CN216341883U - 一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机。钻机为使用伸缩钻杆的钻机、集束潜孔锤和空压机组成。潜水驱动系统驱动集束潜孔锤，排渣为泥浆气举反循环方式，泥浆护壁防止覆盖层塌孔，不用护筒跟进。本实用新型克服了现有技术潜孔锤钻机空气循环排渣容易塌孔，必须护筒跟进，地质要求苛刻的缺点；具有钻机型号小，设备造价低，泥浆护壁不需要护筒跟进，伸缩钻杆配合潜孔锤钻孔，硬岩钻进速度超快，综合成本超低，能施工超深覆盖层的超大直径入岩桩孔优点。

Description

一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机

技术领域

本实用新型涉及潜集束孔锤钻机技术领域，更具体地说它是一种泥浆反循环潜孔锤钻机。

背景技术

现有伸缩钻杆潜孔锤钻机排渣为空气循环，空气循环排钻渣冲刷孔壁造成塌孔，没有泥浆护壁功能，必须护筒跟进，护筒跟进速度很慢成本很高，降低了综合施工速度，大大增加了施工成本，存在无法施工深覆盖层入岩钻孔桩的缺点，无法大面积普遍推广。

因此，现亟需开发一种设备制造费用小，钻孔直径大，不用护筒跟进，施工速度快成本低，能施工大直径超深覆盖层入岩钻孔桩的泥浆循环潜孔锤钻机。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机，为一种地基岩土钻井机械，本实用新型设备能施工大直径超深覆盖层入岩钻孔；克服了现有伸缩钻杆潜孔锤钻机技术设备全护筒跟进成本高，不能施工超深覆盖层入岩钻孔桩的缺点。

为了实现上述本实用新型的目的，本实用新型的技术方案为：一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：包括集束潜孔锤、桩架、动力头或固定夹、钻杆、排浆管、进气和排气管、钢丝绳、潜水驱动系统、旋转龙头、钻机、进气排气连接管、排浆连接管、动力管线；

所述钻杆为多层伸缩钻杆，所述动力头或固定夹固定所述钻杆不旋转，提供反扭矩；所述潜水驱动系统驱动所述集束潜孔锤旋转；

所述进气和排气管进入钻孔内，连接所述旋转龙头的进气排气管接头，所述进气和排气连接管连接所述旋转龙头和所述集束潜孔锤；

所述排浆管进入钻孔内，连接所述旋转龙头的排浆管接头；所述排浆连接管连接所述旋转龙头和所述集束潜孔锤；

所述潜水驱动系统安装在所述集束潜孔锤上方；所述旋转龙头安装在所述潜水驱动系统和所述钻杆之间；

所述动力管线进入钻孔内，穿过所述旋转龙头连接在所述潜水驱动系统上；

上述方案中，所述钻机为各种使用伸缩钻杆的钻机或者为履带吊机简单改制的钻机，履带吊机改制钻机结构包括履带吊机、所述桩架、所述动力头；

上述方案中，所述集束潜孔锤上的每个单体潜孔锤有封闭的外套，收集潜孔锤全部排气排入所述集束潜孔锤内部排气通道，潜孔锤底部无排气孔；

在上述方案中，用本实用新型的潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机在有覆盖层地质钻孔过程中，采用泥浆护壁方法保护孔壁，不需要护筒跟进；

优先的，所述潜水驱动系统为低速大扭矩永磁电机和小减速比的减速机组成；

本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型集束潜孔锤泥浆循环排渣，泥浆护壁保证覆盖层不塌孔，不需要护筒跟进，能施工大直径超深覆盖层入岩井孔，避免了巨额的钢护筒跟进成本，伸缩钻杆配合潜孔锤钻孔硬岩作业，施工速度超快，综合施工成本超低，设备适应所有入岩钻孔工程；

