CN210264582U - 钻杆组件和具有该钻杆组件的钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钻杆组件，包括：钻杆部件；其中，还包括，切削部件，可径向展开地活动连接于所述钻杆部件上，适于与钻杆部件配合实现钻孔，其中，钻杆部件的钻径在切削部件展开状态下大于未展开状态下的钻径。通过以上设计可以实现在回收状态下时，所述钻杆部件的钻径小于或等于用于保护孔壁的护筒部件的内径，使得所述钻杆部件可以活动嵌于所述护筒内，以实现在钻杆组件钻孔时护筒可以跟随钻杆组件上下运动时护壁功能，且通过操作将切削部件置于展开状态下时使钻杆的钻径大于所述护筒的内径，以使得所述钻杆组件钻出的孔的孔径至少大于所述护筒的内径，这样可以让土体对护筒下降时的摩阻力减少了。本实用新型又提供了一种钻机。

Description

钻杆组件和具有该钻杆组件的钻机

技术领域

本实用新型涉及一种用于施工工地的钻孔装置和设备，特别涉及一种钻杆组件和具有该钻杆组件的钻机。

背景技术

现有的长螺旋压灌桩施工，均为先钻孔至设计要求的桩端持力层，然后停钻灌注混凝土，待混凝土灌至地坪面后再移开钻机，插入钢筋笼。可现场施工时，往往由于桩顶标高距离地坪面存在一定距离 (即须形成空孔)，而常规的施工方法是只能将混凝土压灌至地坪面，才可以将钢筋笼顺利、干净的插入桩体，否则会对不准位置，或钻杆叶片泥土掉入空孔，或钢筋笼插入时将孔壁泥土带入和插入混凝土体桩体，造成桩身夹泥等质量事故。这样每根桩就必须因浇灌至地面而浪费大量的混凝土，同时还必须在承台施工时将其凿除。

为此，现有技术公开了一种钻机，根据每个桩的空孔深度，顶先埋置钢管护筒，以达到空孔段的护壁作用。中国专利文献 CN208088287U公开了一种半护筒压灌桩施式设备，包括原状取土钻机、原状取土压灌桩架、履带吊机、挖机、混凝土泵以及护筒，所述原状取土钻机内置螺旋叶片，所述护筒顶端配合设置有液压震动锤，所述履带吊机用于吊装钢筋笼，所述挖机用于协助转运原状取土钻机取出的土体，所述护筒的长度为压灌桩桩身高度的一半。该设备实现了将作为钻孔部件的螺旋叶片和内置于护筒内，并集成在一台设备上，进而实现边钻孔边埋设护筒，不但可以减少设备的使用，即无需单独的护筒下降设备，施工效率大大提高。然而，由于螺旋叶片和内置于护筒内部，因此，该设备中的螺旋叶片钻孔形成孔径的小于等于所述护筒的内孔径，从而孔壁的土体会对护筒下降产生较大的摩阻力，因此，该设备的护筒上部还设置了液压震动锤，用于对护筒进行高频冲击，促使护筒下降。

中国专利文献CN107938660A公开了一种大直径钻孔灌注桩护筒施工方法，公开了如何钻孔和埋设护筒的方法，具体钻头直径大于护筒装置外径，从而可以很大程序减少孔壁的土体对护筒的摩阻力，有利于护筒的下降；然而，从附图中可以看出，利用钻头钻孔和下降护筒为通过两台不同的设备，导致设备使用数量较多，施工成本较高，而且，采用两台不同的设备，在执行不同的施工步骤时，需要对设备进行移位和更换，导致施工效率较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于如何提出一种如何在钻杆钻孔时的实现护筒跟随的护壁效果的，且在减少土体对护筒下降时的摩阻力的同时，可以对钻杆在有移除护筒的情况下进行抽离的，施工效率高、结构简单的钻杆组件具有该钻杆组件的钻机。

本实用新型提供了一种钻杆组件，包括：钻杆部件；其中，还包括，切削部件，可径向展开地活动连接于所述钻杆部件上，适于与所述钻杆部件配合实现钻孔，其中，所述钻杆部件的钻径在所述切削部件展开状态下大于未展开状态下的钻径。

