CN216950349U - 钻探机钻孔垂直度监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻探机钻孔垂直度监测系统，属于灌注桩钻孔施工技术领域，该钻探机钻孔垂直度监测系统安装于钻探机上，其包括抱箍、钢丝绳和倾斜仪；抱箍套接于钻探机的钻杆的上部；钢丝绳的一端连接于抱箍，另一端连接于钻探机的钻头；当钻杆呈竖直状态时，钢丝绳呈拉直状态，钢丝绳平行于钻杆；倾斜仪通过倾斜仪安装架固定安装于钢丝绳上，且倾斜仪靠近抱箍设置。该钻探机钻孔垂直度监测系统在钻孔施工过程中不易损坏，监测结果可靠。

Description

钻探机钻孔垂直度监测系统

技术领域

本实用新型属于灌注桩钻孔施工技术领域，尤其涉及一种钻探机钻孔垂直度监测系统。

背景技术

在灌注桩施工过程中，通常采用钻探机钻孔以放置钢筋笼。钻探机在钻进过程中，通常前30米钻的是泥层，且有钢圆筒做导向，钻头基本不会偏斜，然而，后十几米钻的是岩石层，由于多种因素影响钻头有可能会出现偏斜情况，存在钻孔偏斜的风险，导致钢筋笼不能放到位，影响施工进度，增加生产成本。

专利CN111997526A公开了一种随钻进过程监测钻孔垂直度及纠偏方法，其通过在钻头内部固定垂直度感应器的方式，实现了对钻孔垂直度的实时监测，然而，由于钻头直接与岩石层接触，在钻孔施工过程中，其振动受力较大，垂直度感应器极易损坏且无法及时更换，影响垂直度的实时监测。

因而，如何提供一种更可靠的钻探机钻孔垂直度监测系统，是当前急需解决的一项技术问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种钻探机钻孔垂直度监测系统，其在钻孔施工过程中不易损坏，监测结果可靠。

本实用新型提供一种钻探机钻孔垂直度监测系统，安装于钻探机上，其包括：

抱箍，抱箍套接于钻探机的钻杆的上部；

钢丝绳，钢丝绳的一端连接于抱箍，另一端连接于钻探机的钻头；当钻杆呈竖直状态时，钢丝绳呈拉直状态，钢丝绳平行于钻杆；

倾斜仪，倾斜仪通过倾斜仪安装架固定安装于钢丝绳上，且倾斜仪靠近抱箍设置。

在其中一些实施例中，钻杆由自上至下设置的多节杆节依次套接构成，抱箍可拆卸套接于位于最上方的一节杆节的外周。

在其中一些实施例中，钻探机钻孔垂直度监测系统还包括用于收放并拉紧钢丝绳的拉线收紧装置，抱箍上设有第一定滑轮，钢丝绳靠近抱箍的一端绕过第一定滑轮并连接于拉线收紧装置。

在其中一些实施例中，拉线收紧装置包括：

底座；

绕线辊，用于缠绕连接钢丝绳，绕线辊通过转轴转动连接于底座；

驱动电机，驱动电机固定安装于底座，且驱动电机的输出轴连接于转轴的轴向一端，以驱动绕线辊旋转，使钢丝绳缠绕于绕线辊。

在其中一些实施例中，拉线收紧装置还包括用于导向钢丝绳在绕线辊上整齐缠绕的导向组件，以及传动连接于导向组件和绕线辊之间的传动组件；

导向组件包括：

丝杆，丝杆转动连接于底座，且丝杆与转轴平行且并排设置；

丝杆螺母，丝杆螺母螺纹连接于丝杆外周；

导向杆，导向杆的轴向两端固定连接于底座，且导向杆与丝杆平行且并列设置；

滑块，滑块的一端套设于丝杆外周并固定连接于丝杆螺母，滑块的另一端滑动连接于导向杆以沿导向杆滑动；

导线块，用于引导钢丝绳的运动方向，导线块设有供钢丝绳穿过的限位孔，滑块和底座上分别固定连接有导线块；

传动组件包括：

第一传动齿轮，第一传动齿轮安装于转轴背离驱动电机的一端；

第二传动齿轮，第二传动齿轮安装于丝杆的轴向一端，且第二传动齿轮与第一传动齿轮相啮合；

其中，钢丝绳依次穿过底座上的导线块和滑块上的导线块后缠绕于绕线辊上，在钢丝绳缠绕于绕线辊的过程中，丝杆通过第二传动齿轮和第一传动齿轮的啮合传动随绕线辊旋转，在丝杆旋转过程中，滑块带着滑块上的导线块一起随丝杆螺母自导向杆的一端移动至另一端，以使钢丝绳自绕线辊的一端整齐缠绕至另一端。

