CN210977310U - 一种浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其钻筒内设置有纵向轴杆状的锚固轴芯，其轴芯齿架连接在锚固轴芯的下端面上，内斜齿架和外斜齿架交错间隔、且周向均匀分布地连接在钻筒的下端面上，中切削齿具安装在轴芯齿架的下端，内切削齿具安装在内斜齿架的下端，外切削齿具安装在外斜齿架的下端；钻筒的内壁和锚固轴芯的外壁之间连接有连接杆，钻筒的顶面与定位环座固定连接，其在钻杆加压过程中，以较大的剪切力切削破坏岩层，使得钻筒能提前锚固至岩层、并保证避免钻进初期时出现的钻筒倾斜、偏移等不利现象；其能保证钻进过程中钻筒不发生偏移，提高桩孔定位精度、成孔的垂直度及钻筒的稳定性。

Description

一种浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置

技术领域

本实用新型属于旋挖钻机施工技术领域，尤其涉及一种浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置。

背景技术

目前，旋挖钻机在基岩地层钻进时，多利用如截齿、斗齿等带入岩钻具的筒钻先开钻，其筒钻为筒式无底结构，通过筒钻边缘及入岩钻具切削岩体并切出环槽，然后将岩芯掰断碎裂，经破碎、松散的岩层再利用捞渣钻具捞出，完成旋挖钻进、成孔；但是如果遇到岩层硬度不均或有局部坚硬岩层情况时，由于岩层硬度较大，筒钻无法切入岩层内部进行取芯，则坚硬岩层部位处通常只能在表面做研磨状态钻进，而筒钻的其它部位却已切入岩层内，则会由于筒钻受力不均、发生偏移，导致钻杆倾斜、偏位，难以满足钻孔的定位精度要求。

此外，旋挖钻机在水上进行桩孔的定位钻进时，一般依靠如浮船、浮台等浮式平台作为施工作业平台，由于旋挖钻机作业时是通过液压给钻杆施加使其发生平面转动的扭矩，该扭矩作用于与钻筒接触的岩层面上，则根据力的相互作用的物理原理，具有一定弹簧刚度的基岩对钻筒及钻杆始终会存在反向的平面转动扭矩，导致钻杆发生扰动直接干扰浮式平台的定位和锚固，从而影响桩孔施工效率和控制精度。

实用新型内容

本实用新型提供一种浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，解决现有技术的旋挖钻机在基岩地层钻进时，其筒钻在遇到岩层硬度不均或有局部坚硬岩层情况时，受力不均、发生偏移，导致钻杆倾斜、偏位，难以满足钻孔的定位精度要求，以及旋挖钻机依靠浮式平台在水上进行桩孔的定位钻进时，其钻筒及钻杆存在反向的平面转动扭矩，导致钻杆发生扰动直接干扰浮式平台的定位和锚固，从而影响桩孔施工效率和控制精度的问题。

本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，包括底部开口的纵向筒状的钻筒1，钻筒1内设置有纵向轴杆状的锚固轴芯2，锚固轴芯2的纵向轴线与钻筒1的纵向轴线重合，钻筒1和锚固轴芯2的底部安装有钻具组件；

所述钻具组件包括轴芯齿架3、内斜齿架6、外斜齿架7和切削齿具；轴芯齿架3连接在锚固轴芯2的圆形下端面上，内斜齿架6和外斜齿架7交错间隔、且周向均匀分布地连接在钻筒1的环形下端面上，内斜齿架6朝向钻筒1内侧倾斜，外斜齿架7朝向钻筒1外侧倾斜；

所述切削齿具包括中切削齿具4、内切削齿具601和外切削齿具701，中切削齿具4安装在轴芯齿架3的下端，内切削齿具601安装在内斜齿架6的下端，外切削齿具701安装在外斜齿架7的下端；

钻筒1的内壁和锚固轴芯2的外壁之间连接有连接杆5，钻筒1的顶面与定位环座8固定连接。

本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，可以在钻筒1的筒底端面的内切削齿具601及外切削齿具701还未接触岩层时，通过锚固轴芯2下端的中切削齿具4先切削岩层、并入岩锚固至一定深度；锚固轴芯2与钻杆、及钻筒1的轴心线同轴，在钻杆加压过程中，以较大的剪切力切削破坏岩层，使得钻筒1能够提前锚固至岩层、并保证避免钻进初期时出现的钻筒1倾斜、偏移等不利现象；本实用新型中的定位环座8与钻筒1固定连接为整体，该整体的外周尺寸与桩孔钢护筒的直径相匹配适应，能够保证钻进过程中钻筒1不发生偏移，提高了桩孔定位精度、成孔的垂直度及钻筒1的稳定性；即能够提高钻进过程中的稳定性和准确性，从而保证桩孔成孔的高效、精确，且能提高作业过程中浮台及旋挖钻机的安全保障性。

