CN101435312A - 一种多功能冲击钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以钻进基岩为主的多功能冲击钻机，它包括底盘操控室、钻机主机和桅杆，桅杆上设有固定架、钢丝绳、顶部设有天车和多层的中空密封式伸缩钻杆，杆体上设有排渣龙头，并包括：设置在底盘上的冲击装置的动力装置；若干管道及固定在桅杆上的管道绞盘，所述管道通过绞盘装置与所述钻杆内腔连通并可随钻杆伸缩而伸缩；包括至少一个连通冲击装置动力装置的动力输送管道、至少一个排污排渣管道和一个正压保持管道；设置在所述钻机桅杆上的动力头；动力输送管道连通的冲击装置，通过过渡接头连接在最内层钻杆底部，所述，所述动力头驱动钻杆带动冲击装置摆动进行工作，本发明的多能钻机能有效提高工作效率，转换功能方便快捷，而且可以行走。

Description

一种多功能冲击钻机

技术领域

本发明涉及地下施工机械，尤其涉及一种以钻进基岩为主的桩基基础施工设备。

背景技术

在地下施工中，常常会遇到硬岩石层，最普遍常用钻进方式之一有钢丝绳冲击，仅适用中硬岩石，效率极低，耗能大，成孔质量差，复杂工程不能工作；之二有转盘式或顶置动力头钻机，采用牙轮或滚刀钻头进行钻进，主要是靠旋转及钻具(包括加重块)剋削岩石，完成这项工作的，钻机旋转速度每分钟不过几转到十几转，钻进速度慢，导致工作效率低下。而且这种钻机的钻杆采用分段式法兰连接或螺纹连接，起下钻辅助时间长，劳动强度大；之三有旋挖式钻机采用顶部加压，加压力有限，一般适用于软岩层施工。

发明内容

本发明旨在解决现有各类钻机钻进硬岩层工作效率低、费时费力等缺陷，提供一种多功能冲击钻机。本发明的多能钻机能有效提高工作效率，转换功能方便快捷，而且可以行走，能满足钻孔和地下连续墙施工。

本发明是这样实现的：一种多功能冲击钻机，它包括液压履带底盘，该底盘上设有操控室、钻机主机和直立的桅杆系统，桅杆上设有钢丝绳，顶部设有天车，通过钢丝绳和固定架连接钻杆，钻杆下部连接有工作装置，所述钻杆为多层的中空密封式伸缩钻杆，杆体上设有排渣龙头及集渣筒，它还包括：

工作装置之动力装置，它设置在底盘上并由钻机主机的动力装置提供动力；

若干柔性管道用于缠绕该管道的管道绞盘，所述绞盘或固定于桅杆或可沿桅杆上下升降；所述柔性管道通过绞盘装置与工作装置连接，并可随钻杆伸缩而伸缩，所述的管道包括至少一个连通工作装置的动力装置的动力输送管道、和一个正压保持管道；

动力头，它设置在所述钻机桅杆系统上，并带有套管驱动器，以随钻杆跟进以控制工作以装置以摆动、回转、水平移动等方式钻进；

深度测量、孔底压力控制装置、钻进自动控制装置，它们设置在钻机主机上；

所述的多功能冲击钻机，所述工作装置为冲击装置，它通过过渡接头连接在最内层钻杆底部，并由压缩空气或液压油驱动；所述动力头为摆动式、旋转式、水平移动式动力头。

所述的多功能冲击钻机，所述冲击装置为中空排渣的贯通式气动潜孔锤或液动潜孔锤、多头组合式潜孔锤及非贯通式潜孔锤之一。

所述的多功能冲击钻机，所述过渡接头为气水混合器。

所述的多功能冲击钻机，所述排渣龙头连接所述伸缩式钻杆的最外层，连接悬吊钻杆的钢丝绳，下端连接中空旋转接头连接最内层的钻杆，上端穿过排渣龙头绕过天车连接卷扬机。

所述的任一多功能冲击钻机，所述工作装置的动力装置为空压机，该空压机置于主机上，由主机直接供其动力，采用气、电、液联控，进行动力切换；所述管道主要包括至少一个输送压缩空气驱动冲击装置的动力输送管道，至少一个连通钻管内提供空气正反循环动力的管道，至少两个连通冲击装置以排除工作回气的管道。

所述的任一多功能冲击钻机，所述钻机动力装置为液压油由钻机主机提供的液压驱动装置，所述潜孔锤为液动潜孔锤，所述的管道主要包括至少一个进油管、至少一个回油管和至少一个连通钻管内提供空气正反循环动力的管道。

