CN218376319U - 一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机及其使用方法。钻机为使用伸缩钻杆的钻机、集束潜孔锤和动力源组成。动力源驱动集束潜孔锤，排渣为泥浆循环方式，泥浆护壁防止覆盖层塌孔，不用护筒跟进，伸缩钻杆自动提升和下放钻头，功效超高。本实用新型克服了现有技术潜孔锤钻机空气正循环排渣容易塌孔，必须护筒跟进，地质要求苛刻的缺点，具有泥浆护壁功能，不需要护筒跟进，伸缩钻杆配合潜孔锤钻孔，高度自动化，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

一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机

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伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机。

背景技术

潜孔锤钻进效率高速度快，但是现有行走式潜孔锤钻机排渣为空气循环，空气冲刷孔壁造成塌孔，没有泥浆护壁功能，必须护筒跟进，大多数钻孔工程覆盖层很深，护筒跟进难度很大，速度慢成本高，钻杆为分节钻杆，需要人工安装拆除，降低了综合施工速度，大大增加了施工成本，现有潜孔锤钻机技术存在无法施工深覆盖层入岩钻孔桩的缺点，适应地质条件严苛，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具有伸缩钻杆功能、泥浆循环泥浆护壁功能的潜孔锤钻机。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机，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，克服了现有潜孔锤钻机不能泥浆护壁，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。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：包括集束潜孔锤、桩架、动力头、钻杆、排浆管、动力管线和排气管、钢丝绳、钻杆接头、钻机；

所述钻杆为多层伸缩钻杆，所述桩架上的所述动力头上悬挂所述钻杆的最外层钻杆，所述动力头驱动所述钻杆的最外层钻杆，带动所述集束潜孔锤旋转；

所述钻杆接头连接在所述钻杆与所述集束潜孔锤之间；

所述钢丝绳穿过所述钻杆，固定在所述钻杆接头内的旋转支承上；

所述动力管线和排气管穿过所述钻杆，通过所述钻杆接头与所述集束潜孔锤管线和排气管连接；

排浆管从钻杆上部敞口进入，所述排浆管穿过所述钻杆，通过所述钻杆接头与所述集束潜孔锤排浆管连接；

所述排浆管、所述动力管线和排气管为软管，可以在所述钻杆内自由旋转和相对运动；

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，通过所述排气管排入大气，潜孔锤底部无排气孔；

上述方案中，用伸缩钻杆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。

所述的一种伸缩钻杆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；

将所述动力管线和排气管、所述钢丝绳与所述钻杆接头内的管线接头、钢丝绳旋转支承连接，将所述动力管线和排气管另一端与动力源联通；

将所述钻杆与所述钻杆接头、所述集束潜孔锤连接；

将所述排浆管与地面泥浆处理系统联通；

步骤二：起吊；

所述钢丝绳悬吊所述钻杆及其他钻具至钻孔工位；

步骤三：钻孔；

启动所述动力头驱动所述集束潜孔锤往复摆动旋转；

启动动力源，使所述集束潜孔锤冲击凿岩，在所述排气管内内注入高压空气，形成泥浆气举反循环，经所述排浆管排出钻渣，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；

使所述钻杆随钻进下放，同步下放所述钢丝绳、所述排浆管、所述动力管线和排气管，直至钻孔完成；

进一步的，在钻进较大直径钻孔时，采用分级扩孔钻头或岩石取芯钻头钻进，降低钻机钻压和扭矩，减小钻机型号；

进一步的，在上述步骤三中，当钻孔为有水湿孔时，将空气注入所述集束潜孔锤中吸渣管内，形成泥浆气举反循环排渣；

在钻孔为无水干孔时，在所述集束潜孔锤的吸渣管内安装空气射吸装置，注入空气，形成空气反循环清渣。

在钻孔为开钻浅孔时，在所述集束潜孔锤的内吸渣管内安装空气射吸装置，注入空气，形成泥浆反循环或空气反循环清渣；

所述的一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机的使用方法，设备造价低，施工速度快、成本低。

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，本实用新型提供的伸缩钻杆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，钻机使用伸缩钻杆，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为本实用新型用于旋挖钻机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-动力管线和排气管，7-钢丝绳，8-钻杆接头，9-钻机；

图2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-动力管线和排气管，7-钢丝绳，8-钻杆接头，9-钻机；

图3为本实用新型钻杆接头结构示意图

图中，1-1—中心钻杆、1-2—外层钻杆、1-3—钻杆接头、1-4 —钢丝绳、1-5—钢丝绳旋转支承、1-6—排浆管、1-7—动力管线和排气管、1-8—集束潜孔锤

