JP3859523B2 - Cleaning swivel for rotary percussion double pipe drilling rig - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二重管掘削装置用クリーニングスイベルに関し、さらに詳細には、ロータリパーカッションドリルにダウンザホールハンマを併用する際に好適なスイベルジョイントに関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧ドリルヘッドを有するロータリパーカッションドリルによる二重管掘削工法は、外管(アウタロッド)により孔壁を保護しつつ掘削できることから、崩壊性のある地質条件下での工法として一般化している。しかしながら、この工法にも以下のような弱点がある。
【0003】
崩壊性地層を掘り抜いた後、安定した硬岩層や硬質の転石などに当たると掘削速度が低下する。また、軽量小型のロータリパーカッションドリルでは、パワー不足から十分な掘削能率を得にくい。掘削深度が増すほど油圧ドリルヘッドによる打撃力は途中で減衰されてしまう。
【0004】
このような弱点を補うために、内管(インナロッド)の先端にダウンザホールハンマを取り付けて、補助的に打撃力を発生させることがなされているが、この場合油圧ドリルヘッドによる打撃力がインナロッドを介してダウンザホールの本体に伝達されるため、以下の問題が発生する。
【0005】
一般市販のダウンザホールハンマは、元来油圧パーカッションによる打撃力を本体に受けることを想定しておらず、強度的な問題がある。この強度を得るために本体の肉厚を大きくするなどの方法もあるが、例えば外径側に肉厚を大きくするとアウタロッド内径とのクリアランスが小さくなり、カッティングスの排出に支障をきたすか、あるいはもう一回り大きいアウタロッドと組み合わせる必要が生じる。また、内径側に肉厚を大きくすると、打撃力を発生させるピストンも小型化する必要が生じ、掘削能力が低下する。さらに、ハンマビットは油圧ドリルヘッドとダウンザホールハンマとの双方から打撃を受けることになり、これら周波数の異なる打撃によりどのような影響が生じるのか解析は非常に困難であり、その予測ができない。
【0006】
そのため、一般的には油圧パーカッションによる二重管掘削が困難になった時点で、アウタロッドをケーシングとして残したまま、その下層をダウンザホールハンマのみによるシングル掘削に切り替え、油圧パーカッションは作動させないという手法を採っている。しかし、この場合以下のような問題が生じる。
【0007】
アウタロッドとインナロッドとのクリアランスを通過して排出されるカッティングスを受け止めホース等によって任意の方向に排出できるクリーニングスイベルが使えなくなるため、カッティングスの飛散が避けられない。ダウンザホールハンマのビット径はアウタロッドの内径よりも小さい必要があることから、設計仕上げ孔径を確保するためには、一回り以上大きなアウタロッド・アウタビットを必要とする。
【0008】
所定掘削深度の中間に油圧パーカッションでは掘削困難な地層があり、その下方にはアウタロッドによる孔壁の保護が必要な地層があるような場合、一旦ダウンザホールハンマで芯抜きした後、アウタロッド・アウタビットによる拡孔が必要となる。しかし、この場合インナロッド・インナビットを再セットしなければカッティングスの排出が困難であり、セットできない場合、排出が不充分なカッティングスによってアウタビットの早期摩耗や焼き付きなどの障害が発生する可能性が高い。また、インナロッド・インナビットを再セットする場合もダウンザホールハンマによる芯抜き孔径がインナビットよりも十分小さくないと、インナロッドは空打撃状態となり、ねじはずれやロッド切断などの試錐事故の原因となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、ダウンザホールハンマを併用するロータリパーカッション式二重管掘削工法において、種々の問題点を解決することができる二重管掘削装置用クリーニングスイベルを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、回転力及び打撃力を発生するドリルヘッドと、内管及び外管からなる二重管との間を連結するクリーニングスイベルであって、
後端が前記ドリルヘッドに連結され、前端に開口する軸方向部分及び外周に開口する半径方向部分からなる空気流路を有するトップサブと、
このトップサブの前端部外周に後端部が固定され、その中間部内周に形成された環状隔壁部と前記トップサブとの間に液圧シリンダ室が区画されたアウタロッドサブと、
このアウタロッドサブ内に軸方向に移動自在に挿入されて、その後端部が前記空気流路の軸方向部分に、中間部が前記環状隔壁部にそれぞれ摺動自在に嵌合され、外周に前記液圧シリンダ室を摺動自在なピストンが設けられたインナロッドサブと、
前記アウタロッドサブから前記インナロッドサブに回転力を伝達するための手段と、
前記トップサブ及び前記アウタロッドサブの各外周に相対回転自在に嵌合され、内周に環状空気室、前後2つの環状液室及び環状カッティングス室をそれぞれ有し、また外周に前記環状空気室、前記2つの環状液室及び前記環状カッティングス室とそれぞれ連通する空気流入口及び2つの液入出口及びカッティングス排出口を有するスイベルケースとを備え、
前記環状空気室は前記空気流路の半径方向部分と連通し、前記前後2つの環状液室は前記アウタロッドサブに設けられた連通孔を介して前記シリンダ室の前後室とそれぞれ連通し、前記カッティングス室は前記アウタロッドサブに設けられた連通孔を介して前記アウタロッドサブと前記インナロッドサブとの間の空隙に連通していることを特徴とするロータリパーカッション式二重管掘削装置用クリーニングスイベルにある。
