专利名称：钻孔、旋扩盘、清孔一体机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于钻孔灌注桩基施工设备，特别涉及一种钻孔、旋扩盘、 清孔一体机。
背景技术：
目前，挤扩支盘灌注桩较多的被采用，现已开发应用了多种机械设备和施工方法， 但是均不同程度上存在着工序复杂、需要多种机械穿插配合、施工效率低等弊端。例如，专利号为ZL 98102841. 1的中国专利，公开了一种全智能多功能液压挤扩装置，它由液压油缸、挤扩机构、活塞等组成，可以在钻机钻出的桩孔内挤扩成盘型。但该装置为多次挤扩，成型不完整，因土的回弹，使得成盘直径需要计算修正，同时，不具备增大初始角的功能，在较硬土层中挤扩困难，在清理桩孔底部渣土时需配备另一套设备，挤扩装置工作效率低。公开号为CN 1948700A的中国专利公开了一种旋挖挤扩钻机及其工法，该旋挖挤扩钻机由车身及控制系统、桅杆、卷扬、上下支撑套、挤扩油缸、钻杆、动力头、旋扩臂和旋挖斗组成。工作时，动力头带动旋挖斗转动，进行竖向钻孔，当钻入一定深度时，上下旋扩臂逐渐打开，对土体进行挤压，旋挤出一个扩大型腔。但是，该旋挖挤扩钻机的工法按现行桩基施工定额标准衡量根本无经济效益可言；该旋挖挤扩钻机由于动力头设在机身上，须经钻杆传递旋转扭力，使得机械结构复杂、造价昂贵，而且由于旋扩部分液压油管设置问题未解决和旋扩机构无法承受旋挖斗旋挖时所需的旋转扭力，所以该机械很难投入到正常的工程施工中。
实用新型内容本实用新型的目的，是提供了钻孔旋扩支盘一体机，提供一种集钻孔、旋扩盘、清孔功能于一身的混凝土灌注桩专用施工机械，简称“一体机”，或“钻孔、旋扩盘、清孔一体机”。利用旋扩体顺时针旋转完成钻孔作业；利用旋扩体逆时针旋转进行旋扩盘作业，并随着钻孔、旋扩盘作业而持续进行清孔，使用该机作业可形成盘腔形状规整、质量可靠的旋扩支盘灌注桩桩孔，由与其配套的灌注架接续完成灌注成桩工序。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，包括内管，内管外周安装中管，中管外周安装外管，中管的下端穿出外管外安装钻头，钻头通过单向传动机构与中管连接；内管的前后侧壁上对应开设一对内管固定销槽孔和一对外管固定销回旋槽孔，内管固定销槽孔位于外管固定销回旋槽孔的上方；外管固定销回旋槽孔的宽度大于内管固定销槽孔的宽度，并且，外管固定销回旋槽孔的左侧与内管固定销槽孔的左侧上下对齐；或外管固定销回旋槽孔的右侧与内管固定销槽孔的右侧上下对齐；中管的侧壁上前后对应开设一对条形的旋扩行程槽孔，每根旋扩行程槽孔的上端的右侧或左侧开设一个钻扩功能转换槽孔；同侧的钻扩功能转换槽孔和外管固定销回旋槽孔分别位于旋扩行程槽孔的左右两侧；外管中部的侧壁上前后对应开设一对外管固定销槽孔，外管固定销槽孔与外管固定销回旋槽孔对应相通；内管和中管之间安装内管固定销，内管固定销位于内管固定销槽孔内，且内管固定销的两端分别位于旋扩行程槽孔或内钻扩功能转换槽孔
4内；内管、中管和外管之间安装外管固定销，外管固定销的两端分别位于外管固定销回旋槽孔、旋扩行程槽孔和外管固定销槽孔内；外管的外壁上安装上旋扩臂座，上旋扩臂座上安装上旋扩臂，上旋扩臂的上端通过上旋扩臂轴与上旋扩臂座铰接；中管下部位于外管外的外壁上安装下旋扩臂座，下旋扩臂座上安装下旋扩臂，下旋扩臂的下端通过下旋扩臂轴与下旋扩臂座铰接，下旋扩臂的上端通过旋扩臂中间轴与上旋扩臂的下端铰接；所述钻头的钻头杆内开设内腔，钻头杆的内腔与内管的内腔相通。