所述的多功能冲击钻机，所述工作装置为旋挖装置，所述动力头为旋转式更换动力头以进行旋挖工艺施工。

所述的任一多功能冲击钻机，所述操控室和桅杆系统可旋转地连接于底盘上，桅杆系统为大三角支撑或四连杆机构，组装迅速方便，灵活校正工作位置，保持钻孔垂直度，并能进行斜孔钻进。运输时，所述桅杆呈平卧状以符合运输标准。

所述的任一多功能冲击钻机，主机上设有测重装置，有计算机控制冲击工作装置的工作压力，设有测深装置，动态测量钻进深度。

本发明的工作装置采用冲击装置，改变原以剋取切削为主的钻进方法，以钻机主机驱动空压机或液压系统来使冲击装置的冲击、碾碎岩石；钻杆为中空伸缩式的，可以使冲击装置随挖掘孔深度加大而不断钻进。为提高冲击工作装置可靠性和使用寿命，冲击装置与管道组成一个封闭工作循环系统；能使工作装置内腔压力始终大于工作装置外部压力；建立内部压力，使得外部介质不能进入工作装置。用气举反循环带动钻渣沿着伸缩式钻杆内腔通过排渣水龙头，通过排渣管道排除；若采用空气正循环，则钻渣落入集渣斗，提出地面后排渣，提高钻进基岩的工作效率。由于采用柔性管道和伸缩钻杆能极其简便地提升和下放冲击工作装置，能迅速下达到工作面，也可及时地提至地面，排除故障，更换工作装置，同时本发明的钻机底盘为可转动的履带式底盘，使钻机运动灵活，减少设备的投入。

附图说明

下面，结合附图，进一步说明本发明：

图1为本发明所述多功能钻机主视图；

图2为钻机工作状态示意图；

图3为所述绞盘在桅杆系统移动的示意图；

图4为所述平行四边形机构的桅杆系统示意图；

图5为钻机运输状态示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2并结合图3，图中所示：一种多功能冲击钻机，它包括液压履带底盘1，底盘1上设有操控室2、钻机主机3和直立的桅杆系统4，桅杆系统4上设有钢丝绳5，顶部设有天车6，通过由卷扬机驱动的钢丝绳5和固定架401连接钻杆7，所述钻杆7为多层的中空密封式伸缩钻杆，钻杆7下部连接有工作装置12，杆体上设有排渣龙头8供反循环排渣用或在下部连接集渣筒14供正循环排渣用，它还包括：

工作装置12之动力装置11，它设置在底盘1上并由钻机主机3提供动力；

若干柔性管道8及固定在桅杆4上的用于缠绕管道8的管道绞盘9，所述绞盘9固定于桅杆系统4或可沿桅杆4上下升降(见图3)；所述柔性管道8通过绞盘9与工作装置11连接，并可随钻杆7伸缩而伸缩；所述柔性管道8包括至少一个连通钻机动力装置7的动力输送管道、至少一个排污排渣管道和一个正压保持管道(图中未能显示)；

动力头10，它设置在所述钻机桅杆系统4上，并带有套管驱动器，以使套管随钻跟进护壁并控制工作装置12以摆动、回转、水平移动等方式钻进。

工作装置12，它通过过渡接头13连接在最内层钻杆7底部，所述动力输送管道连通工作装置12，所述动力头10驱动工作装置12。

在本发明一个实施例中，所述钻机为冲击钻机：

所述工作装置12为冲击装置，如中空排渣的贯通式气动潜孔锤或液动潜孔锤、多头组合式潜孔锤及非贯通式潜孔锤之一，它通过过渡接头13(本实施例为气水混合器)连接在最内层钻杆7底部，并由压缩空气或液压油驱动；所述动力头10为摆动式动力头。所述排渣龙头8通过中空旋转接头801以连通方式连接所述伸缩式钻杆7的最外层，连接悬吊钻杆7的钢丝绳5，下端穿过该中空旋转接头801连接最内层的钻杆7，上端穿过排渣龙头8绕过天车6连接卷扬机。

所述的多功能冲击钻机，所述底盘1为履带式底盘，所述操控室1和桅杆4可旋转地连接于底盘1上。

本实施例可以采取各种动力源，在一个实施例中，所述工作装置12的动力装置11为空压机，该空压机置于钻机主机上，由主机直接供其动力，采用气、电、液联控，进行动力切换；所述管道主要包括一个输送压缩空气驱动潜孔锤的动力输送管道811，一个连通钻管内提供空气正反循环动力的管道812，两个连通潜孔锤以排除工作回气的管道(图中未能明示)；