本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，钻筒1可以为圆筒，锚固轴芯2可以为圆柱状，定位环座8可以为圆环状。

本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置的上述方案中，还可以优选的，定位环座8包括环形的内环板801、环形的外环板802和连系板803，内环板801和外环板802之间通过连系板803连接。

还可以优选的，定位环座8还包括销板804和销轴805，销板804包括连接在内环板801顶面上的板体、及连接在钻筒1顶面上的板体，内环板801顶面上的所述板体与钻筒1顶面上的所述板体通过销轴805连接。

还可以优选的，内环板801的内径与钻筒1的外径匹配相等，外环板802的外径与钻孔处的桩孔钢护筒的内径匹配相等。

还可以优选的，锚固轴芯2下端与定位环座8下端面之间的距离比钻筒1下端与定位环座8下端面之间的距离大50～100cm。

还可以优选的，钻筒1的高度为2.0m，锚固轴芯2的长度为2.8m，锚固轴芯2下端与定位环座8下端面之间的距离比钻筒1下端与定位环座8下端面之间的距离大80cm。

还可以优选的，内切削齿具601向前且向内倾斜，外切削齿具701向前且向外倾斜。

还可以优选的，内切削齿具601和外切削齿具701的刃前角角度均为30～50°。

还可以优选的，内切削齿具601和外切削齿具701的刃前角角度均为45°。

本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，能够解决现有技术的旋挖钻机在基岩地层钻进时，其筒钻在遇到岩层硬度不均或有局部坚硬岩层情况时，受力不均、发生偏移，导致钻杆倾斜、偏位，难以满足钻孔的定位精度要求，以及旋挖钻机依靠浮式平台在水上进行桩孔的定位钻进时，其钻筒及钻杆存在反向的平面转动扭矩，导致钻杆发生扰动直接干扰浮式平台的定位和锚固，从而影响桩孔施工效率和控制精度的问题；其具体地具有如下有益效果：(1)其解决了旋挖钻机在浮式平台钻孔作业时钻杆、钻筒等易发生倾斜、偏移等不利现象的难题，提高了桩孔定位精度和施工效率；(2)其锚固轴芯可以在钻筒筒底端面的齿具还未接触岩层时，通过锚固轴芯端部设置的切削齿具先切削岩层并入岩锚固至一定深度；锚固轴芯与钻杆、钻筒轴心线同轴，在钻杆加压过程中，以较大的剪切力切削破坏岩层，使得钻筒能够提前锚固至岩层并保证避免钻进初期时出现的钻筒倾斜、偏移等不利现象；(3)其钻具组件根据岩层坚硬程度合理选用其结构型式，其针对硬岩、较硬岩地层，使得齿具接触面积小，穿透能力强，进尺速度快；钻筒圆周的齿具采用内、外交错布置，设置合理的刃前角，提高对软硬不均的岩层的切削力均匀度，提高了钻进效率和齿具的使用周期；(4)其定位环座与钻筒销接连接为整体，该整体外周与桩孔钢护筒的直径相适应，保证钻进过程中钻筒不发生偏移，提高了桩孔定位精度、成孔的垂直度及钻筒的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置的结构示意图。

图2为本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置的主视图。

图3为本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置未安装定位环座时的仰视图。

图4为本实用新型的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置的定位环座的俯视图。

1为钻筒，2为锚固轴芯，3为轴芯齿架，4为中切削齿具，5为连接杆，6为内斜齿架，601为内切削齿具，7为外斜齿架，701为外切削齿具，8为定位环座，801为内环板，802为外环板，803为连系板，804为销板，805为销轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。

实施例1

一种浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，参见图1和图2，包括底部开口的纵向筒状的钻筒1，钻筒1内设置有纵向轴杆状的锚固轴芯2，锚固轴芯2的纵向轴线与钻筒1的纵向轴线重合，钻筒1和锚固轴芯2的底部安装有钻具组件；

所述钻具组件包括轴芯齿架3、内斜齿架6、外斜齿架7和切削齿具；轴芯齿架3连接在锚固轴芯2的圆形下端面上，内斜齿架6和外斜齿架7交错间隔、且周向均匀分布地连接在钻筒1的环形下端面上，内斜齿架6朝向钻筒1内侧倾斜，外斜齿架7朝向钻筒1外侧倾斜；

参见图3，所述切削齿具包括中切削齿具4、内切削齿具601和外切削齿具701，中切削齿具4安装在轴芯齿架3的下端，内切削齿具601安装在内斜齿架6的下端，外切削齿具701安装在外斜齿架7的下端；