为进一步实现本实用新型的目的，还可以采用以下技术方案实现所述单向传动机构由盖板、弹簧、卡舌、卡舌座和卡键连接构成，中管下部位于外管外的侧壁上开设安装窗口，安装窗口内安装盖板，盖板上设有第一定位块和一对挡块，中管上安装卡舌座，卡舌座和第一定位块位于挡块的两侧，盖板与中管固定连接；卡舌座上活动安装卡舌，卡舌上设有轴和第二定位块，卡舌座上开设半圆槽，半圆槽与轴配合；第一定位块和第二定位块之间安装弹簧，弹簧的一端与第一定位块连接，弹簧的另一端与第二定位块连接；所述钻头与中管连接部分安装卡键，卡键的一端与卡舌的一端配合。所述的钻头由钻头杆、板状钻尖、导向腰带和连接翼板连接构成，钻头杆的下端安装片状的板状钻尖，钻头杆的外周安装导向腰带，导向腰带通过三根连接翼板与钻头杆连接；钻头杆的内腔与内管的内腔相通。中管内安装钻头杆挡环，钻头杆挡环与钻头杆的上端配合。钻头杆的顶部外周设有钻头杆内外套，钻头杆内外套位于钻头杆与中管之间。所述内管上部位于外管的外周设置有旋转密封罩，旋转密封罩的外周安装下密封件；内管的外周开设侧孔，侧孔位于旋转密封罩内且与内管的内腔相通；所述内管的上端安装动力机构，动力机构的外周安装固定密封罩，固定密封罩的外周安装上密封件，上密封件与下密封件端面接触密封；固定密封罩的侧壁上安装泥浆进口管。外管的侧壁上竖向前后对应设置两排或两排以上的旋扩盘泥浆循环出口，每排由至少两个旋扩盘泥浆循环出口组成；同排旋扩盘泥浆循环出口的任两个相邻的旋扩盘泥浆循环出口之间的间距等于旋扩盘泥浆循环出口的直径，异排旋扩盘泥浆循环出口之间均错开一个旋扩盘泥浆循环出口直径的距离；中管的侧壁上前后对应开设两个排泥浆口 ；内管的侧壁上竖向前后对应开设两排或两排以上内管排泥浆口，每排由至少两个内管排泥浆口组成；同排内管排泥浆口中的任两相邻的内管排泥浆口之间的间距等于内管排泥浆口的直径，异排的内管排泥浆口之间均错开一个内管排泥浆口直径的距离；中管排泥口与旋扩盘泥浆循环出口的直径相等。内管固定销和外管固定销的横断面是矩形。外管固定销的底部竖直安装连接杆，连接杆与钻头杆上端的钻杆泥浆循环出口上下对应，连接杆的下部设有限位块，连接杆的外周活动安装锥形重块，锥形重块的下端直径小于其上端直径。本实用新型的积极效果在于以下方面1、利用潜水钻动力头输出的顺时针转动与逆时针转动，完成钻孔、旋扩盘和清孔的全部工序，一机多用，可大幅提高工作效率；2、整机结构简单、操作灵活，造价低廉，经济实用，方便与其它施工机械的协调配合，适合应用于除岩石以外的所有地层，推广和应用前景广阔；3、钻头杆部位设置的钻孔、旋扩盘转换机构，即单向传动机构，可实现钻孔和旋盘两个工序的转换，实现一机多用，具有结构紧凑，牢固耐用，可保证钻孔和旋扩盘腔的稳定性和可靠性的优点；4、在上旋扩臂、下旋扩臂一侧均可设置硬质合金和旋扩进尺限位块，为快速、高效、平稳地旋扩盘腔创造了条件；5、所述一体机的作业效率高，成孔、成盘质量可靠，用混凝土灌注成型的旋扩灌注桩，具有承载力高、适应性广泛的显著优势；6、伴随着钻孔和旋扩盘作业的转换，泥浆循环通道出口也作出相应的转换，这成为一体机的独有技术。另外，钻孔作业时的泥浆循环出口设置在钻尖处，使喷出的泥浆强劲地冲刷孔底中心，这对于保持钻成孔的垂直的度，提高作业效率和成孔、成桩质量至关重要；旋盘作业时，泥浆改由旋扩盘泥浆循环出口喷出，软化钻孔侧壁与旋扩臂接触的土层， 提高旋扩效率；7、泥浆管旋转密封采用了旋转管横断面作为密封平面，钢制密封件，以上密封件的自身重量作为密封压力比使用弹簧受力更为均衡，密封效果稳定、可靠，使用寿命长，成为该机的创新点之一。8、旋扩盘作业过程中嵌入孔底地层静止不动的钻头，成为旋扩臂转动施行旋扩盘作业快速、平稳进行所必不可少的、和十分可靠的旋转中心支撑点。9、使用钻孔、旋扩盘、清孔一体机施工，可能节省大量施工机械和施工人员，从而大大降低施工成本，并有利于改善施工环境。