在其中一些实施例中，导线块包括块体，块体中转动连接有第二定滑轮，第二定滑轮的一侧设有成对设置的两个滚轮，两个滚轮的轮轴相互平行设置，且两个滚轮的轮轴与第二定滑轮的轮轴相互垂直设置，两个滚轮相对的外周面之间形成限位孔；钢丝绳从两个滚轮相对的外周面之间穿过后，从第二定滑轮的轮轴下方沿第二定滑轮的周向绕过第二定滑轮，钢丝绳与两个滚轮的外周面均接触。

在其中一些实施例中，拉线收紧装置还包括编码器，编码器通过联轴器连接于丝杆背离第二传动齿轮的一端。

在其中一些实施例中，倾斜仪安装架包括套设于钢丝绳外周的固定套管，固定套管通过紧固件紧固于钢丝绳外周，固定套管的中部固定连接有固定支架，倾斜仪固定于固定支架上。

在其中一些实施例中，紧固件为顶紧螺钉，顶紧螺钉沿固定套管径向螺纹连接于固定套管的管壁并将钢丝绳顶紧于固定套管的内壁。

在其中一些实施例中，固定套管的长度为0.8～1.2m；固定套管的顶端距离钢丝绳与抱箍的连接点至少20cm。

基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的钻探机钻孔垂直度监测系统，通过钻杆上部与钻头之间连接的钢丝绳的倾斜情况监测钻头偏移情况，倾斜仪设置于钢丝绳上且远离钻头，不易损坏，监测结果可靠。而且，本实用新型实施例提供的钻探机钻孔垂直度监测系统中，由于倾斜仪靠近钻杆上部设置，倾斜仪损坏后可及时更换，有利于保障钻孔垂直度的实时监测。

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，构成本申请的一部分，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为本实用新型提供的钻探机钻孔垂直度监测系统在钻杆处于竖直状态时的结构示意图；

图2为本实用新型提供的钻探机钻孔垂直度监测系统在钻头处于第一种偏移状态时的结构示意图；

图3为本实用新型提供的钻探机钻孔垂直度监测系统在钻头处于第二种偏移状态时的结构示意图；

图4为图1中A处的局部放大图；

图5为本实用新型提供的钻探机钻孔垂直度监测系统中抱箍的结构示意图；

图6为本实用新型提供的钻探机钻孔垂直度监测系统中抱箍与钢丝绳的装配结构示意图；

图7为本实用新型提供的钻探机钻孔垂直度监测系统中拉线收紧装置的俯视图(去除罩子后)；

图8为沿图7中B-B线的剖视图(未展示导线块)；

图9为沿图7中C-C线的剖视图；

图10为本实用新型提供的钻探机钻孔垂直度监测系统的拉线收紧装置中导线块的结构示意图；

图11为本实用新型提供的钻探机钻孔垂直度监测系统中倾斜仪、倾斜仪安装架和钢丝绳的装配结构示意图。

图中：

1、钻杆；2、钻头；3、抱箍；4、钢丝绳；5、倾斜仪；6、拉线收紧装置；7、倾斜仪安装架；8、第一定滑轮；

11、杆节；

61、底座；62、驱动电机；63、转轴；64、绕线辊；65、导向组件；651、丝杆；652、丝杆螺母；653、滑块；654、导线块；6541、块体；6542、第二定滑轮；6543、滚轮；655、导向杆；66、传动组件；661、第一传动齿轮；662、第二传动齿轮；67、编码器；68、联轴器；69、保护罩；