参见图4，钻筒1的内壁和锚固轴芯2的外壁之间连接有连接杆5，钻筒1的顶面与定位环座8固定连接。

本实施例的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，内斜齿架6朝向钻筒1内侧倾斜，外斜齿架7朝向钻筒1外侧倾斜，钻筒1内侧指靠近钻筒1的中心轴线的一侧，钻筒1外侧指远离钻筒1的中心轴线的一侧，即内斜齿架6的上端与钻筒1的环形下端面连接，且内斜齿架6的下端相对于其上端朝向靠近钻筒1的中心轴线的内侧倾斜，外斜齿架7的上端与钻筒1的环形下端面连接，且外斜齿架7的下端相对于其上端朝向远离钻筒1的中心轴线的外侧倾斜。其中各部件可以为金属件，相关连接结构可以为焊接连接或螺钉连接，以能够满足连接牢固性和稳定性要求的为准，优选为焊接连接。连接杆5可以为圆杆，其中心轴线可以与连接处的钻筒1的内壁和锚固轴芯2的外壁的切面垂直。钻筒1和锚固轴芯2的中心轴线优选为与定位环座8的中心轴线重合。该钻筒定位装置能够在钻筒1的筒底端面的内切削齿具601及外切削齿具701还未接触岩层时，通过锚固轴芯2下端的中切削齿具4先切削岩层、并入岩锚固至一定深度；锚固轴芯2与钻杆、及钻筒1的轴心线同轴，在钻杆加压过程中，以较大的剪切力切削破坏岩层，使得钻筒1能够提前锚固至岩层、并保证避免钻进初期时出现的钻筒1倾斜、偏移等不利现象；本实用新型中的定位环座8与钻筒1固定连接为整体，该整体的外周尺寸与桩孔钢护筒的直径相匹配适应，能够保证钻进过程中钻筒1不发生偏移，提高了桩孔定位精度、成孔的垂直度及钻筒1的稳定性。

实施例2

本实施例的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，在实施例1的基础上，钻筒1可以为圆筒，锚固轴芯2可以为圆柱状，定位环座8可以为圆环状。

还可以进一步的，定位环座8包括环形的内环板801、环形的外环板802和连系板803，内环板801和外环板802之间通过连系板803连接。

还可以进一步的，定位环座8还包括销板804和销轴805，销板804包括连接在内环板801顶面上的板体、及连接在钻筒1顶面上的板体，内环板801顶面上的所述板体与钻筒1顶面上的所述板体通过销轴805连接。即定位环座8通过销轴805套设连接在钻筒1外。

还可以进一步的，内环板801的内径与钻筒1的外径匹配相等，外环板802的外径与钻孔处的桩孔钢护筒的内径匹配相等。

还可以进一步的，锚固轴芯2下端与定位环座8下端面之间的距离比钻筒1下端与定位环座8下端面之间的距离大50～100cm。这样，使得在开始钻进时，锚固轴芯2下端部的中切削齿具4先切削岩层并入岩锚固至一定深度，钻筒1主体在旋挖钻机的扭矩作用下，以所锚固轴芯2的中心作为转动轴心、以锚固轴芯2的直径作为力偶臂进行转动。根据：扭矩＝力偶×力偶臂，当旋挖钻机扭矩一定时，力偶臂越小，力偶的作用力数值越大，则切削岩层的能力也越强。因此，锚固轴芯2能够提前锚固至岩层，并通过连接杆5将钻筒1主体整体锚固稳定，避免钻进初期时出现的钻筒1倾斜、偏移等不利现象。

还可以进一步的，钻筒1的高度为2.0m，锚固轴芯2的长度为2.8m，锚固轴芯2下端与定位环座8下端面之间的距离比钻筒1下端与定位环座8下端面之间的距离大80cm。