【0011】
より具体的には、前記インナロッドサブの後端部に小径部が形成され、この小径部が前記空気流路の軸方向部分に摺動自在に嵌合されている。また、前記アウタロッドサブから前記インナロッドサブに回転力を伝達するための手段は、前記アウタロッドサブの内周及び前記インナロッドサブの外周にそれぞれ形成されて互いに嵌合するスプラインである。
【0012】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図1は、この発明によるクリーニングスイベル(スイベルジョイント)の実施形態を示す軸方向断面図、図2は図1のA−A線拡大断面図、図3は分解断面図、図4はクリーニングスイベルを油圧ドリルヘッドに接続した状態を示す断面図である。この発明によるクリーニングスイベル1は、トップサブ2、アウタロッドサブ3、インナロッドサブ4及びスイベルケース5で構成されている。
【0013】
トップサブ2は後端に雌ねじ8が設けられ、この雌ねじ8に接続されるシャンクロッド7を介して油圧ドリルヘッド6に連結される(図4参照)。また、トップサブ2にはその前端に開口する軸方向部分9aと、外周に開口する半径方向部分9bとからなる空気流路9が形成されている。軸方向部分9aには段部10が形成されている。
【0014】
アウタロッドサブ3は、その後端部がトップサブ2の前端部外周にねじ11を介して固定されている。このアウタロッドサブ3の前端には、アウタロッドカップリング12を介して図示されていないアウタロッドが接続される。アウタロッドサブ3には、その中間部内周に環状隔壁部14が形成され、この環状隔壁部14とトップサブ2との間に油圧シリンダ室15が区画されている。
【0015】
インナロッドサブ4はアウタロッドサブ3内に軸方向に移動自在に挿入されている。このインナロッドサブ4の前端には、図示されていないインナロッドを接続するための雌ねじ16が設けられている。インナロッドサブ4は、その中間部が環状隔壁部14に摺動自在に嵌合している。インナロッドサブ4の後端部には小径部13が形成され、この小径部13は空気流路9の軸方向部分9aに摺動自在に嵌合している。さらに、インナロッドサブ4の外周には油圧シリンダ室15を摺動自在なピストン17が設けられ、このピストン17によって油圧シリンダ室15は前室15aと後室15bとに区画されている。以上の説明から、ピストン17を有するインナロッドサブ4は、ピストンロッドとして機能することが理解される。
【0016】
図2に示すように、アウタロッドサブ3における油圧シリンダ室15を区画する部分の内周には雌スプライン18が設けられている。他方、インナロッドサブ4の外周には雌スプライン18と嵌合する雄スプライン19が設けられている。雄スプライン19の高さは雌スプライン18の深さよりも低くなっていて、この結果これら雌雄スプライン18,19間に形成される周方向の隙間が油圧シリンダ室15の前室15aであり、作動油の通過路となる。
【0017】
スイベルケース5はトップサブ2及びアウタロッドサブ3の各外周に相対回転自在に嵌合されている。このスイベルケース5の後端には、該スイベルケースをトップサブ2及びアウタロッドサブ3に保持するためのリテーナリング21がねじ20によって固定されている。また、スイベルケース5には共回りを防止するためのスイベルストッパ22が設けられている(図4参照)。
【0018】
スイベルケース5の内周には環状空気室23、軸方向に互いに間隔を置いた前後2つの環状油室24a,24b及び環状カッティングス室25がそれぞれ設けられている。また、スイベルケース5の外周には環状空気室23と連通する空気流入口26、2つの環状油室24a,24bとそれぞれ連通する2つの作動油入出口27a,27b及び環状カッティングス室25と連通するカッティングス排出口28が設けられている。
【0019】
そして、環状空気室26は空気流路9の半径方向部分9bと連通している。また、2つの環状油室24a,24bはアウタロッドサブ3に設けられた連通孔29a,29bを介して油圧シリンダ室15の前後室15a,15bとそれぞれ連通している。さらに、環状カッティングス室25はアウタロッドサブ3に設けられた連通孔30を介してアウタロッドサブ3とインナロッドサブ4との間の空隙31に連通している。
【0020】
次に上記実施形態のものの作用を説明する。図5はダウンザホールハンマを併用して掘削する状態を示す軸方向断面図である。掘削時において、アウタロッドサブ3にはいずれも外管を構成するアウタロッドカップリング12、アウタロッド32及びアウタビット33を有するファーストケーシング34がそれぞれ接続される。また、インナロッドサブ4にはいずれも内管を構成するインナロッド35及びスターティングロッド36がそれぞれ接続される。さらに、スターティングロッド36にはアダプタサブ37を介してハンマビット38を有するダウンザホールハンマ39が接続される。
【0021】
このダウンザホールハンマ39は周知のもので、詳細説明は省略するが、圧縮空気で作動してハンマビット38に打撃力を与えるピストンが内蔵され、ハンマビット38を掘削孔底に押し付けると打撃を開始する(図5(a)の状態)。また、ハンマビット38を掘削孔底から離間させ、ハンマビット38がダウンザホールハンマ本体からビットストロークS2 だけ下降すると、圧縮空気のほぼ全量がハンマビット38の先端から噴出し、この噴出空気によって掘削孔底周囲に残るカッティングスを効果的に排除(フラッシング)できる構造になっている(図5(b)の状態)。