上述的钻杆组件，其中，所述钻杆部件具有动力端，以及与所述动力端相对的钻进端；所述切削部件径向展开的方向为由所述钻进端向所述动力端展开的方向。

上述的钻杆组件，其中，所述钻杆部件包括：钻杆主体，螺旋形叶片，设于所述钻杆主体上，以及钻头，设于所述钻杆主体上，且位于所述钻进端；其中，所述切削部件设于所述钻杆主体、所述螺旋形叶片、所述钻头中的一个或多个上。

上述的钻杆组件，其中，所述钻杆具有在展开方向上对所述切削部件的运动进行限制的运动限制结构。

上述的钻杆组件，其中，所述切削部件与所述钻杆部件至少通过弹簧部件连接；在所述切削部件处于所述护筒内时，所述弹簧部件受所述护筒的内壁限制处于压缩状态，从而使所述切削部件处于回收状态；在所述切削部件处于所述护筒外时，所述弹簧部件适于将所述切削部件径向撑开。

上述的钻杆组件，其中，所述切削部件铰接于所述螺旋形叶片的外缘上。

本实用新型又提供了一种钻机，包括：机架；其中，还包括：护筒组件，安装在所述机架上，包括用于保护孔壁的护筒；上述的钻杆组件，安装于所述机架上，至少部分地活动嵌于所述护筒内；驱动机构，安装于所述机架上，分别与所述护筒组件和所述钻杆组件连接，用于分别实现所述护筒组件和所述钻杆组件上下相互嵌套运动。

上述的钻机，其中，所述驱动机构包括：卷扬装置，安装于所述机架上；滑轮组件，安装于所述机架上，分别与所述卷扬装置、所述护筒组件和所述钻杆组件连接；其中，所述滑轮组件包括若干个滑轮，以及安装在所述滑轮上，且一端与所述卷扬装置连接，另一端与所述护筒组件和所述钻杆组件连接的滑轮绳。

上述的钻机，其中，所述滑轮包括：定滑轮，所述定滑轮进一步包括第一定滑轮和第二定滑轮；其中，所述卷扬装置适于通过安装在所述第一定滑轮上的所述滑轮绳向所述护筒组件和所述钻杆组件施加向上的拉力；所述卷扬装置适于通过安装在所述第二定滑轮上的所述滑轮绳向所述护筒组件和/或所述钻杆组件施加向下的拉力。

上述的钻机，其中，所述护筒组件还包括安装在所述护筒上的套筒动力部件，所述护筒动力装置适于为所述护筒提供旋转的动力。

上述的钻机，其中，所述机架包括：底盘结构，所述卷扬装置安装在所述底盘结构上；塔柱结构，所述塔柱结构的下端安装在所述底盘结构上，设有导轨；塔台结构，安装在所述塔柱结构的上端；其中，所述滑轮组件安装在所述塔台结构上；所述护筒组件和所述钻杆组件分别安装在所述导轨，所述导轨为所述护筒组件和所述钻杆组件的上下运动提供导向。

上述的钻机，其中，所述护筒动力装置与所述护筒为销轴连接；安装在所述滑轮上的所述滑轮绳通过所述护筒动力装置连接和所述护筒组件连接。

上述的钻机，其中，安装在所述滑轮上的所述滑轮绳通过所述钻杆动力部件和所述钻杆组件连接。

本实用新型的技术方案相对于现有技术具有如下技术效果：

1、本实用新型实施例的钻杆组件，包括：钻杆部件；其中，还包括，切削部件，可径向展开地活动连接于所述钻杆部件上，适于与所述钻杆部件配合实现钻孔，其中，所述钻杆部件的钻径在所述切削部件展开状态下大于未展开状态下的钻径。通过以上设计可以实现在回收状态下时，所述钻杆部件的钻径小于或等于用于保护孔壁的护筒部件的内径，使得所述钻杆部件可以活动嵌于所述护筒内，以实现在钻杆组件钻孔时护筒可以跟随所述钻杆组件上下运动时护壁功能，且通过操作将所述切削部件置于展开状态下时使所述钻杆的钻径大于所述护筒的内径，以使得所述钻杆组件钻出的孔的孔径至少大于所述护筒的内径，这样可以让土体对护筒下降时的摩阻力减少了。