图1是本实用新型所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机的结构示意图；图2是图1的 I局部放大结构示意图；图3是图1的A向放大结构示意图；图4是图1的F-F剖视放大结构示意图，图中卡舌22与卡键21配合，中管4可带动钻头杆23顺时针转动；图5是图1的 F-F剖视放大结构示意图，图中中管4逆时针转动，卡舌22无法通过卡键21带动钻头杆23 转动；图6是外管的结构示意图；图7是图6的B向结构示意图；图8是图6的C-C剖视结构示意图；图9是图6的D-D剖视结构示意图；图10是图6的E-E剖视结构示意图；图11 是图6的左视结构示意图；图12是中管的结构示意图；图13是中管的半剖结构示意图；图 14是图13的G-G剖视结构示意图；图15是图13的H-H剖视结构示意图；图16是图13的 I-I剖视结构示意图；图17是图13的J-J剖视结构示意图；图18是内管的结构示意图；图 19是内管半剖结构示意图；图20是图19的K-K剖视结构示意图；图21是图19的L-L剖视结构示意图；图22是图19的M-M剖视结构示意图；图23是图19的N-N剖视结构示意图；图M是钻头的结构示意图；图25是M的俯视结构示意图；图沈是所述钻孔旋扩支盘一体机的使用状态图；图27是图1的II局部放大结构示意图。附图标记1内管2内管固定销3外管固定销回旋槽孔4中管5钻扩功能转换槽孔6旋扩行程槽孔7外管8外管固定销9旋扩盘泥浆循环出口 10上旋扩臂座U下旋扩臂座12上旋扩臂13下旋扩臂14上旋扩臂轴15下旋扩臂轴16旋扩臂中间轴17外管固定销槽孔18内管固定销槽孔19钻头杆托环20钻头21卡键
22卡舌23钻头杆M卡舌座25弹簧沈盖板27钻头杆挡环观外管导向盖板四钻孔泥浆循环出口 30卡键固定槽孔31旋转密封罩32下密封件33硬质合金 34旋扩进尺限位板35固定密封罩36上密封件37旋转体上端法兰38动力头输出端旋转法兰39泥浆进口管40挡块41安装窗口 42第一定位块43第二定位块44 半圆槽45轴46定位块47板状钻尖48导向腰带49连接翼板50钻头杆内外套51侧孔52内管排泥浆口 53中管排泥浆口 M螺栓55连接杆56限位块57锥形重块58钻杆泥浆循环出口。
具体实施方式
本实用新型所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，包括内管1，内管1外周安装中管4， 中管4外周安装外管7，中管4的下端穿出外管7外安装钻头，钻头通过单向传动机构与中管4连接，单向传动机构可使钻头只能随中管4向一个方向转动。内管1、中管4和外管7 连接构成旋转体。如图18至图21所示，内管1的前后侧壁上对应开设一对内管固定销槽孔18和一对外管固定销回旋槽孔3，内管固定销槽孔18位于外管固定销回旋槽孔3的上方；外管固定销回旋槽孔3的宽度大于内管固定销槽孔18的宽度。根据设定钻头旋转方向的不同，在内管1和中管4上开设内管固定销槽孔18和钻扩功能转换槽孔5的位置也不同，具体设计方案如下若需中管4如图4所示顺时针旋转能够带动钻头转动，则如图18所示，外管固定销回旋槽孔3的左侧与内管固定销槽孔18的左侧上下对齐，外管固定销回旋槽孔3的右侧相对内管固定销槽孔18向右偏移，如图12和图13所示，中管4的侧壁上前后对应开设一对条形的旋扩行程槽孔6，每根旋扩行程槽孔6 的上端的右侧开设一个钻扩功能转换槽孔5。若需中管4逆时针旋转能够带动钻头转动，外管固定销回旋槽孔3的右侧与内管固定销槽孔18的右侧上下对齐，外管固定销回旋槽孔3 的左侧相对内管固定销槽孔18向左偏移，中管4的侧壁上前后对应开设一对条形的旋扩行程槽孔6，每根旋扩行程槽孔6的上端的左侧开设一个钻扩功能转换槽孔5。总之，无论要求中管4在顺时针或逆时针情况下带动钻头旋转，同侧的钻扩功能转换槽孔5和外管固定销回旋槽孔3分别位于旋扩行程槽孔6的左右两侧。