【0022】
図5(a)に示す掘削状態にするには、図1に示した作動油入出口27bから環状油室24b及び連通孔29bを経て油圧シリンダ後室15bに所定圧力の作動油を供給する。これにより、インナロッドサブ4が軸方向に前進し、ダウンザホールハンマ39のハンマビット38がファーストケーシング34から突出する。このとき、すなわちインナロッドサブ4がストロークエンドまで前進したとき、スプライン18,19は最大面積で噛み合い、この位置が標準的な掘削ポジションとなる。
【0023】
掘削時において、油圧ドリルヘッド6で発生した回転力及び打撃力はシャンクロッド7を介してトップサブ2に伝達される。トップサブ2に伝達された回転力及び打撃力はアウタロッドサブ3、アウタロッドカップリング12、アウタロッド32及びファーストケーシング34に順に伝播して、アウタビット33に伝達される。
【0024】
他方、インナロッドサブ4に関しては、該インナロッドサブ4がトップサブ2から離間した前進位置にあるので、トップサブ2から打撃力は伝達されない。インナロッドサブ4には、アウタロッドサブ3からスプライン18,19を介して回転力のみが伝達される。インナロッドサブ4に伝達された回転力は、インナロッド35、スターティングロッド36、アダプタサブ37及びダウンザホールハンマ39に順に伝播して、ハンマビット38に伝達される。
【0025】
また、掘削時において、図示しないエアコンプレッサにより発生した圧縮空気が、図示しないラインオイラによってダウンザホールハンマのための潤滑油を付加された後、スイベルケース5の空気流入口26を経て環状空気室23に流入する。なお、その際、まれに粉塵飛散防止などの目的から、水注入ポンプによって少量の清水を圧縮空気に混入させることがある。
【0026】
圧縮空気はさらに空気流路9に流入し、インナロッドサブ4、インナロッド35、スターティングロッド36及びアダプタサブ37の各内部を経てダウンザホールハンマ39に供給される。この圧縮空気によりダウンザホールハンマ39に内蔵されたピストンが作動し、ハンマビット38に打撃力を与える。このとき、ハンマビット38の先端から圧縮空気が断続的に噴出する。この噴出空気は、アウタロッド32とインナロッド35との空隙を送気時と逆方向に通過して、アウタロッドサブ3とインナロッドサブ4との間の空隙31に至る。さらに、噴出空気は連通孔30及び環状カッティングス室25を経てカッティングス排出口28から外部に排出され、この空気流によってカッティングスが地上に運搬、排出される。
【0027】
なお、図1に示すように、インナロッドサブ4の小径部13はシールリング40を介して空気流路9の軸方向部分9aに常に嵌合保持される長さを有しているので、インナロッドサブ4がストローク(図1にS1 で示される)一杯に前進しても、小径部13が軸方向部分9aから抜け出すことはない。
【0028】
図5(b)のフラッシング状態にするには、作動油入出口27aより環状油室24a及び連通孔29aを経て油圧シリンダ前室15aに所定圧力の作動油を供給する。これにより、インナロッドサブ4が後退し、ダウンザホールハンマ39のハンマビット38が掘削孔底から離間して、ハンマビット38がビットストロークS2 分下降し、圧縮空気の全量が噴出する。この噴出空気流により、掘削孔底に残るカッティングスが効果的に排除され、カッティングスは掘削時におけると同様の経路を通って地上に運搬、排出される。
【0029】
なお、アウタロッドサブ3に設けた環状隔壁部14は、その軸方向長さがインナロッドサブ4のストローク量よりも長くなっている。このため、万一インナロッドサブ4に設けたダストシール41が摩耗し、インナロッドサブ4の外周にカッティングスや泥が付着した状態でインナロッドサブ4をストロークエンドまで後退させても、これらが直接油圧シリンダ前室15aに引き込まれることはない。
【0030】
上記実施形態によれば次のような作用効果がもたらされる。
(1) インナロッド35は掘削ポジションである前進位置で油圧ドリルヘッドによる打撃を直接受けない構造になっているため、インナロッド先端に取り付けたダウンザホールハンマも打撃を受けることがなく、特別な補強を必要としない。
(2) ハンマビット38はダウンザホールハンマによる打撃力のみを受けるので、これとは周波数が異なる油圧ドリルヘッドによる打撃力も受ける従来のような影響を考慮する必要がない。
【0031】
(3) インナロッドサブ4は油圧力によって必要時にいつでも前進・後退させることができるので、油圧ドリルヘッドによるアウタロッドサブへの打撃を停止することなく、フラッシング操作をすることができる。
(4) インナロッドサブ4のストローク量をフラッシング操作に必要なストロークよりも十分大きくとることにより、アウタビットとハンマビットとの軸方向の前後位置関係を微調整することができるようになるので、地質条件に合わせた掘削ができる。
【0032】
(5) この発明によるクリーニングスイベルは、カッティングス排出に関し、ロータリパーカッションドリルによる二重管掘削工法に必ず使われるクリーニングスイベルと同等の機能を有しているため、ダウンザホールハンマを併用してもカッティングスの飛散がない。
(6) 従来のロータリパーカッションドリルによる二重管掘削工法では油圧ドリルヘッドによる打撃力はアウタビット及びインナビットの双方に分散して伝達される。これに対し、この発明によるクリーニングスイベルを使用した場合、油圧ドリルヘッドによる打撃力はアウタビットにのみ伝達されるので、アウタ側の掘削効率が向上する。
【0033】
