反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械及粧基礎(chǔ)施工領(lǐng)域，特別是一種反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有技術(shù)旋挖鉆機的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括底盤(1)，安裝在底盤(1)的桅桿(5)，動力頭(4)安裝在桅桿(5)的導(dǎo)軌上，設(shè)置在底盤(1)上的卷揚通過鋼絲繩連接伸縮鉆桿(3)及鉆斗(2)，伸縮鉆桿(3)為機鎖式(或摩阻式)鉆桿。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的旋挖鉆機在硬巖(單軸抗壓強度大于lOOMPa的巖石)中很難鉆進，雖有旋挖鉆機使用牙輪筒鉆鉆頭鉆入微風化巖石的例子，但存在施工效率低，鉆頭磨損太快的問題，鉆機鉆入硬巖時只依靠較大的扭矩和較大的加壓力也使機器本身產(chǎn)生劇烈的震動影響機器的使用壽命。
[0004]目前采用潛孔錘入巖施工的傳統(tǒng)施工方法為正循環(huán)鉆進，壓縮氣體通過鉆桿上的進氣通道到潛孔錘，氣體驅(qū)動潛孔錘鉆進，廢氣從潛孔錘的排氣孔排出，廢氣同時攜帶巖渣肩由孔壁與鉆桿外壁的環(huán)狀間隙一同排出至地表，形成正循環(huán)鉆進。潛孔錘正循環(huán)鉆進時，高速氣流沖刷孔壁，不利于孔壁穩(wěn)定。廢氣將粉狀的巖渣排出，粉塵彌漫，影響施工，容易造成環(huán)境污染。當鉆孔直徑較大時，驅(qū)動潛孔錘工作的進氣量小于排渣所需的風量，造成排渣困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明有技術(shù)存在的不足提供一種高效入巖鉆進，成本低，施工過程既能保護孔壁又能保護環(huán)境的反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機及其施工方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，
[0007]—種反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機，包括反循環(huán)動力頭、鉆桿、反循環(huán)氣動潛孔錘和鉆頭，所述鉆桿的上端安裝在反循環(huán)動力頭上，所述鉆桿下端連接反循環(huán)氣動潛孔錘和鉆頭，所述反循環(huán)動力頭的回轉(zhuǎn)軸下通過緩沖器和氣盒子與鉆桿連接，所述氣盒子上設(shè)有進氣口和排氣口，所述進氣口的一端與空壓機連接，另一端通過鉆桿上設(shè)置的獨立的進氣通道與反循環(huán)氣動潛孔錘連接，從而驅(qū)動反循環(huán)氣動潛孔錘工作，所述反循環(huán)氣動潛孔錘中的壓縮空氣通過鉆桿上的排氣通道與的排氣口連通排出，所述反循環(huán)氣動潛孔錘的中心排渣孔依次與鉆桿中部的排渣通道、氣盒子的排渣通道、緩沖器和水龍頭的中心管連通，所述水龍頭的中心管通過排渣管與砂石栗連通，所述砂石栗的排出管與泥漿池連通，所述泥漿池與鉆孔連接。
[0008]所述鉆桿的外部連接有扶正器。
[0009]所述氣盒子的進氣口通過進氣膠管與空壓機連接。
[0010]所述泥漿池與鉆孔之間設(shè)置有過濾池。
[0011]—種反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機施工方法，所述空壓機將壓縮空氣經(jīng)進氣膠管與鉆桿的進氣通道至反循環(huán)氣動潛孔錘，反循環(huán)氣動潛孔錘入巖鉆進，砂石栗將反循環(huán)氣動潛孔錘鉆進時的帶巖渣肩的泥漿通過鉆桿的中空通道從孔底抽出到泥漿池，泥漿經(jīng)過濾池過濾后又流入鉆孔內(nèi)形成液體反循環(huán)。