如图6和图8所示，外管7的侧壁上前后对应开设一对外管固定销槽孔17，外管固定销槽孔17与外管固定销回旋槽孔3和旋扩行程槽孔6对应相通；内管1和中管4之间安装内管固定销2，内管固定销2位于内管固定销槽孔18内，且内管固定销2的两端分别位于旋扩行程槽孔6或内钻扩功能转换槽孔5内；内管固定销2的长度应小于或等于中管4的外径而大于中管4的内径，以确保内管固定销2可限定内管1和中管4位置关系，即，可当内管固定销2移至钻扩功能转换槽孔5处时，内管1可相对中管4转动，使内管固定销2可由旋扩行程槽孔6移至钻扩功能转换槽孔5内；当内管固定销2移出钻扩功能转换槽孔5 后，内管1与中管4之间只可竖向相对移动。如图1和图3所示，内管1、中管4和外管7之间安装外管固定销8，外管固定销8 的两端分别位于外管固定销回旋槽孔3、旋扩行程槽孔6和外管固定销槽孔17内。外管固定销8的长度应小于等于外管7的外径大于外管7的内径，以确保外管固定销8可同时限定内管1、中管4和外管7的位置关系。内管1和外管7在外管固定销8的限定下无法相对轴向移动，只可在外管固定销回旋槽孔3的范围内相对转动。如图1所示，外管7的外壁上安装上旋扩臂座10，上旋扩臂座10上安装上旋扩臂 12，上旋扩臂12的上端通过上旋扩臂轴14与上旋扩臂座10铰接；中管4下部位于外管7 外的外壁上安装下旋扩臂座11，下旋扩臂座11上安装下旋扩臂13，下旋扩臂13的下端通过下旋扩臂轴15与下旋扩臂座11铰接，下旋扩臂13的上端通过旋扩臂中间轴16与上旋扩臂12的下端铰接。上旋扩臂座10、上旋扩臂12、下旋扩臂13和下旋扩臂座11连接构成一根旋扩臂，通常一台所述钻孔、旋扩盘、清孔一体机上安装三根旋扩臂，三根旋扩臂均勻分布于所述旋转体的外周，任两根之间间隔120度。为施工需要，所述钻孔、旋扩盘、清孔一体机上可安装二根、四根、五根或六根旋扩臂，但经大量实验后发现，三根旋扩臂时施工效果最好，且所述钻孔、旋扩盘、清孔一体机的制造成本较低。结合附图具体阐述工作原理。如附图中所示外管固定销回旋槽孔3和钻扩功能转换槽孔5开设方案，当中管4顺时针转动时可带动钻头旋转钻孔，当中管4逆时针转动时， 钻头不转，并作为旋盘的支点，旋扩臂逐渐张开进行旋盘。安装时，将内管1的上端与动力机构连接，动力机构通常是潜水钻机动力头。钻孔时，所述钻孔、旋扩盘、清孔一体机通过动力机构和钻进旋扩控制绳悬挂于机架上，内管1与动力机构直接连接，内管1通过内管固定销2对中管4提供向上的拉力，此时，内管固定销2位于旋扩行程槽孔6的最上端，具备转动移入钻扩功能转换槽孔5内的条件。动力机构带动内管1顺时针旋转。在内管1转动之初，中管4和外管7固定不动，内管固定销2向左横移至钻扩功能转换槽孔5内，外管固定销8向右横移至外管固定销回旋槽孔3的右端，之后，内管1才带动中管4和外管7同步转动，中管4带动钻头进行钻孔作业。 内管固定销2移至钻扩功能转换槽孔5内后，内管固定销2和钻扩功能转换槽孔5将内管 1、中管4和外管7的竖直方向的位置锁定，内管1、中管4和外管7相互间无法沿竖直方向移动，此时，可适当放松钻进旋扩控制绳，使动力机构和所述钻孔、旋扩盘、清孔一体机的重量部分由钻头负荷，从而对钻头施压，实现正常钻进和提高钻孔效率的目的。当钻头钻至需旋盘的位置时，无须将所述钻孔、旋扩盘、清孔一体机提出钻孔，而只需直接让钻头停转，再启动动力机构带动内管1逆时针转动即可。在逆时针转动之初，中管4和外管7固定不动，内管固定销2由钻扩功能转换槽孔5内向右横移至旋扩行程槽孔6 内，外管固定销8向左横移至外管固定销回旋槽孔3的左端，此时，内管1和外管7可沿旋扩行程槽孔6竖向向下移动，之后内管1可带动中管4和外管7逆时针转动从而带动旋扩臂旋扩盘腔。在旋盘过程中适当松开钻进旋扩控制绳悬，使内管1、外管7和动力机构的重量部分施加于上旋扩臂12上，即内管1、外管7和动力机构为旋扩臂施加向外扩张的动力， 使旋扩臂逐渐张开而旋扩盘腔。