(7) この発明によるクリーニングスイベルは、ロータリパーカッションドリルによる二重管掘削工法に必ず使われるクリーニングスイベルと交換して使用することができ、したがって既存の掘削機をそのまま使用することができる。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内管の先端にダウンザホールハンマを取り付けて掘削するロータリパーカッション式二重管掘削工法において、ドリルヘッドの打撃力が内管には伝達されないので、ダウンザホールハンマが受ける種々の影響を回避することができる。また、外管への打撃を停止することなく、フラッシング操作をすることができるので、掘削効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるクリーニングスイベルの実施形態を示す軸方向断面図である。
【図2】図1のA−A線拡大断面図である。
【図3】同クリーニングスイベルの分解断面図である。
【図4】クリーニングスイベルを油圧ドリルヘッドに接続した状態を示す断面図である。
【図5】ダウンザホールハンマを併用して掘削する状態を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
1:クリーニングスイベル
2:トップサブ
3:アウタロッドサブ
4:インナロッドサブ
5:スイベルケース
6:油圧ドリルヘッド
7:シャンクロッド
9:空気流路
9a:軸方向部分
9b:半径方向部分
12:アウタロッドカップリング
13:小径部
14:環状隔壁部
15:油圧シリンダ室
15a:油圧シリンダ前室
15b:油圧シリンダ後室
17:ピストン
18:雌スプライン
19:雄スプライン
23:環状空気室
24a:環状油室
24b:環状油室
25:環状カッティングス室
26:環状空気室
26:空気流入口
27a:作動油入出口
27b:作動油入出口
28:カッティングス排出口
29a:連通孔
29b:連通孔
30:連通孔
31:空隙
32:アウタロッド
33:アウタビット
34:ファーストケーシング
35:インナロッド
36:スターティングロッド
38:ハンマビット
39:ダウンザホールハンマ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning swivel for a double-pipe excavator, and more particularly to a swivel joint suitable when a down-the-hole hammer is used in combination with a rotary percussion drill.
[0002]
[Prior art]
The double-pipe excavation method using a rotary percussion drill having a hydraulic drill head can be excavated while protecting the hole wall with an outer pipe (outer rod), and thus is generalized as a method under a collapsed geological condition. However, this method has the following weak points.
[0003]
After excavating a collapsible formation, if it hits a stable hard rock layer or hard boulder, the excavation speed will decrease. In addition, with a light and small rotary percussion drill, it is difficult to obtain sufficient drilling efficiency due to insufficient power. As the drilling depth increases, the striking force of the hydraulic drill head is attenuated along the way.
[0004]
In order to compensate for such weak points, a down-the-hole hammer is attached to the tip of the inner pipe (inner rod) to generate an impact force in an auxiliary manner. In this case, the impact force by the hydraulic drill head is the inner rod. Is transmitted to the down-the-hole body through the following problems.
[0005]