(2)本实用新型钻压小，钻压由钻具提供，钻杆可以不加压，钻杆长度不受限制，钻进深度很深，可以用于超深桩孔钻井施工；

(3)本实用新型因为潜孔锤钻孔钻压和扭矩较小，配套使用的钻机型号较小，大大降低了大直径超深井孔施工设备造价；

(4)本实用新型用履带吊机改制为潜孔锤钻机造价更低。

综合以上内容，本实用新型提供的潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机设备造价低，覆盖层钻孔不需要护筒跟进，伸缩钻杆配合潜孔锤入岩钻孔速度超快，能施工超深覆盖层超大直径入岩钻孔，综合施工成本超低。

附图说明

图1为本实用新型用于履带吊机结构示意图；

图中1-集束潜孔锤，2-桩架,3-动力头,4-钻杆，5-排浆管,6-进气和排气管，7-钢丝绳，8-潜水驱动系统，9-旋转龙头，10-钻机，11-进气排气连接管，12-排浆连接管，13-动力管线；

图2为本实用新型用于旋挖钻机结构示意图；

图中1-集束潜孔锤，2-桩架,3-动力头,4-钻杆，5-排浆管,6-进气和排气管，7-钢丝绳，8-潜水驱动系统，9-旋转龙头，10-钻机，11-进气排气连接管，12-排浆连接管，13-动力管线。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机，包括集束潜孔锤1、桩架2动力头3、钻杆4、排浆管5、进气和排气管6、钢丝绳7、潜水驱动系统8，旋转龙头9，钻机10，进气排气连接管11，排浆连接管12，动力管线13；

本实用新型的潜孔锤钻头给进力可以依靠钻具自重，钻杆可以不加压，钻头旋转需要的扭矩较小转速很低功率挍小，适应于各种履带吊机简单改制的钻机；改制内容为：加大吊机主卷扬机单绳提吊力、安装桩架2、安装动力头3；改制后钻杆4为潜水驱动系统8提供反扭矩，钻机上提、下放钻杆4和集束潜孔锤1，配合空压机设备，具备全面的泥浆反循环潜孔锤钻孔功能；

高压空气进入进气和排气管6中进气管，进入集束潜孔锤1中，驱动潜孔锤冲击凿岩；集束潜孔锤1中的单体潜孔锤外包裹有外套，收集潜孔锤排气进入集束潜孔锤1的排气通道，经过进气管经过进气排气连接管(11)、旋转龙头9、进气和排气管6排入大气，潜孔锤底部不排气，气体不会泄漏入钻孔泥浆中导致塌孔，同时也减小了潜孔锤排气背压，保持潜孔锤有最大能效；

将进气排气管连接管11中的部分气体注入集束潜孔锤1中的吸渣管，形成气举泥浆反循环，泥浆携带钻渣，经过旋转龙头9、排浆管5进入泥浆处理系统，处理后的泥浆返回钻孔保持水头保护孔壁不塌孔，在有覆盖层的地质钻孔时，不需要护筒跟进，节约巨额的护筒跟进费用；

优先的，潜水驱动系统为低速大扭矩永磁电机和小减速比的减速机组成，电机和减速机发热量很小，避免潜水驱动系统发热量大导致保养维修频繁和使用寿命较短的问题；

为了实现本实用新型的第二目的，是为了提供所述的一种泥浆反循环潜孔锤旋挖钻机的使用方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：装配；

将进气和排气管6、钢丝绳7与钻杆4内的提引器连接，进气和排气管6另一端和空压机联通；

将钻杆4与旋转龙头9、潜水驱动系统8、集束潜孔锤1连接；

将排浆管5与旋转龙头9、地面泥浆处理系统联通；

将动力管线13与潜水驱动系统8连接；

步骤二：起吊；

所述钢丝绳7悬吊钻杆4及其他钻具至钻孔工位；

步骤三：钻孔；

启动潜水驱动系统8，驱动所述集束潜孔锤1旋转；

启动空压机供气，使集束潜孔锤1冲击凿岩，在集束潜孔锤1内的吸渣管内注入高压空气，形成泥浆气举反循环，经旋转龙头9、排浆管5排出携带钻渣的泥浆，实现潜孔锤对岩土钻进；处理后的优质泥浆回注到钻孔内实现泥浆护壁，在覆盖层地质钻孔过程中不用护筒跟进；