当外管固定销8移至旋扩行程槽孔6最下端时，旋扩臂的张开幅度最大。内管1带动中管4和外管7逆时针转动，此时钻头不转作为旋扩的支点，可以最大限度地避免钻孔、旋扩盘、清孔一体机在旋扩过程的晃动，既可减少能耗，又可提高成盘的质量。旋扩盘结束后，控制动力机构停转，并拉动钻进旋扩控制绳悬，使旋扩臂收起。在无须将钻孔、旋扩盘、清孔一体机由钻孔内提出的情况下，使动力机构重新顺时针旋转，重复上述的钻孔过程。按上述操作过程，循环交替进行钻孔和旋扩盘及清孔工作，直至完成一个钻孔灌注桩的钻成孔后，才将钻孔、旋扩盘、清孔一体机由钻孔内提出，从而大幅提高工作效率，缩短工作时间。如图5和图6所示，所述单向传动机构可由盖板沈、弹簧25、卡舌22、卡舌座M和卡键21连接构成，中管4下部位于外管7外的侧壁上开设安装窗口 41，安装窗口 41内安装盖板26，盖板沈上设有第一定位块42和一对挡块40，中管4上安装卡舌座M，卡舌座M 和第一定位块42位于挡块40的两侧，盖板沈与中管4固定连接；卡舌座M上活动安装卡舌22，卡舌22上设有轴45和第二定位块43，卡舌座M上开设半圆槽44，半圆槽44与轴45配合，卡舌22可绕轴45摆动；第一定位块42和第二定位块43之间安装弹簧25，弹簧25 的一端与第一定位块42连接，弹簧25的另一端第二定位块43连接；如图5所示，所述钻头与中管4连接部分安装卡键21，卡键21的一端与卡舌22的一端配合。弹簧25为卡舌22 提供指向钻头的预紧力，使卡舌22始终有与卡键21配合接触的趋势。所述单向传动机构还可以是现有的将中管4与钻头连接，并使中管4只能单方向带动钻头转动的机构。例如，棘轮机构。所述的钻头由钻头杆23、板状钻尖47、导向腰带48和连接翼板49连接构成，钻头杆23的下端安装片状的板状钻尖47，钻头杆23的外周安装导向腰带48，导向腰带48通过三根连接翼板49与钻头杆23连接；钻头杆23的内腔与内管1的内腔相通。钻头杆23的下端设有钻孔泥浆循环出口四。由内管1、中管4、钻头杆23和钻孔泥浆循环出口四组成的一体机钻孔工序时的泥浆循环转换机构。如图4、图5和图M所示，钻头杆23上部开设卡键固定槽孔30，卡键21上设有定位块46，定位块46与卡键固定槽孔30配合将卡键21固定于钻头杆23上。为进一步使卡键21与钻头杆23连接固定，卡键21与钻头杆23之间安装螺栓M。为限定钻头的安装位置，中管4内安装钻头杆挡环27，钻头杆挡环27与钻头杆23 的上端配合。为防止钻头杆23和中管4过快磨损，如图M所示，钻头杆23的顶部外周设有钻头杆内外套50，钻头杆内外套50位于钻头杆23与中管4之间。为了便于在钻孔工序的同时对孔内进行清孔处理，即将产生的碎土屑清除出钻孔外，如图1所示，所述内管1上部位于外管7的外周固定安装旋转密封罩31，旋转密封罩31 的外周安装下密封件32 ；内管1的外周开设侧孔51，侧孔51位于旋转密封罩31内且与内管1的内腔相通；所述内管1的上端安装动力机构，动力机构的外周安装固定密封罩35，固定密封罩35的外周安装上密封件36，上密封件36与下密封件32端面接触密封；固定密封罩35的侧壁上安装泥浆进口管39。钻孔工序中的清孔过程将泥浆或水由泥浆进口管39 处注入孔底或盘腔，泥浆或水依次流经固定密封罩35、旋转密封罩31、侧孔51、内管1、中管 4和钻头杆23，最终由钻孔泥浆循环出口四排出。泥浆或水源源不断的注入钻孔内，注满后，携带沉渣的泥浆由钻孔口处溢出，从而达到将沉渣排出钻孔的目的，既可满足正常钻进的需要，又可满足成孔质量的需要。由于钻孔泥浆循环出口四位于板状钻尖47处，因此， 泥浆或水由钻孔泥浆循环出口四注入钻孔内，可软化钻尖47处的土层，提高钻孔的效率， 同时也有利于保证钻成孔的垂直度。