A general commercially available down-the-hole hammer is not supposed to receive the impact force of the hydraulic percussion on the main body, and has a problem of strength. In order to obtain this strength, there is a method of increasing the thickness of the main body, but for example, if the thickness is increased on the outer diameter side, the clearance with the inner diameter of the outer rod decreases, which may hinder the cuttings discharge, or It needs to be combined with an outer rod that is one size larger. Further, when the wall thickness is increased on the inner diameter side, it is necessary to reduce the size of the piston that generates the striking force, and the excavation ability is reduced. Further, the hammer bit is hit by both the hydraulic drill head and the down-the-hole hammer, and it is very difficult to analyze what kind of influence is caused by hitting with different frequencies, and the prediction cannot be made.
[0006]
For this reason, in general, when double-pipe excavation by hydraulic percussion becomes difficult, the lower rod is left as a casing and the lower layer is switched to single excavation using only down-the-hole hammers, and hydraulic percussion is not activated. ing. However, the following problems arise in this case.
[0007]
Since the cleaning swivel that receives the cuttings discharged through the clearance between the outer rod and the inner rod and receives the cuttings in any direction by a hose or the like cannot be used, scattering of the cuttings cannot be avoided. Since the bit diameter of the down-the-hole hammer needs to be smaller than the inner diameter of the outer rod, an outer rod / outer bit that is one or more times larger is required in order to secure the designed finish hole diameter.
[0008]
If there is a stratum that is difficult to excavate with hydraulic percussion in the middle of the predetermined excavation depth, and there is a stratum that needs to protect the hole wall with an outer rod below, it is centered with a down-the-hole hammer and then expanded with an outer rod / outer bit. A hole is required. However, in this case, it is difficult to discharge the cuttings unless the inner rod / inner bit is reset. If the inner rod / inner bit cannot be set, it is possible that cuttings that are insufficiently discharged may cause problems such as premature wear or seizure of the outer bit. Is expensive. Also, when resetting the inner rod / inner bit, if the diameter of the core hole by the down-the-hole hammer is not sufficiently smaller than that of the inner bit, the inner rod will be blown away, causing a drilling accident such as screw disengagement or rod cutting. .