由于钻杆组件具有可径向展开的切削部件，不但可以实现护筒的嵌套跟随运动，实现护壁效果，而且在可以实现在不移除护筒的情况下对钻杆组件通过护筒的内腔进行抽离，从而可以使得较高的施工效率；另外，通过仅增设可径向展开的切削部件的方式来实现，钻杆组件的结构也比较简单。

2、所述切削部件径向展开的方向为由所述钻进端向所述动力端展开的方向，这种设计可以充分利用所述钻杆组件的自身的重力和土体的配合，使得所述切削部件在钻进的过程中始终保持展开状态。

3、所述钻杆部件包括：钻杆主体，螺旋形叶片，设于所述钻杆主体上，以及钻头，设于所述钻杆主体上，且位于所述钻进端；其中，所述切削部件设于所述钻杆主体、所述螺旋形叶片、所述钻头中的一个或多个上。将所述切削部件设于可钻动的部件上，有利于切削部件对土体的切削。

4、所述钻杆具有在展开方向上对所述切削部件的运动进行限制的运动限制结构；该设计可以使该运动限制结构和钻杆部件自身的重力配合，将已展开的切削部件保持在完全展开的状态下；尤其在所述切削部件与所述钻杆部件来铰接的情况下。

5、所述切削部件与所述钻杆部件至少通过弹簧部件连接；这样一来，可以帮助实现，所述切削部件处于所述护筒内时，所述弹簧部件受所述护筒的内壁限制处于压缩状态，从而使所述切削部件处于回收状态；在所述切削部件处于所述护筒外时，所述弹簧部件适于将所述切削部件径向撑开。无需人工操作所述切削部件，使其径向展开或回收，仅仅需要将所述钻杆主体伸出所述护筒，即可利用弹簧部件的弹性恢复，将所述切削部件撑开。由于所述切削部件的展开方向是由所述钻进端向所述动力端展开，且在完全径向展开的状态下，所述切削部件长度方向与所述钻杆主体的轴向垂直，所以当将所述切削部件向所述护筒由回收时，所述切削部件会受所述护筒的内壁的限制处于回收状态，从而实现所述钻杆组件的回收操作。

6、所述切削部件铰接于所述螺旋形叶片的外缘上，可以使所述切削部件有效地避开所述螺旋形叶片的送土通道，不影响螺旋形叶片在所述钻杆组件钻进的过程中将土从孔中送出。

7、本实用新型实施例的钻机，包括：机架；其中，还包括：护筒组件，安装在所述机架上，包括用于保护孔壁的护筒；上述的钻杆组件，安装于所述机架上，至少部分地活动嵌于所述护筒内；钻杆动力部件，与钻杆部件连接，为所述钻杆部件的旋转提供动力；驱动机构，安装于所述机架上，分别与所述护筒组件和所述钻杆组件连接，用于分别实现所述护筒组件和所述钻杆组件上下相互嵌套运动。以上设计，可以实现将钻孔功能和护壁功能集成于一台钻机上，并且可以通过操作将所述切削部件置于回收状态，使得所述钻杆组件能够在所述护筒内部活动，且通过操作将所述切削部件置于展开状态，使得所述钻杆组件钻出的孔的孔径至少大于所述护筒的内径，从而实现在钻杆钻孔时的实现护筒跟随的护壁效果，且土体对护筒下降时的摩阻力减少了，可以在不移除护筒的情况下对钻杆组件进行抽离的，从而可以实现较高的施工效率高；另外，通过仅增设可径向展开的切削部件的方式来实现，钻杆组件的结构也比较简单。