71、固定套管；72、顶紧螺钉；73、固定支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图1-图4所示，本实用新型实施例涉及一种钻探机钻孔垂直度监测系统，其安装于钻探机上，包括抱箍3、钢丝绳4和倾斜仪5；抱箍3套接于钻探机的钻杆1的上部；钢丝绳4的一端连接于抱箍3，另一端连接于钻探机的钻头2，当钻杆1呈竖直状态时，钢丝绳4呈拉直状态，钢丝绳4平行于钻杆1；倾斜仪5通过倾斜仪安装架7固定安装于钢丝绳4上，且倾斜仪5靠近抱箍3设置。需要说明的是，本实施例中，采用的倾斜仪5具体为双轴倾斜仪。

上述钻探机钻孔垂直度监测系统的工作原理为：如图2和图3所示，当钻头2发生偏移时，钢丝绳4会被拉伸而呈倾斜状态，钢丝绳4上安装的倾斜仪5会随钢丝绳4一起倾斜，从而根据倾斜仪5的数据即可判断钻头2是否出现偏斜情况。

上述钻探机钻孔垂直度监测系统，通过钻杆1上部与钻头2之间连接的钢丝绳4的倾斜情况监测钻头2偏移情况，倾斜仪5设置于钢丝绳4上且远离钻头2，不易损坏，监测结果可靠。而且，上述钻探机钻孔垂直度监测系统中，由于倾斜仪5靠近钻杆1上部设置，倾斜仪5损坏后可及时更换，有利于保障钻孔垂直度的实时监测。

为了满足不同深度的钻孔需要，如图1和图4所示，本实施例中，钻杆1由自上至下设置的多节杆节11依次套接构成，抱箍3可拆卸套接于位于最上方的一节杆节11的外周。随着钻孔的进行，在钻杆1的上端增加杆节11，以满足钻孔深度的要求，每次增加杆节11时，将抱箍3从钻杆1上拆下并安装在最上方一节杆节11的外周，并增加钢丝绳4的长度，即可确保该钻探机钻孔垂直度监测系统正常工作。

为了便于增加钢丝绳4的长度，如图4-图10所示，钻探机钻孔垂直度监测系统还包括用于收放并拉紧钢丝绳4的拉线收紧装置6，抱箍3上设有第一定滑轮8，钢丝绳4靠近抱箍3的一端绕过第一定滑轮8并连接于拉线收紧装置6。当需要增加钢丝绳4的长度时，通过拉线收紧装置6释放钢丝绳4即可。

为了便于钢丝绳4的收放，如图7-图10所示，本实施例中，拉线收紧装置6包括底座61、驱动电机62和用于缠绕连接钢丝绳4的绕线辊64；绕线辊64通过转轴63转动连接于底座61；驱动电机62固定安装于底座61，且驱动电机62的输出轴连接于转轴63的轴向一端，以驱动绕线辊64旋转，使钢丝绳4缠绕于绕线辊64。需要说明的是，本实施例采用的驱动电机62具体为力矩电机。还需要说明的是，本实施例中，如图8所示，拉线收紧装置6还包括罩设于底座61上的保护罩69，驱动电机62和绕线辊64均设置于保护罩69内，以通过保护罩69对驱动电机62和绕线辊64进行保护。