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following object.
An object of the present invention is to provide a cleaning swivel for a double-pipe excavator capable of solving various problems in a rotary percussion double-pipe excavation method using a down-the-hole hammer.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to achieve the above object.
That is, the present invention is a cleaning swivel that connects between a drill head that generates a rotational force and a striking force and a double tube comprising an inner tube and an outer tube,
A top sub having an air flow path having a rear end connected to the drill head and having an axial portion opening at the front end and a radial portion opening at the outer periphery;
An outer rod sub, in which a rear end portion is fixed to the front end portion outer periphery of the top sub, and a hydraulic cylinder chamber is defined between the top sub and an annular partition formed in an inner periphery of the intermediate portion;
The outer rod sub is slidably inserted in the axial direction, the rear end portion is slidably fitted to the axial portion of the air flow path, the intermediate portion is slidably fitted to the annular partition portion, and An inner rod sub provided with a piston slidable in the hydraulic cylinder chamber;
Means for transmitting rotational force from the outer rod sub to the inner rod sub;
Fitted to the outer circumferences of the top sub and the outer rod sub so as to be relatively rotatable, each has an annular air chamber on the inner circumference, two annular liquid chambers and an annular cutting chamber on the inner circumference, and the annular air chamber on the outer circumference. An air inlet that communicates with the two annular liquid chambers and the annular cutting chamber, and a swivel case that has two liquid inlets and outlets, respectively.
The annular air chamber communicates with a radial portion of the air flow path, and the two front and rear annular liquid chambers communicate with the front and rear chambers of the cylinder chamber via a communication hole provided in the outer rod sub, respectively. The cutting chamber is communicated with a gap between the outer rod sub and the inner rod sub through a communication hole provided in the outer rod sub. In the cleaning swivel.
[0011]
More specifically, a small-diameter portion is formed at the rear end portion of the inner rod sub, and the small-diameter portion is slidably fitted to an axial portion of the air flow path. The means for transmitting the rotational force from the outer rod sub to the inner rod sub is a spline that is formed on the inner circumference of the outer rod sub and the outer circumference of the inner rod sub and is fitted to each other.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is an axial sectional view showing an embodiment of a cleaning swivel (swivel joint) according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG. 1, FIG. 3 is an exploded sectional view, and FIG. It is sectional drawing which shows the state connected to the hydraulic drill head. A
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
As shown in FIG. 2, a
[0017]
The
[0018]
An
[0019]
The
[0020]
Next, the operation of the above embodiment will be described. FIG. 5 is an axial cross-sectional view showing a state where excavation is performed using a down-the-hole hammer. During excavation, the
[0021]
The down-the-
[0022]
In the excavation state shown in FIG. 5A, hydraulic oil of a predetermined pressure is supplied from the hydraulic oil inlet /
[0023]
During excavation, the rotational force and striking force generated by the
[0024]
On the other hand, with respect to the
[0025]
Also, during excavation, compressed air generated by an air compressor (not shown) is added with lubricating oil for a down-the-hole hammer by a line oil (not shown), and then enters the
[0026]
The compressed air further flows into the
[0027]
As shown in FIG. 1, the small-
[0028]
To achieve the flushing state of FIG. 5B, hydraulic oil of a predetermined pressure is supplied from the hydraulic oil inlet /
[0029]
The
[0030]
According to the said embodiment, the following effects are brought about.
(1) Since the
(2) Since the
[0031]
(3) Since the
(4) By making the stroke of the
[0032]
(5) The cleaning swivel according to the present invention has the same function as the cleaning swivel that must be used in the double pipe excavation method with a rotary percussion drill for discharging cuttings. There is no scattering.
(6) In the conventional double-pipe excavation method using a rotary percussion drill, the impact force of the hydraulic drill head is distributed and transmitted to both the outer bit and the inner bit. On the other hand, when the cleaning swivel according to the present invention is used, the striking force by the hydraulic drill head is transmitted only to the outer bit, so the excavation efficiency on the outer side is improved.