为既能将旋扩盘工序所产生的土屑排出钻孔外，又不会冲击钻尖47周围的土层， 确保钻头在旋盘过程中对一体机给予稳固的支撑，如图1、图6、图11、图13和图19所示， 外管7的侧壁上前后对应开设两排或两排以上旋扩盘泥浆循环出口 9，每排由至少两个旋扩盘泥浆循环出口 9组成；同排旋扩盘泥浆循环出口 9的任两个相邻的旋扩盘泥浆循环出口 9之间的间距等于旋扩盘泥浆循环出口 9的直径，异排旋扩盘泥浆循环出口 9之间均错开一个旋扩盘泥浆循环出口 9直径的距离；中管4的侧壁上前后对应开设两个中管排泥口 53 ；内管1的侧壁上竖向前后对应开设两排或两排以上内管排泥浆口 52，每排由至少两个内管排泥浆口 52组成；同排内管排泥浆口 52中的任两相邻的内管排泥浆口 52之间的间距等于内管排泥浆口 52的直径，异排的内管排泥浆口 52之间均错开一个内管排泥浆口 52直径的距离；中管排泥口 53与旋扩盘泥浆循环出口 9的直径相等。当在钻孔工序中，由于内管1相对中管4和外管7旋转一定角度，因此，中管排泥浆口 53、内管排泥浆口 52和旋扩盘泥浆循环出口 9始终互不相通，使得进入密封罩的泥浆或水只得由钻孔泥浆循环出口四排出。当在旋扩盘工序中，随着内管1相对中管4旋转复位，且内管1和外管7相对中管4下移，中管排泥浆口 53和旋扩盘泥浆循环出口 9与内管排泥浆口 52互通成为排泥浆或水的排泥浆口，使大部分泥浆或水由该排泥浆口排出，大幅减少钻孔泥浆循环出口四排泥浆或水的量和冲击力，以至于该泥浆循环出口四被沉渣堵死， 从而，确保板状钻尖47处的土层不受冲击，钻头不再下沉。另外，由于异组的内管排泥浆口 52和旋扩盘泥浆循环出口 9均是交叉排列，而中管排泥浆口 53是对称设置，因此，在内管1 和外管7相对中管4下移过程中，一侧的中管排泥浆口 53在逐步关闭的同时，另一侧的中管排泥浆口 53在逐步开启，并且，关闭和开启的面积始终相等，当一侧的中管排泥浆口 53 完全开启时，另一侧的中管排泥浆口 53完全关闭，从而确保旋转体侧壁上的排泥浆口总面积始终不变，即保持泥浆或水由中管排泥浆口 53排出的总流量不变，能更加有效地减少泥浆或水对板状钻尖47处土层的冲击。如图1所示，中管排泥浆口 53的高度可设置于上下旋扩臂连接部附近，以便由中管排泥浆口 53排出的泥浆或水能更好地冲击旋扩臂处的土层， 提高旋扩盘的效率。如图1、图3和图27所示，外管固定销8的底部竖直安装连接杆55，连接杆55与钻头杆23上端的钻杆泥浆循环出口 58上下对应，连接杆55的下部设有限位块56，连接杆 55的外周活动安装锥形重块57，锥形重块57的下端直径小于其上端直径。在钻孔过程中， 由于外管固定销8位于旋扩行程槽孔6的最上端，使得限位块56限定锥形重块57与钻杆泥浆循环出口 58分离，此时，泥浆可由钻杆泥浆循环出口 58进入由泥浆循环出口四排出； 在旋盘过程中，由于外管固定销8沿旋扩行程槽孔6下移，使得连接杆55可经钻杆泥浆循环出口 58插入钻头杆23内，并使锥形重块57插入钻杆泥浆循环出口 58内将钻杆泥浆循环出口 58密封，泥浆全部由旋扩盘泥浆循环出口 9排向正在旋扩的盘腔内，着重清理盘腔内的沉渣，防止旋盘时，泥浆经泥浆循环出口四排出冲击板状钻尖47处的孔底，避免钻头下沉。当锥形重块57与钻杆泥浆循环出口 58接触后，连接杆55继续下移时，锥形重块57 可相对连接杆阳滑动。为增大内管固定销2和外管固定销8与钻扩功能转换槽孔5和外管固定销回旋槽孔3的接触面积，延长内管固定销2、外管固定销8、内管1和中管4的使用寿命，如图1和图3所示，内管固定销2和外管固定销8的横断面是矩形。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。