[0012]由于采用上述結(jié)構(gòu)，本裝置將氣動潛孔錘碎巖鉆進與液體介質(zhì)反循環(huán)排渣相結(jié)合，空壓機將壓縮空氣經(jīng)進氣膠管與鉆桿上獨立的進氣通道送至反循環(huán)氣動潛孔錘，帶動反循環(huán)氣動潛孔錘入巖鉆進，而砂石栗將帶有巖渣肩的泥漿通過反循環(huán)氣動潛孔錘的排渣孔、鉆桿的中空通道從鉆孔底部抽出，抽至泥漿池，而泥漿池內(nèi)的泥漿經(jīng)過濾后又流入鉆孔內(nèi)形成液體反循環(huán)，因此本裝置在鉆孔時，不會出現(xiàn)粉塵彌漫的現(xiàn)象，而且由于液體能夠減少鉆頭對孔壁的碰撞機會，能實現(xiàn)高效入巖鉆進，保證鉆速的穩(wěn)定，而且通過液體的循環(huán)保證排渣的效率，通過過濾，使得進入鉆孔底干凈，防止二次破碎，鉆機所需扭矩小，鉆桿所需的向下加壓力小。
【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的旋挖鉆機結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的旋挖鉆機及施工方法原理圖。
[0015]圖中:1、底盤；2、鉆斗；3、伸縮鉆桿；4、動力頭；5、桅桿；6、鉆頭；7、反循環(huán)氣動潛孔錘；8、扶正器；9、鉆桿；10、排氣通道；11、進氣通道；12、進氣口 ；13、氣盒子；14、排氣口 ；15、緩沖器；16、水龍頭；17、排渣管；18、砂石栗；19、進氣膠管；20、空壓機；21、反循環(huán)動力頭。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0017]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明不當限定。在附圖中:
[0018]參見圖2，本裝置包括底盤1和設(shè)置在底盤上的桅桿5，反循環(huán)動力頭21安裝在桅桿5的導(dǎo)軌上，設(shè)置在底盤1上的卷揚通過鋼絲繩連接反循環(huán)動力頭21沿導(dǎo)軌上下滑動。反循環(huán)動力頭21可在現(xiàn)有技術(shù)旋挖鉆機上進行改裝而成，將動力頭4拆除多余部件成為反循環(huán)動力頭21，再在反循環(huán)動力頭21上安裝水龍頭16，反循環(huán)動力頭下端的回轉(zhuǎn)軸安裝緩沖器15，緩沖器15連接氣盒子13，氣盒子13連接鉆桿9，鉆桿9連接反循環(huán)氣動潛孔錘7，反循環(huán)氣動潛孔錘7下連接鉆頭6，鉆桿9上裝有扶正器8。
[0019]空壓機20接進氣膠管19，進氣膠管19另一端連接氣盒子13的進氣口 12。
[0020]水龍頭16的排渣口連接排渣管17，排渣管17的另一端連接砂石栗18。砂石栗18可將泥漿栗到沉淀池中。
[0021]反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機施工方法為啟動空壓機20壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)進氣膠管19、氣盒子13上的進氣口 12、鉆桿的進氣通道11至反循環(huán)氣動潛孔錘7，驅(qū)動潛孔錘7碎巖工作，廢氣經(jīng)鉆桿9上的排氣通道10、氣盒子13的排氣口中排出。反循環(huán)動力頭21驅(qū)動鉆桿9、反循環(huán)氣動潛孔錘7與鉆頭6同時旋轉(zhuǎn)進行工作。此時產(chǎn)生的巖渣肩于泥漿混合在孔底，砂石栗18工作時使排渣管17、和鉆桿9的排渣通道內(nèi)產(chǎn)生負壓。泥漿在負壓的作用下帶著巖渣肩往上返出，依次經(jīng)過反循環(huán)氣動潛孔錘7的中心孔、鉆桿9的排渣通道、氣盒子13的排渣通道、緩沖器15，水龍頭16的中心管、排渣管17到砂石栗18，砂石栗18的排出管對著泥漿池，經(jīng)沉淀過濾后的泥漿又流回孔底，從而實現(xiàn)沖洗液的反循環(huán)。
[0022]工作中，鉆桿9上的扶正器8起到鉆桿垂直作用，防止斜孔。緩沖器15在工作中起到減震作用，有效保護各元件。
