8的倾斜角度与钻头的倾斜角度相同，便于在钻杆下探时将钻头打捞器8直接插入钻头的中心孔内，利用钻头打捞器8的倒齿结构7与中心孔的内螺纹9卡接，通过钻机11提升钻杆，调节杆6在钻头的重力作用下断裂或松脱，利用柔性连接绳2将钻头及时、快速地打捞出来，降低桩基孔孔壁坍塌的风险。

实施例3：在实施例2的基础上，所述调节杆6为钢筋或圆钢，钢筋或圆钢两端分别与一个法兰盘5固定焊接。根据钻头的倾斜角度，计算确定钢筋或圆钢与法兰盘5的夹角，利用钢筋或圆钢将两个法兰盘5固定连接，确保两个法兰盘5之间的夹角与钻头的倾斜角度相同，便于在钻杆下探时将钻头打捞器8直接插入钻头的中心孔内。选用钢筋或圆钢作为调节杆6，具有材料广泛易得，且便于焊接和制作，还能降低打捞成本。

实施例4：在实施例2的基础上，所述柔性连接绳2为高强度碳纤维、钢绞线或钢丝绳。利用高强度碳纤维、钢绞线和钢丝绳兼具优良的柔软性和抗拉强度，便于钻头打捞器8在重力作用下滑入钻头的中心孔内后，将钻头及时、快速地打捞出来。此外，碳纤维还具有超强的耐腐蚀性，能有效防止柔性连接绳2在野外恶劣施工中锈蚀，延长装置的使用寿命，降低打捞成本。

实施例5：在实施例1的基础上，如图1所示，所述钻头打捞器8上部设置有环形电磁铁4。当钻头打捞器8完全插入钻头的中心孔后，启动环形电磁铁4产生磁场，环形电磁铁4与脱落的钻头10之间产生磁吸力，在磁吸力和(倒齿结构与中心孔的内螺纹)卡接的共同作用下，增加了钻头打捞器8与脱落的钻头10之间的连接力，有效防止钻头在提升过程中滑脱，进而提高打捞的成功率。此外，当钻头被打捞出来后，通过关闭环形电磁铁4的开关，环形电磁铁4与钻头的磁吸力消失，便于将钻头从钻头打捞器8上取出来。

实施例6：在实施例1的基础上，如图5所示，所述钻头打捞器8上部设置有环形支座12，在环形支座12的周向上安装有多个锁紧杆14，每根锁紧杆14一端均通过销轴与环形支座12铰接，另一端均安装有电磁吸盘15，各锁紧杆14中部均设置有拉绳13，拉绳13用于控制锁紧杆14绕铰接点旋转。

在本实用新型实施例中，在钻头打捞器8安装在钻机的钻杆后，通过张拉拉绳13控制各锁紧杆14均向外适当张开；当钻头打捞器8完全插入钻头10的中心孔后，松开拉绳13使得各锁紧杆14能自由绕铰接点旋转，并启动电磁吸盘15产生磁场，电磁吸盘15会自动吸附在钻头10中心孔的外壁，增加钻头打捞器8与脱落钻头10的连接力，从而将钻头打捞器8与钻头10进行锁紧，有利于将钻头10及时、快速地打捞出来。

此外，当钻头10被打捞出来后，通过关闭电磁吸盘15，电磁吸盘15与钻头10的磁吸力消失，便于将钻头10从钻头打捞器8上取出来。

实施例7：在实施例6的基础上，所述锁紧杆14的长度等于环形支座12与倒齿结构7的距离。在提升脱落的钻头10时，电磁吸盘15和倒齿结构7能分别位于钻头10中心孔壁的两侧，相互配合共同将钻头打捞器8与钻头10进行锁紧。

实施例8：在实施例1的基础上，所述倒齿结构7的尖刺部呈圆球形，利用微小圆球形的弧度，不仅能减小钻头打捞器8进入钻头10中心孔的摩擦力，还能减少尖刺部在卡合过程中对内螺纹槽的损坏。

实施例9：在实施例1的基础上，所述倒齿结构7呈螺旋排列，且倒齿结构7的尖刺部在钻头打捞器8表面呈现与中心孔内螺纹相配合的外螺纹，可使得所有倒齿结构7的尖刺部均能卡入中心孔的内螺纹槽中，从而提高倒齿结构7与钻头10的卡合连接力。

实施例10：在实施例1-9任一实施例的基础上，如图1所示，所述倒齿结构7的尖刺部与竖直向上的夹角为45-60°。当尖刺部向上倾斜的角度(与竖直向上的夹角)越小，越有利于钻头打捞器8插入钻头的中心孔内；当尖刺部向上倾斜的角度越大，越有利于尖刺部卡入中心孔的内螺纹槽中，卡合连接力越大。当尖刺部向上倾斜的角度为45-60°时，能较好地兼顾钻头打捞器8滑入钻头中心孔的难易程度和卡合连接力的大小。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于打捞钻头的装置，包括钻头打捞器(8)，其特征在于：还包括半柔性连接装置，钻头打捞器(8)下部为锥形，钻头打捞器(8)中部为圆柱体，且圆柱体的直径小于钻头中心孔的内径，钻头打捞器(8)中部在靠近锥形下部的一端设置有凸出的倒齿结构(7)，倒齿结构(7)包括多个均向上倾斜的尖刺部，半柔性连接装置一端与钻头打捞器(8)可拆卸连接，半柔性连接装置另一端用于与钻机的钻杆(1)可拆卸连接，将钻头打捞器(8)倾斜安装在钻杆下部。

2.如权利要求1所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述半柔性连接装置包括柔性连接绳(2)、调节杆(6)和两个带吊耳的法兰盘(5)，柔性连接绳(2)一端穿过一个法兰盘的吊耳(3)，柔性连接绳(2)另一端穿过另一个法兰盘的吊耳(3)；调节杆(6)两端分别与一个法兰盘(5)固定连接，用于调节两个法兰盘(5)之间的夹角，两个法兰盘(5)用于分别与钻头打捞器(8)和钻机的钻杆(1)可拆卸连接。

3.如权利要求2所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述调节杆(6)为钢筋或圆钢，钢筋或圆钢两端分别与一个法兰盘(5)固定焊接。

4.如权利要求2所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述柔性连接绳(2)为高强度碳纤维、钢绞线或钢丝绳。

5.如权利要求1所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述钻头打捞器(8)上部设置有环形电磁铁(4)，用于增加钻头打捞器(8)与脱落的钻头(10)之间的连接力。

6.如权利要求1所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述钻头打捞器(8)上部设置有环形支座(12)，在环形支座(12)的周向上安装有多个锁紧杆(14)，每根锁紧杆(14)一端均通过销轴与环形支座(12)铰接，另一端均安装有电磁吸盘(15)，各锁紧杆(14)中部均设置有拉绳(13)。

7.如权利要求6所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述锁紧杆(14)的长度等于环形支座(12)与倒齿结构(7)的距离。

8.如权利要求1所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述倒齿结构(7)的尖刺部呈圆球形。

9.如权利要求1所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述倒齿结构(7)呈螺旋排列，且倒齿结构(7)的尖刺部在钻头打捞器(8)表面呈现与中心孔内螺纹相配合的外螺纹。

10.如权利要求1-9任一项所述的用于打捞钻头的装置，其特征在于：所述倒齿结构(7)的尖刺部与竖直向上的夹角为45-60°。