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权利要求1.钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于包括内管(1)，内管(1)外周安装中管(4)， 中管(4)外周安装外管(7)，中管(4)的下端穿出外管(7)外安装钻头，钻头通过单向传动机构与中管(4)连接；内管(1)的前后侧壁上对应开设一对内管固定销槽孔(18)和一对外管固定销回旋槽孔(3)，内管固定销槽孔(18)位于外管固定销回旋槽孔(3)的上方；外管固定销回旋槽孔(3)的宽度大于内管固定销槽孔(18)的宽度，并且，外管固定销回旋槽孔(3)的左侧与内管固定销槽孔(18)的左侧上下对齐；或外管固定销回旋槽孔(3)的右侧与内管固定销槽孔(18)的右侧上下对齐；中管(4)的侧壁上前后对应开设一对条形的旋扩行程槽孔 (6)，每根旋扩行程槽孔(6)的上端的右侧或左侧开设一个钻扩功能转换槽孔(5);同侧的钻扩功能转换槽孔(5)和外管固定销回旋槽孔(3)分别位于旋扩行程槽孔(6)的左右两侧；外管(7)中部的侧壁上前后对应开设一对外管固定销槽孔(17)，外管固定销槽孔(17)与外管固定销回旋槽孔(3)对应相通；内管(1)和中管(4)之间安装内管固定销(2)，内管固定销 (2)位于内管固定销槽孔(18)内，且内管固定销(2)的两端分别位于旋扩行程槽孔(6)或内钻扩功能转换槽孔(5)内；内管(1)、中管(4)和外管(7)之间安装外管固定销(8)，外管固定销(8)的两端分别位于外管固定销回旋槽孔(3)、旋扩行程槽孔(6)和外管固定销槽孔 (17)内；外管(7)的外壁上安装上旋扩臂座(10)，上旋扩臂座(10)上安装上旋扩臂(12)， 上旋扩臂(12)的上端通过上旋扩臂轴(14)与上旋扩臂座(10)铰接；中管(4)下部位于外管(7)外的外壁上安装下旋扩臂座(11)，下旋扩臂座(11)上安装下旋扩臂(13)，下旋扩臂 (13)的下端通过下旋扩臂轴(15)与下旋扩臂座(11)铰接，下旋扩臂(13)的上端通过旋扩臂中间轴(16)与上旋扩臂(12)的下端铰接；所述钻头的钻头杆(23)内开设内腔，钻头杆 (23)的内腔与内管(1)的内腔相通。
2.根据权利要求1所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于所述单向传动机构由盖板(26)、弹簧(25)、卡舌(22)、卡舌座(24)和卡键(21)连接构成，中管(4)下部位于外管(7)外的侧壁上开设安装窗口(41)，安装窗口(41)内安装盖板(26)，盖板(26)上设有第一定位块(42)和一对挡块(40)，中管(4)上安装卡舌座(24)，卡舌座(24)和第一定位块 (42)位于挡块(40)的两侧，盖板(26)与中管(4)固定连接；卡舌座(24)上活动安装卡舌 (22)，卡舌(22)上设有轴(45)和第二定位块(43)，卡舌座(24)上开设半圆槽(44)，半圆槽 (44)与轴(45)配合；第一定位块(42)和第二定位块(43)之间安装弹簧(25)，弹簧(25)的一端与第一定位块(42)连接，弹簧(25)的另一端与第二定位块(43)连接；所述钻头与中管 (4)连接部分安装卡键(21)，卡键(21)的一端与卡舌(22)的一端配合。
3.根据权利要求1所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于所述的钻头由钻头杆(23)、板状钻尖(47)、导向腰带(48)和连接翼板(49)连接构成，钻头杆(23)的下端安装片状的板状钻尖(47)，钻头杆(23)的外周安装导向腰带(48)，导向腰带(48)通过三根连接翼板(49)与钻头杆(23)连接；钻头杆(23)的内腔与内管(1)的内腔相通。