同步下放钢丝绳7、进气和排气管6、排浆管5、动力管线13，使钻杆4随钻进下放，直至钻孔完成；

进一步的，在上述步骤三中，当钻孔为有水湿孔时，将高压空气注入集束潜孔锤1中吸渣管内，吸入携带钻渣的泥浆，形成泥浆气举反循环排渣；

在钻孔为无水干孔时，在集束潜孔锤1的吸渣管内安装空气射吸装置，注入高压空气，吸入钻渣，形成空气反循环清渣，方便无水干孔无泥浆施工；

在钻孔为开钻浅孔时，在集束潜孔锤1的内吸渣管内安装空气射吸装置，注入空气，吸入携带钻渣的泥浆，形成泥浆反循环清渣，方便开孔情况下气举反循环无效时，进行泥浆反循环钻进；

本实用新型的潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机硬岩钻进速度很快，在大直径钻孔施工时采用分级扩孔或取芯钻进方法，仍然会具有较快钻进速度，这样可以降低钻机钻压和扭矩，减小钻机10型号，潜孔锤施工钻压较小，钻机10可以不加压，伸缩钻杆只需要传递扭矩，钻杆4钻孔深度比加压钻进更深；本实用新型泥浆反循环潜孔锤钻机型号小，具备超深超大直径硬岩钻孔的钻进能力，钻进速度超快，综合施工成本超低。

为了能够更加清楚的说明本实用新型所述的一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机，与现有技术相比所具有的优点，工作人员将这三种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：

由上表可知，本实用新型所述的一种潜水驱动旋挖泥浆反循环潜孔锤钻机在大直径深厚覆盖层钻孔时，与现有技术相比，设备轻巧、造价低，钻进岩石速度快，施工成本低。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (4)

1.一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：包括集束潜孔锤(1)、桩架(2)、动力头或固定夹(3)、钻杆(4)、排浆管(5)、进气和排气管(6)、钢丝绳(7)、潜水驱动系统(8)、旋转龙头(9)、钻机(10)、进气和排气连接管(11)、排浆连接管(12)，动力管线(13)；

钻杆(4)为多层伸缩钻杆，动力头或固定夹(3)固定钻杆(4)不旋转，提供反扭矩；

进气和排气管(6)进入钻孔内，连接旋转龙头(9)的进气排气管接头，进气和排气连接管(11)连接旋转龙头(9)和集束潜孔锤(1)；

排浆管(5)进入钻孔内，连接旋转龙头(9)的排浆管接头；排浆连接管(12)连接旋转龙头(9)和集束潜孔锤(1)；

潜水驱动系统(8)安装在集束潜孔锤(1)上方；旋转龙头(9)安装在潜水驱动系统(8)和钻杆(4)之间；

动力管线(13)进入钻孔内，穿过旋转龙头(9)连接在潜水驱动系统上。

2.根据权利要求1所述的一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：钻机(10)为各种使用伸缩钻杆的钻机或者为履带吊机简单改制的钻机，履带吊机改制钻机结构包括履带吊机、桩架(2)、动力头或固定夹(3)。

3.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：集束潜孔锤(1)上的每个单体潜孔锤有封闭的外套，收集潜孔锤全部排气排入集束潜孔锤(1)内部排气通道，经进气排气连接管(11)、旋转龙头(9)、进气和排气管(6)排入大气，潜孔锤底部无排气孔，潜孔锤排气不会泄入桩孔中泥浆内，集束潜孔锤(1)中有泥浆吸渣管。

4.根据权利要求3所述的一种潜水驱动泥浆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：潜水驱动系统(8)为低速大扭矩永磁电机和小减速比的减速机组成。

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