8、所述滑轮包括：定滑轮，所述定滑轮进一步包括第一定滑轮和第二定滑轮；其中，所述卷扬装置适于通过安装在所述第一定滑轮上的所述滑轮绳向所述护筒组件和所述钻杆组件施加向上的拉力；所述卷扬装置适于通过安装在所述第二定滑轮上的所述滑轮绳向所述护筒组件施加向下的拉力，这样一来，可以充分利用安装在所述第二定滑轮上的所述滑轮绳的向下的拉力加快钻进的速度；而安装在二定滑轮上的所述所述滑轮绳向所述护筒组件施加向下的拉力时，可以加速护筒的下降速度。

9、所述护筒组件还包括安装在所述护筒上的护筒动力装置，所述护筒动力装置适于为所述护筒提供旋转的动力；以上设计可以实现护筒的旋转与所述护筒的重力相配合，有利于所述护筒的下降；或者进一步所述卷扬装置通过所述滑轮绳施加的向下的拉力相配合，加速护筒的下降。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型其中一种实施方式的钻杆组件其切削部件在回收状态下的示意图；

图2为图1的实施方式的钻杆组件其切削部件在径向展开状态下的示意图；

图3为本实用新型另一种实施方式的钻杆组件的示意图；

图4为本实用新型钻机的其中一种实施方式的示意图；

图5为本实用新型钻杆组件与用于保护孔壁的护筒相互嵌套的示意图；

图6为本实用新型钻机的另一种实施方式的示意图。

附图标记：

1-钻杆部件，2-切削部件，3-动力端，4-钻进端，5-法兰结构， 6-钻杆主体，7-螺旋形叶片，8-钻头，9-弹簧部件，10-混凝土灌注设备，11-机架，12-护筒组件，13-护筒，14-钻杆组件，15-驱动机构，16-卷扬装置，17-滑轮组件，18-滑轮，19-滑轮绳，20-定滑轮， 21-第一定滑轮，22-第二定滑轮，23-护筒动力装置，24-底盘结构， 25-塔柱结构，26-导轨，27-塔台结构；28-钻杆动力部件；29-动滑轮；30-孔壁，31-灌注管。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种钻杆组件，包括：钻杆部件1；其中，还包括，切削部件2，可径向展开地活动连接于所述钻杆部件1上，适于与所述钻杆部件配合实现钻孔，其中，所述钻杆部件的钻径在所述切削部件展开状态下大于未展开状态下的钻径。优选地，所述钻杆部件具有动力端3，以及与所述动力端3相对的钻进端4；如图2所示，所述切削部件2径向展开的方向为由所述钻进端4向所述动力端3展开的方向。可选地，所述切削部件2铰接于所述钻杆部件1上。所述钻杆组件的所述动力端3上还可以设有用于与外部装置连接的连接结构，如法兰结构5。作为进一步的改进方法，如图1所示，所述钻杆部件 1还可以包括：钻杆主体6，螺旋形叶片7，设于所述钻杆主体6上，以及钻头8，设于所述钻杆主体6上，且位于所述钻进端4；其中，所述切削部件2可以设于所述钻杆主体1、所述螺旋形叶片7、所述钻头8中的一个或多个上。附图1只给出将所述切削部件2铰接在螺旋形叶片7上的实施方式，其它的实施方式则不在附图1中展示，本领域技术人员可以根据上述的文字描述，结合本领域的公知常识进行实施。

作为进一步改进的实施方式，在本实施例的钻杆组件中，所述钻杆部件1具有在展开方向上对所述切削部件的运动进行限制的运动限制结构。具体地，该运动限制结构可以是任何成形在所述钻杆主体，或螺旋形叶片上的结构，甚至是螺旋形叶片本身(此处未示出)。

作为另一种实施方式，如图3所示，钻杆组件的所述切削部件与所述钻杆部件可以至少通过弹簧部件9连接，如，所述切削部件2与所述钻杆部件1铰接的同时又通过弹簧部件9连接在一起，所述弹簧部件9弹性形变的方向与所述切削部件2的回收运动方向相匹配，作为另一种实施方式，所述切削部件与所述钻杆部件通过弹簧部件连接在一起，所述弹簧部件对所述切削部件的展开提供限制性弹力(此处未示出)；这样一来在所述切削部件2处于用于保护孔壁的护筒内时，可以帮助实现所述弹簧部件9在受所述护筒的内壁限制时处于压缩状态，从而使所述切削部件2处于回收状态；在所述切削部件2处于所述护筒外时，所述弹簧部件9适于将所述切削部件2径向撑开。