[0033]
(7) The cleaning swivel according to the present invention can be used in exchange for the cleaning swivel that is always used in the double pipe excavation method by the rotary percussion drill, and therefore the existing excavator can be used as it is.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the rotary percussion double pipe excavation method in which the down-the-hole hammer is attached to the tip of the inner pipe for drilling, the striking force of the drill head is not transmitted to the inner pipe. Various influences can be avoided. In addition, since the flushing operation can be performed without stopping hitting the outer pipe, excavation efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an axial sectional view showing an embodiment of a cleaning swivel according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is an exploded sectional view of the cleaning swivel.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where a cleaning swivel is connected to a hydraulic drill head.
FIG. 5 is an axial sectional view showing a state where excavation is performed using a down-the-hole hammer.
[Explanation of symbols]
1: Cleaning swivel 2: Top sub 3: Outer rod sub 4: Inner rod sub 5: Swivel case 6: Hydraulic drill head 7: Shank rod 9:
Claims (3)
後端が前記ドリルヘッドに連結され、前端に開口する軸方向部分及び外周に開口する半径方向部分からなる空気流路を有するトップサブと、
このトップサブの前端部外周に後端部が固定され、その中間部内周に形成された環状隔壁部と前記トップサブとの間に液圧シリンダ室が区画されたアウタロッドサブと、
このアウタロッドサブ内に軸方向に移動自在に挿入されて、その後端部が前記空気流路の軸方向部分に、中間部が前記環状隔壁部にそれぞれ摺動自在に嵌合され、外周に前記液圧シリンダ室を摺動自在なピストンが設けられたインナロッドサブと、
前記アウタロッドサブから前記インナロッドサブに回転力を伝達するための手段と、
前記トップサブ及び前記アウタロッドサブの各外周に相対回転自在に嵌合され、内周に環状空気室、前後2つの環状液室及び環状カッティングス室をそれぞれ有し、また外周に前記環状空気室、前記2つの環状液室及び前記環状カッティングス室とそれぞれ連通する空気流入口及び2つの液入出口及びカッティングス排出口を有するスイベルケースとを備え、
前記環状空気室は前記空気流路の半径方向部分と連通し、前記前後2つの環状液室は前記アウタロッドサブに設けられた連通孔を介して前記シリンダ室の前後室とそれぞれ連通し、前記カッティングス室は前記アウタロッドサブに設けられた連通孔を介して前記アウタロッドサブと前記インナロッドサブとの間の空隙に連通していることを特徴とするロータリパーカッション式二重管掘削装置用クリーニングスイベル。A cleaning swivel for connecting between a drill head that generates a rotational force and a striking force and a double pipe comprising an inner pipe and an outer pipe,
A top sub having an air flow path having a rear end connected to the drill head and having an axial portion opening at the front end and a radial portion opening at the outer periphery;
An outer rod sub, in which a rear end portion is fixed to the front end portion outer periphery of the top sub, and a hydraulic cylinder chamber is defined between the top sub and an annular partition formed in an inner periphery of the intermediate portion;
The outer rod sub is slidably inserted in the axial direction, the rear end portion is slidably fitted to the axial portion of the air flow path, the intermediate portion is slidably fitted to the annular partition portion, and An inner rod sub provided with a piston slidable in the hydraulic cylinder chamber;
Means for transmitting rotational force from the outer rod sub to the inner rod sub;
Fitted to the outer circumferences of the top sub and the outer rod sub so as to be relatively rotatable, each has an annular air chamber on the inner circumference, two annular liquid chambers and an annular cutting chamber on the inner circumference, and the annular air chamber on the outer circumference. An air inlet that communicates with the two annular liquid chambers and the annular cutting chamber, and a swivel case that has two liquid inlets and outlets, respectively.
The annular air chamber communicates with a radial portion of the air flow path, and the two front and rear annular liquid chambers communicate with the front and rear chambers of the cylinder chamber via a communication hole provided in the outer rod sub, respectively. The cutting chamber is communicated with a gap between the outer rod sub and the inner rod sub through a communication hole provided in the outer rod sub. Cleaning swivel.
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