4.根据权利要求3所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于中管(4)内安装钻头杆挡环(27)，钻头杆挡环(27)与钻头杆(23)的上端配合。
5.根据权利要求4所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于钻头杆(23)的顶部外周设有钻头杆内外套(50)，钻头杆内外套(50)位于钻头杆(23)与中管(4)之间。
6.根据权利要求1所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于所述内管(1)上部位于外管(7)的外周设置有旋转密封罩(31)，旋转密封罩(31)的外周安装下密封件(32)；内管(1)的外周开设侧孔(51)，侧孔(51)位于旋转密封罩(31)内且与内管(1)的内腔相通；所述内管(1)的上端安装动力机构，动力机构的外周安装固定密封罩(35)，固定密封罩 (35)的外周安装上密封件(36)，上密封件(36)与下密封件(32)端面接触密封；固定密封罩 (35)的侧壁上安装泥浆进口管(39)。
7.根据权利要求1所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于外管(7)的侧壁上竖向前后对应设置两排或两排以上的旋扩盘泥浆循环出口(9)，每排由至少两个旋扩盘泥浆循环出口(9)组成；同排旋扩盘泥浆循环出口(9)的任两个相邻的旋扩盘泥浆循环出口 (9)之间的间距等于旋扩盘泥浆循环出口(9)的直径，异排旋扩盘泥浆循环出口(9)之间均错开一个旋扩盘泥浆循环出口(9)直径的距离；中管(4)的侧壁上前后对应开设两个排泥浆口(53);内管(1)的侧壁上竖向前后对应开设两排或两排以上内管排泥浆口(52)，每排由至少两个内管排泥浆口(52)组成；同排内管排泥浆口(52)中的任两相邻的内管排泥浆口(52)之间的间距等于内管排泥浆口(52)的直径，异排的内管排泥浆口(52)之间均错开一个内管排泥浆口(52)直径的距离；中管排泥口(53)与旋扩盘泥浆循环出口(9)的直径相等。
8.根据权利要求1所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于内管固定销(2)和外管固定销(8)的横断面是矩形。
9.根据权利要求1所述的钻孔、旋扩盘、清孔一体机，其特征在于外管固定销(8)的底部竖直安装连接杆(55)，连接杆(55)与钻头杆(23)上端的钻杆泥浆循环出口(58)上下对应，连接杆(55)的下部设有限位块(56)，连接杆(55)的外周活动安装锥形重块(57)，锥形重块(57)的下端直径小于其上端直径。
专利摘要本实用新型公开了一种钻孔、旋扩盘、清孔一体机，包括内管、中管和外管，中管的下端安装钻头；内管的前后侧壁上对应开设一对内管固定销槽孔和一对外管固定销回旋槽孔；中管的侧壁上前后对应开设一对条形的旋扩行程槽孔，每根旋扩行程槽孔的上端的右侧或左侧开设一个钻扩功能转换槽孔；外管中部的侧壁上前后对应开设一对外管固定销槽孔；内管和中管之间安装内管固定销；内管、中管和外管之间安装外管固定销；外管的外壁上安装上旋扩臂座，上旋扩臂座上安装上旋扩臂；中管下部位于外管外的外壁上安装下旋扩臂座，下旋扩臂座上安装下旋扩臂，下旋扩臂与上旋扩臂铰接；所述钻头的钻头杆内开设内腔，钻头杆的内腔与内管的内腔相通。
文档编号E21B17/05GK202031080SQ20112009593
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者侯书利, 张宝成, 张晓玲, 汪明栋, 王冬梅, 韩晶, 韩顺和, 齐迎春 申请人:张宝成, 张晓玲, 韩顺和, 齐迎春