作为另一种实施方式，本实施例的钻杆组件中，所述切削部件2 可以直接铰接于所述螺旋形叶片7的外缘上；这种铰接可以无需与弹簧部件9连接，可以仅仅利用上述的运动限制结构与钻杆自身的重力配合，将所述切削部件2保持在完全展开的状态。

实施例2

如图4所示，本实施例提供了一种钻机，包括：机架11；其中，还包括：护筒组件12，安装在所述机架11上，包括用于保护孔壁的护筒13；以及上述实施例1中介绍的钻杆组件14，所述钻杆组件14 安装于所述机架11上，至少部分地活动嵌于所述护筒13内；钻杆动力部件28，与钻杆部件连接，为所述钻杆部件的旋转提供动力，优选地，所述钻杆动力部件可以与所述钻杆部件的动力端连接，更优选地，可以与所述动力端可拆卸连接；所述钻机还包括驱动机构15，安装于所述机架11上，分别与所述护筒组件12和所述钻杆组件14 连接，用于分别实现所述护筒组件12和所述钻杆组件14上下相互嵌套运动。为了实现活动嵌套，护筒13的结构需与钻杆组件14的结构配合，即，如图5所示，当钻杆组件14的切削部件2处于回收状态时，所述钻杆组件14的钻径小于或等于所述护筒13的内径，当所述切削部件处于展开状态时，所述钻杆组件14的钻径大于所述护筒13 的内径，优选于大于所述护筒13的外径，以使得钻出的孔的直径大于所述护筒的外径，进而使得护筒13向下伸入孔中做护壁运动时，孔壁30不会对护筒13的阻力减到最少，甚至阻力为零。

如图4所示，所述驱动机构15优选为还可以包括：卷扬装置16，可以为多个，本实施例示意两个，安装于所述机架11上；滑轮组件17，安装于所述机架11上，分别与所述卷扬装置16、所述护筒组件 12和所述钻杆组件14连接；其中，所述滑轮组件17包括若干个滑轮18，以及安装在所述滑轮18上，且一端与所述卷扬装置16连接，另一端与所述护筒组件12和所述钻杆组件14连接的滑轮绳19。

所述滑轮18优选为可以包括：定滑轮20，所述定滑轮20进一步包括第一定滑轮21和第二定滑轮22；其中，所述卷扬装置16适于通过安装在所述第一定滑轮21上的所述滑轮绳19向所述护筒组件 12和所述钻杆组件14施加向上的拉力；所述卷扬装置16适于通过安装在所述第二定滑轮22上的所述滑轮绳19向所述护筒组件12和/ 或所述钻杆组件14施加向下的拉力。具体地说，所述第二定滑轮上 22的所述滑轮绳19向所述护筒组件12和/或所述钻杆组件14施加向下的拉力，取决于所述第二定滑轮22的安装方式，如，所述第二定滑轮22具有接受拉下的受力侧和将拉力施于其它物体上的施力侧，那么，所述第二定滑轮22需要安装在一个合适的位置，使得位于该施力侧的滑轮绳19部分对与其连接的部件可以施加向下的拉力，此时施力侧的滑轮绳19从所述第二定滑轮22伸出，并向上延伸与该部件连接。

所述护筒组件12优选为还包括安装在所述护筒13上的护筒动力装置23，所述护筒动力装置23适于为所述护筒13提供旋转的动力。其中，该旋转可以为朝向一个方向的转动，即顺时针或逆时针，也可以为周期性的顺时针和逆时针交替转动，即我们通常称的扭动或摇扭。

所述机架优选为包括：底盘结构24，所述卷扬装置16安装在所述底盘结构24上；塔柱结构25，所述塔柱结构25的下端安装在所述底盘结构24上，且设有导轨26；塔台结构27，安装在所述塔柱结构25的上端；其中，所述滑轮组件17安装在所述塔台结构27上；所述护筒组件12和所述钻杆组件14分别安装在所述导轨26，所述导轨26为所述护筒组件12和所述钻杆组件14的上下运动提供导向。