为了使钢丝绳4整齐缠绕在绕线辊64上，以使钢丝绳4能够均匀释放，如图7-图10所示，本实施例中，拉线收紧装置6还包括用于导向钢丝绳4在绕线辊64上整齐缠绕的导向组件65，以及传动连接于导向组件65和绕线辊64之间的传动组件66；导向组件65包括丝杆651、丝杆螺母652、导向杆655、滑块653和导线块654；丝杆651转动连接于底座61，且丝杆651与转轴63平行且并排设置；丝杆螺母652螺纹连接于丝杆651外周；导向杆655的轴向两端固定连接于底座61，且导向杆655与丝杆651平行且并列设置；滑块653的一端套设于丝杆651外周并固定连接于丝杆螺母652，滑块653的另一端滑动连接于导向杆655以沿导向杆655滑动；导线块654用于引导钢丝绳4的运动方向，导线块654设有供钢丝绳4穿过的限位孔，滑块653和底座61上分别固定连接有导线块654；传动组件66包括第一传动齿轮661和第二传动齿轮662，第一传动齿轮661安装于转轴63背离驱动电机62的一端，第二传动齿轮662安装于丝杆651的轴向一端，且第二传动齿轮662与第一传动齿轮661相啮合；其中，钢丝绳4依次穿过底座61上的导线块654和滑块653上的导线块654后缠绕于绕线辊64上，在钢丝绳4缠绕于绕线辊64的过程中，丝杆651通过第二传动齿轮662和第一传动齿轮661的啮合传动随绕线辊64旋转，在丝杆651旋转过程中，滑块653带着滑块653上的导线块654一起随丝杆螺母652自导向杆655的一端移动至另一端，以使钢丝绳4自绕线辊64的一端整齐缠绕至另一端。需要说明的是，如图9所示，本实施例中，滑块653靠近导向杆655的一端设有与导向杆655外周面相匹配的弧形槽，由于滑块653通过弧形槽滑动连接于导向杆655，限制了滑块653的旋转，因而，在丝杆651旋转过程中，滑块653限制丝杆螺母652的旋转运动，使丝杆螺母652带动滑块653沿丝杆651移动。还需要说明的是，本实施例中，绕线辊64的半径大于丝杆651半径，以便于缠绕更多的钢丝绳4，相应的，第二传动齿轮662的半径大于第一传动齿轮661的半径，以使丝杆651的转速慢于绕线辊64，从而使滑块653的移动速度与钢丝绳4的缠绕速度相匹配；可以理解的是，本领域技术人员可以根据绕线辊64的半径、丝杆651的半径和钢丝绳4的直径，计算得到第二传动齿轮662与第一传动齿轮661的半径比。

为了便于导向钢丝绳4的移动，如图7和图10所示，本实施例中，导线块654包括块体6541，块体6541中转动连接有第二定滑轮6542，第二定滑轮6542的一侧设有成对设置的两个滚轮6543，两个滚轮6543的轮轴相互平行设置，且两个滚轮6543的轮轴与第二定滑轮6542的轮轴相互垂直设置，两个滚轮6543相对的外周面之间形成限位孔；钢丝绳4从两个滚轮6543相对的外周面之间穿过后，从第二定滑轮6542的轮轴下方沿第二定滑轮6542的周向绕过第二定滑轮6542，钢丝绳4与两个滚轮6543的外周面均接触。

为了监测钢丝绳4的释放长度，如图7所示，本实施例中，拉线收紧装置6还包括编码器67，编码器67通过联轴器68连接于丝杆651背离第二传动齿轮662的一端。通过设置的编码器67即可通过换算获取钢丝绳4的释放长度，从而监测钻孔深度。

为了使倾斜仪5稳固的安装在钢丝绳4上，如图11所示，本实施例中，倾斜仪安装架7包括套设于钢丝绳4外周的固定套管71，固定套管71通过紧固件紧固于钢丝绳4外周，固定套管71的中部固定连接有固定支架73，倾斜仪5固定于固定支架73上。具体的，本实施例中，紧固件为顶紧螺钉72，顶紧螺钉72沿固定套管71径向螺纹连接于固定套管71的管壁并将钢丝绳4顶紧于固定套管71的内壁。优选的，顶紧螺钉72为两个，两个顶紧螺钉72分别靠近固定套管71的上端和下端设置，以使固定套管71牢固的固定在钢丝绳4外。进一步的，固定套管71的长度优选为0.8～1.2m，以使固定支架73能够稳固的安装在钢丝绳4上。此外，优选的，固定套管71的顶端距离钢丝绳4与抱箍3的连接点至少20cm，以在固定套管71和抱箍3之间预留一定的操作空间，以便于对钢丝绳4进行操作。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.钻探机钻孔垂直度监测系统，安装于钻探机上，其特征在于，包括：

抱箍，所述抱箍套接于所述钻探机的钻杆的上部；

钢丝绳，所述钢丝绳的一端连接于所述抱箍，另一端连接于所述钻探机的钻头；当所述钻杆呈竖直状态时，所述钢丝绳呈拉直状态，所述钢丝绳平行于所述钻杆；

倾斜仪，所述倾斜仪通过倾斜仪安装架固定安装于所述钢丝绳上，且所述倾斜仪靠近所述抱箍设置。

2.根据权利要求1所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述钻杆由自上至下设置的多节杆节依次套接构成，所述抱箍可拆卸套接于位于最上方的一节所述杆节的外周。