还可以进一步的，内切削齿具601向前且向内倾斜，外切削齿具701向前且向外倾斜。

还可以进一步的，内切削齿具601和外切削齿具701的刃前角角度均为30～50°。

还可以进一步的，内切削齿具601和外切削齿具701的刃前角角度均为45°。

还可以进一步的，连接杆5的数量为两个以上，且连接杆5均匀分布。

本实施例的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，锚固轴芯2可以为实心或空心钢制杆件，内斜齿架6和外斜齿架7沿钻筒1主体的底部圆周等距均匀布置安装，且内斜齿架6和外斜齿架7采用交错布置。内斜齿架6和外斜齿架7上分别安装有内切削齿具601和外切削齿具701。内切削齿具601呈向前、向内角度，刃前角角度为30°～50°；外切削齿具701呈向前、向外角度，刃前角角度为30°～50°；中切削齿具4、内切削齿具601和外切削齿具701为倒锥状的截齿，也可以为斗齿、牙轮等型式的齿具，可以根据不同的地质情况和岩层的坚硬程度选用，以提高对软硬不均的岩层的切削力均匀度，提高钻进效率和齿具的使用周期。其定位环座8的内环板801和外环板802通过连系板803构成稳固的整体结构。其中，内环板801的外径与钻筒1的主体的外径相匹配，保证钻筒1的主体能从内环板801内穿入；外环板802的外径与桩孔的钢护筒的内径相匹配，以保证桩孔定位及钻筒1定位的精度。销板804分别焊接固定于内环板801的顶面和钻筒1的主体的顶面，销轴805将销板804连接，使得定位环座8与钻筒1的主体连系为整体，在钻进时使得钻孔中心与桩孔的钢护筒中心保持一致，从而保证钻进过程中钻筒不发生偏移。进一步地，定位环座8还可对钻筒1在钻进中起到配重作用，提高钻筒1钻进过程的稳定性，从而保障桩孔成孔的垂直度。使用时，本实施例的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置与旋挖钻机的钻杆连接，其钻筒1可以采用厚钢板卷制构成。钻筒1通过连接杆5与锚固轴芯2整体锚固稳定，避免钻进初期时出现的钻筒1倾斜、偏移等不利现象。其锚固轴芯2可以在钻筒1的筒底端面的内切削齿具601及外切削齿具701还未接触岩层时，通过锚固轴芯2端部设置的中切削齿具4先切削岩层并入岩锚固至一定深度；锚固轴芯2与钻杆、钻筒1的轴心线同轴，在钻杆加压过程中，以较大的剪切力切削破坏岩层，使得钻筒1能够提前锚固至岩层并保证避免钻进初期时出现的钻筒1倾斜、偏移等不利现象；其定位环座8与钻筒1销接连接为整体，定位环座8的外径与桩孔钢护筒的直径相适应，保证钻进过程中钻筒1不发生偏移，提高了桩孔定位精度、成孔的垂直度和钻筒1的稳定性。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，包括底部开口的纵向筒状的钻筒(1)，其特征在于，钻筒(1)内设置有纵向轴杆状的锚固轴芯(2)，锚固轴芯(2)的纵向轴线与钻筒(1)的纵向轴线重合，钻筒(1)和锚固轴芯(2)的底部安装有钻具组件；

所述钻具组件包括轴芯齿架(3)、内斜齿架(6)、外斜齿架(7)和切削齿具；轴芯齿架(3)连接在锚固轴芯(2)的圆形下端面上，内斜齿架(6)和外斜齿架(7)交错间隔、且周向均匀分布地连接在钻筒(1)的环形下端面上，内斜齿架(6)朝向钻筒(1)内侧倾斜，外斜齿架(7)朝向钻筒(1)外侧倾斜；

所述切削齿具包括中切削齿具(4)、内切削齿具(601)和外切削齿具(701)，中切削齿具(4)安装在轴芯齿架(3)的下端，内切削齿具(601)安装在内斜齿架(6)的下端，外切削齿具(701)安装在外斜齿架(7)的下端；

钻筒(1)的内壁和锚固轴芯(2)的外壁之间连接有连接杆(5)，钻筒(1)的顶面与定位环座(8)固定连接。

2.如权利要求1所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，钻筒(1)为圆筒，锚固轴芯(2)为圆柱状，定位环座(8)为圆环状。

3.如权利要求2所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，定位环座(8)包括环形的内环板(801)、环形的外环板(802)和连系板(803)，内环板(801)和外环板(802)之间通过连系板(803)连接。

4.如权利要求3所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，定位环座(8)还包括销板(804)和销轴(805)，销板(804)包括连接在内环板(801)顶面上的板体、及连接在钻筒(1)顶面上的板体，内环板(801)顶面上的所述板体与钻筒(1)顶面上的所述板体通过销轴(805)连接。

5.如权利要求4所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，内环板(801)的内径与钻筒(1)的外径匹配相等，外环板(802)的外径与钻孔处的桩孔钢护筒的内径匹配相等。

6.如权利要求5所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，锚固轴芯(2)下端与定位环座(8)下端面之间的距离比钻筒(1)下端与定位环座(8)下端面之间的距离大50～100cm。

7.如权利要求6所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，钻筒(1)的高度为2.0m，锚固轴芯(2)的长度为2.8m，锚固轴芯(2)下端与定位环座(8)下端面之间的距离比钻筒(1)下端与定位环座(8)下端面之间的距离大80cm。

8.如权利要求6所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，内切削齿具(601)向前且向内倾斜，外切削齿具(701)向前且向外倾斜。

9.如权利要求8所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，内切削齿具(601)和外切削齿具(701)的刃前角角度均为30～50°。

10.如权利要求9所述的浮台作业用旋挖钻机的钻筒定位装置，其特征在于，内切削齿具(601)和外切削齿具(701)的刃前角角度均为45°。

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