作为进一步改进的实施方式，在本实施例的钻机中，所述护筒动力装置23与所述护筒13为可拆卸连接，具体可以为销轴连接。另外，安装在所述滑轮18上的所述滑轮绳与所述护筒动力装置与所述护筒组件连接。

作为进一步改进的实施方式，在本实施例的钻机中，安装在所述滑轮上的所述滑轮绳通过所述钻杆动力部件和所述钻杆组件连接。

为了可以实现在钻孔和护壁的过程中，实现将桩体原材料，即混凝土注入到桩孔中，所述钻杆部件为具有贯通的空腔，以允许如混凝土体的桩体原材料通过。

如图6所示，作为进一步改进的实施方式，本实施例的钻机还可以包括安装在所述机架上的混凝土灌注设备10，所述混凝土灌注设备10通过灌注管31与所述钻杆组件的所述钻杆的所述空腔连通，用于在钻孔和护壁工作完成后将混凝土通过所述钻杆的所述空腔直接在桩孔中进行灌注。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种钻杆组件，包括：

钻杆部件；

其特征在于，还包括

切削部件，可径向展开地活动连接于所述钻杆部件上，适于与所述钻杆部件配合实现钻孔，其中，所述钻杆部件的钻径在所述切削部件展开状态下大于未展开状态下的钻径。

2.根据权利要求1所述的钻杆组件，其特征在于：

所述钻杆部件具有动力端，以及与所述动力端相对的钻进端；

所述切削部件径向展开的方向为由所述钻进端向所述动力端展开的方向。

3.根据权利要求2所述的钻杆组件，其特征在于，所述钻杆部件包括：

钻杆主体，

螺旋形叶片，设于所述钻杆主体上，以及

钻头，设于所述钻杆主体上，且位于所述钻进端；

其中，所述切削部件设于所述钻杆主体、所述螺旋形叶片、所述钻头中的一个或多个上。

4.根据权利要求3所述的钻杆组件，其特征在于：

所述钻杆部件具有在展开方向上对所述切削部件的运动进行限制的运动限制结构。

5.根据权利要求4所述的钻杆组件，其特征在于：

所述切削部件与所述钻杆部件至少通过弹簧部件连接。

6.根据权利要求5所述的钻杆组件，其特征在于：

所述切削部件铰接于所述螺旋形叶片的外缘上。

7.一种钻机，包括：

机架；

其特征在于，还包括：

护筒组件，安装在所述机架上，包括用于保护孔壁的护筒；

权利要求1-6任一所述的钻杆组件，安装于所述机架上，至少部分地活动嵌于所述护筒内；

钻杆动力部件，与钻杆部件连接，为所述钻杆部件的旋转提供动力；

驱动机构，安装于所述机架上，分别与所述护筒组件和所述钻杆组件连接，用于分别实现所述护筒组件和所述钻杆组件上下相互嵌套运动。

8.根据权利要求7所述的钻机，其特征在于，所述驱动机构包括：

卷扬装置，安装于所述机架上；

滑轮组件，安装于所述机架上，分别与所述卷扬装置、所述护筒组件和所述钻杆组件连接；

其中，所述滑轮组件包括若干个滑轮，以及安装在所述滑轮上，且一端与所述卷扬装置连接，另一端与所述护筒组件和所述钻杆组件连接的滑轮绳。

9.根据权利要求8所述的钻机，其特征在于，所述滑轮包括：

定滑轮，所述定滑轮进一步包括第一定滑轮和第二定滑轮；

其中，

所述卷扬装置适于通过安装在所述第一定滑轮上的所述滑轮绳向所述护筒组件和所述钻杆组件施加向上的拉力；

所述卷扬装置适于通过安装在所述第二定滑轮上的所述滑轮绳向所述护筒组件和/或所述钻杆组件施加向下的拉力。

10.根据权利要求9所述的钻机，其特征在于，所述护筒组件还包括安装在所述护筒上的护筒动力装置，所述护筒动力装置适于为所述护筒提供旋转的动力。

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