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：一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机及其使用方法，包括集束潜孔锤1、桩架2、动力头3、钻杆4、排浆管5、动力管线和排气管6、钢丝绳7、钻杆接头8、钻机9；

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较小，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；改制后即可回转驱动钻杆4，上提、下放钻杆4和集束潜孔锤1，具备伸缩钻杆自动升降钻具、泥浆反循环潜孔锤钻机钻孔功能；

提吊钻杆4的钢丝绳7穿过钻杆4内部，固定在钻杆接头8内的钢丝绳旋转支承1-5上，保护钢丝绳7不会随钻杆旋转，避免造成损坏；

钻杆4的中心钻杆1-1上部为敞口，排浆管5、动力管线和排气管6为软管线，与钢丝绳4平行排列，穿入钻杆4内部，在钻杆4内部可以自由活动；潜孔锤钻机工作时，钻头正反向旋转都可以正常工作，潜孔锤钻机钻进工作时，钻杆4以360度左右旋转角度往复旋转，排浆管5、动力管线和排气管6可以在钻杆4内部自由旋转，钻杆4 伸缩时，排浆管5、动力管线和排气管6由同步卷管装置提升或下放，可以在钻杆内自由相对运动；

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，经过动力管线和排气管6排入大气，潜孔锤底部不排气，气体不会泄漏入桩孔泥浆中，不会导致泥浆护壁失效而塌孔，同时也减小了潜孔锤排气背压，保持潜孔锤有最大能效；

集束潜孔锤1的子锤是随机振动的，震动力互相抵消，集束潜孔锤1的整体震动力较小，不会造成塌孔，将动力管线和排气管6中的部分高压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，经过排浆管5进入泥浆处理系统，处理后的泥浆返回桩孔保持水头保护孔壁，在有较深覆盖层的情况钻进时，不用护筒跟进；

进一步的，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，吸入钻渣，形成反循环清渣，方便开孔情况下气举反循环无效时，进行泥浆反循环或空气反循环钻进；

本实用新型伸缩钻杆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环切取芯钻进或分级扩孔方法，仍然会具有较快钻进速度，这样可以降低钻机钻压和扭矩，减小钻机型号。本实用新型伸缩钻杆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伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机及其使用方法，与现有技术相比所具有的优点，工作人员将这四种技术方案钻进4米直径桩孔进行了对比，其对比结果如下表：

由上表可知，本实用新型所述的一种伸缩钻杆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 (5)

1.一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：包括集束潜孔锤(1)、桩架(2)、动力头(3)、钻杆(4)、排浆管(5)、动力管线和排气管(6)、钢丝绳(7)、钻杆接头(8)、钻机(9)；

钻杆(4)为多层伸缩钻杆；

桩架(2)上的动力头(3)上悬挂钻杆(4)的最外层钻杆；动力头(3)驱动钻杆(4)，带动集束潜孔锤(1)旋转；

钻杆接头(8)安装在钻杆(4)和集束潜孔锤(1)之间；

钢丝绳(7)穿过钻杆(4)，固定在钻杆(4)和集束潜孔锤(1)之间的钻杆接头(8)内的旋转支承上；

排浆管(5)从钻杆(4)上部敞口进入，穿过钻杆(4)、钻杆接头(8)与集束潜孔锤(1)的排浆管连接；

动力管线和排气管(6)进入钻杆(4)，穿过钻杆接头(8)与集束潜孔锤(1)的动力管线和排气管。

2.根据权利要求1所述的一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：钻机(9)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(3)，桩架(2)具有钻具对中功能。

3.根据权利要求1所述的一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机，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，经动力管线和排气管(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1所述的一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：钢丝绳(7)固定在钻杆接头(8)内部的旋转支承上，钢丝绳可以自由旋转，收放钢丝绳(7)使钻杆(4)伸缩；排浆管(5)为软管，穿过钻杆(4)，通过钻杆接头(8)，与集束潜孔锤(1)上的排浆管连接；动力管线和排气管(6)为软管或线缆，穿过钻杆(4)，通过钻杆接头(8)，与集束潜孔锤(1)上的动力管线、排气管连接；排浆管(5)、动力管线和排气管(6)与钻杆(4)之间没有联结，可以在钻杆(4)内自由旋转和相对运动。

5.根据权利要求1中所述的一种伸缩钻杆反循环潜孔锤钻机，其特征在于：用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稳定，不需要护筒跟进。

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