而在另一个实施例中；所述工作装置12的动力装置11为液压油由钻机主机提供的液压驱动装置，所述潜孔锤为液动潜孔锤，所述的管道主要包括一个进油管811、一个回油管812和一个连通钻管内提供空气正反循环动力的管道(图中未能明示)。

所述的多功能冲击钻机做作为旋挖钻机时，只需将所述工作装置12调换为旋挖装置，所述动力头更换为旋转式动力头既可进行旋挖工艺施工。

为了提高施工速度，上述各实施例，所述操控室2和桅杆系统4可旋转地连接于液压履带底盘1上；为了方便运输和安装，桅杆系统4为大三角支撑四连杆机构或平行四边形机构(见图4)，组装迅速方便，灵活校正工作位置，保持钻孔垂直度，并能进行斜孔施工。运输时，所述桅杆系统4呈平卧状以符合运输标准(请参见图5)。

Claims (9)

1.一种多功能冲击钻机，它包括液压履带底盘，该底盘上设有操控室、钻机主机和直立的桅杆系统，桅杆上设有钢丝绳，顶部设有天车，通过由卷扬机带动的钢丝绳和固定架连接钻杆，钻杆下部连接有工作装置，其特征在于，所述钻杆为多层的中空密封式伸缩钻杆，杆体上设有排渣龙头或集渣筒以使冲击钻进进行正反循环排渣，它还包括：

工作装置之动力装置，它设置在底盘上并由钻机主机的动力装置提供动力；

若干柔性管道及用于缠绕该管道的管道绞盘，所述绞盘固定于桅杆系统或可沿桅杆上下升降；所述柔性管道通过绞盘装置与工作装置连接，并可随钻杆伸缩而伸缩，所述的管道包括至少一个连通工作装置的动力装置的动力输送管道、和一个正压保持管道；

动力头，它设置在所述钻机桅杆系统上，并带有套管驱动器，使套管随钻杆跟进护壁并控制工作装置以摆动、回转、水平移动等方式钻进；

深度测量、孔底压力控制钻进和自动控制装置，它们设置在钻机主机上。

2.根据权利要求1所述的多功能冲击钻机，其特征在于，所述工作装置为冲击装置，它通过过渡接头连接在最内层钻杆底部，并由压缩空气或液压油驱动；所述动力头为摆动式动力头，工作装置与管道组成一个封闭工作循环，工作装置内腔压力始终大于工作装置外部压力，即保证内部正压。

3.根据权利要求2所述的多功能冲击钻机，其特征在于，所述冲击装置为中空排渣的贯通式气动潜孔锤或液动潜孔锤、多头组合式潜孔锤及非贯通式潜孔锤之一。

4.根据权利要求2所述的多功能冲击钻机，其特征在于，所述过渡接头为气水混合器。

5.根据权利要求2所述的多功能冲击钻机，其特征在于，所述排渣龙头连接所述伸缩式钻杆的最外层，连接悬吊钻杆的钢丝绳，下端穿过中空旋转接头连接最内层的钻杆，上端穿过排渣龙头过天车后连接卷扬机。

6.根据权利要求1至4所述的任一多功能冲击钻机，其特征在于，所述工作装置的动力装置为空压机，该空压机置于主机上，由主机直接供其动力，采用气、电、液联控，进行动力切换；所述管道主要包括至少一个输送压缩空气驱动潜孔锤的动力输送管道，至少一个连通钻管内提供空气正反循环动力的管道，至少两个连通潜孔锤以排除工作回气的管道，工作动力通过管道直接连通工作装置。

7.根据权利要求1至4所述的任一多功能冲击钻机，其特征在于，所述钻机动力装置为液压油由钻机主机提供的液压驱动装置，所述潜孔锤为液动潜孔锤，所述的管道主要包括至少一个进油管、至少一个回油管和至少一个连通钻管内提供空气正、反循环动力的管道。

8.根据权利要求1所述的多功能冲击钻机，其特征在于，所述工作装置为旋挖装置，所述动力头为旋转式更换动力头以进行旋挖工艺施工。

9.根据权利要求1、2、3、4、5或8所述的任一多功能冲击钻机，其特征在于，所述操控室和桅杆系统可旋转地连接于底盘上，桅杆系统为大三角支撑四连杆机构或平行四边形机构，以保持垂直或斜孔钻进，运输时，所述桅杆呈平卧状以符合运输标准。

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