[0023]反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機及其施工方法是氣動潛孔錘碎巖鉆進與液體介質(zhì)反循環(huán)排渣相結(jié)合。該施工方法能有效的對付硬地層，能實現(xiàn)高效入巖鉆進，鉆速穩(wěn)定，鉆具轉(zhuǎn)速低，使用壽命長，鉆進過程中減少對孔壁的碰撞機會，排渣效率高，孔底干凈，防止二次破碎，鉆機所需扭矩小，鉆桿所需的向下加壓力小。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機，包括反循環(huán)動力頭(21)、鉆桿(9)、反循環(huán)氣動潛孔錘(7)和鉆頭(6)，所述鉆桿(9)的上端安裝在反循環(huán)動力頭(21)上，所述鉆桿(9)下端連接反循環(huán)氣動潛孔錘(7)和鉆頭￠)，其特征在于:所述反循環(huán)動力頭(21)的回轉(zhuǎn)軸下通過緩沖器(15)和氣盒子(13)與鉆桿(9)連接，所述氣盒子(13)上設(shè)有進氣口(12)和排氣口(14)，所述進氣口(12)的一端與空壓機連接，另一端通過鉆桿上設(shè)置的獨立的進氣通道(11)與反循環(huán)氣動潛孔錘(7)連接，從而驅(qū)動反循環(huán)氣動潛孔錘(7)工作，所述反循環(huán)氣動潛孔錘(7)中的壓縮空氣通過鉆桿(9)上的排氣通道(10)與的排氣口(14)連通排出，所述反循環(huán)氣動潛孔錘(7)的中心排渣孔依次與鉆桿(9)中部的排渣通道、氣盒子(13)的排渣通道、緩沖器(15)和水龍頭(16)的中心管連通，所述水龍頭(16)的中心管通過排渣管(17)與砂石栗(18)連通，所述砂石栗(18)的排出管與泥漿池連通，所述泥漿池與鉆孔連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機，其特征在于:所述鉆桿(9)的外部連接有扶正器(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機，其特征在于:所述氣盒子(13)的進氣口通過進氣膠管(19)與空壓機(20)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機，其特征在于:所述泥漿池與鉆孔之間設(shè)置有過濾池。5.一種反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機施工方法，利用權(quán)利要求1至4之一所述的反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機，其特征在于:所述空壓機(20)將壓縮空氣經(jīng)進氣膠管(19)與鉆桿的進氣通道(11)至反循環(huán)氣動潛孔錘(7)，反循環(huán)氣動潛孔錘(7)入巖鉆進，砂石栗(18)將反循環(huán)氣動潛孔錘(7)鉆進時的帶巖渣肩的泥漿通過鉆桿(9)的中空通道從孔底抽出到泥漿池，泥漿經(jīng)過濾池過濾后又流入鉆孔內(nèi)形成液體反循環(huán)。
【專利摘要】一種反循環(huán)氣動潛孔錘旋挖鉆機及其施工方法，旋挖鉆機包括底盤和設(shè)置在底盤上的桅桿，反循環(huán)動力頭安裝在桅桿的導(dǎo)軌上，反循環(huán)動力頭上部裝有水龍頭，水龍頭與排渣管連接，反循環(huán)動力頭下部安裝有緩沖器，緩沖器連接有氣盒子，氣盒子與進氣膠管連接，氣盒子下端連接鉆桿，鉆桿下端連接反循環(huán)氣動潛孔錘和鉆頭。本發(fā)明使旋挖鉆機具備反循環(huán)氣動潛孔錘施工功能。本發(fā)明能實現(xiàn)高效率入巖，同時能有效保護孔壁，所需鉆壓和回轉(zhuǎn)扭矩小，能連續(xù)取芯，并能有效解決孔口粉塵污染。
【IPC分類】E21B7/02, E21B21/00, E21B4/20, E21B4/14, E21B21/06
【公開號】CN105401879
【申請?zhí)枴緾N201510884098
【發(fā)明人】何清華, 朱建新, 蘇東恒, 熊明強, 凡知秀, 曾素, 丁曲
【申請人】山河智能裝備股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月3日