3.根据权利要求1或2所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述钻探机钻孔垂直度监测系统还包括用于收放并拉紧所述钢丝绳的拉线收紧装置，所述抱箍上设有第一定滑轮，所述钢丝绳靠近所述抱箍的一端绕过所述第一定滑轮并连接于所述拉线收紧装置。

4.根据权利要求3所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述拉线收紧装置包括：

底座；

绕线辊，用于缠绕连接所述钢丝绳，所述绕线辊通过转轴转动连接于所述底座；

驱动电机，所述驱动电机固定安装于所述底座，且所述驱动电机的输出轴连接于所述转轴的轴向一端，以驱动所述绕线辊旋转，使所述钢丝绳缠绕于所述绕线辊。

5.根据权利要求4所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述拉线收紧装置还包括用于导向所述钢丝绳在所述绕线辊上整齐缠绕的导向组件，以及传动连接于所述导向组件和所述绕线辊之间的传动组件；

所述导向组件包括：

丝杆，所述丝杆转动连接于所述底座，且所述丝杆与所述转轴平行且并排设置；

丝杆螺母，所述丝杆螺母螺纹连接于所述丝杆外周；

导向杆，所述导向杆的轴向两端固定连接于所述底座，且所述导向杆与所述丝杆平行且并列设置；

滑块，所述滑块的一端套设于所述丝杆外周并固定连接于所述丝杆螺母，所述滑块的另一端滑动连接于所述导向杆以沿所述导向杆滑动；

导线块，用于引导所述钢丝绳的运动方向，所述导线块设有供所述钢丝绳穿过的限位孔，所述滑块和底座上分别固定连接有所述导线块；

所述传动组件包括：

第一传动齿轮，所述第一传动齿轮安装于所述转轴背离所述驱动电机的一端；

第二传动齿轮，所述第二传动齿轮安装于所述丝杆的轴向一端，且所述第二传动齿轮与第一传动齿轮相啮合；

其中，所述钢丝绳依次穿过所述底座上的所述导线块和所述滑块上的所述导线块后缠绕于所述绕线辊上，在所述钢丝绳缠绕于所述绕线辊的过程中，所述丝杆通过所述第二传动齿轮和第一传动齿轮的啮合传动随所述绕线辊旋转，在所述丝杆旋转过程中，所述滑块带着所述滑块上的所述导线块一起随所述丝杆螺母自所述导向杆的一端移动至另一端，以使所述钢丝绳自所述绕线辊的一端整齐缠绕至另一端。

6.根据权利要求5所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述导线块包括块体，所述块体中转动连接有第二定滑轮，所述第二定滑轮的一侧设有成对设置的两个滚轮，两个滚轮的轮轴相互平行设置，且两个所述滚轮的轮轴与所述第二定滑轮的轮轴相互垂直设置，两个所述滚轮相对的外周面之间形成所述限位孔；所述钢丝绳从两个所述滚轮相对的外周面之间穿过后，从所述第二定滑轮的轮轴下方沿所述第二定滑轮的周向绕过所述第二定滑轮，所述钢丝绳与两个所述滚轮的外周面均接触。

7.根据权利要求5所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述拉线收紧装置还包括编码器，所述编码器通过联轴器连接于所述丝杆背离所述第二传动齿轮的一端。

8.根据权利要求1所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述倾斜仪安装架包括套设于所述钢丝绳外周的固定套管，所述固定套管通过紧固件紧固于所述钢丝绳外周，所述固定套管的中部固定连接有固定支架，所述倾斜仪固定于所述固定支架上。

9.根据权利要求8所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述紧固件为顶紧螺钉，所述顶紧螺钉沿所述固定套管径向螺纹连接于所述固定套管的管壁并将所述钢丝绳顶紧于所述固定套管的内壁。

10.根据权利要求8所述的钻探机钻孔垂直度监测系统，其特征在于，所述固定套管的长度为0.8～1.2m；所述固定套管的顶端距离所述钢丝绳与抱箍的连接点至少20cm。

Images