专利名称：射流掘孔机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及能源与动力领域，特别是一种射流掘孔机械。
背景技术：
以往，在地面上(包括普通地面、沙化地面、沙漠上、冻土上和水下地面)掘孔技术多为机械掘孔，近年来，本发明人公布开了射流掘孔技术及装备。这种射流掘孔耗能少、设备简单、掘孔速度快，在很多方面特别是植树造林方面得到广泛应用，然而，仍然处于人力操作水平。
为了更大规模地、更高效地实施掘孔工程，特别是为大规模营造林工程需要发明一种机械化程度更高的射流掘孔机械。
发明内容
一种射流掘孔机械，包括行走机构、移动定位机构、进取机构、射流钻具，所述移动定位机构设置在所述行走机构上，所述进取机构设置在所述移动定位机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔。一种射流掘孔机械，包括间歇行走机构、进取机构、射流钻具，所述进取机构设置在所述间歇行走机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔。所述射流掘孔机械还包括水泵，所述水泵的出水口与所述射流钻具的入水口连通。所述水泵的出口的承压能力大于O. IMPa0在所述水泵和所述射流钻具之间的水流通道上设控制阀。所述水泵设为离心泵、柱塞泵或设为齿轮泵。所述的射流孔的直径大于I. 0_。所述射流孔设为两个以上。所述射流钻具设为射流钻具阵。所述射流钻具阵设为一排多行阵、多排一行阵或设为多排多行阵。在所述射流钻具上设齿形结构。所述射流孔设为拉瓦尔喷管。所述射流钻具还包括泥浆导出管，所述泥浆导出管套装设置在所述射流钻具的空心钻管外，或与所述射流钻具的空心钻管并列设置。所述泥浆导出管的泥浆导入口设为旁置泥浆导入口。所述泥浆导出管的泥浆导出口设为旁置泥浆导出口。一种射流掘孔机械，包括行走机构、移动定位机构、进取机构、射流钻具，所述移动定位机构设置在所述行走机构上，所述进取机构设置在所述移动定位机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔。所述射流掘孔机械还包括水泵，所述水泵的出水口与所述射流钻具的入水口连通。所述水泵的出口的承压能力大于O. IMPa0所述水泵设为离心泵、柱塞泵或设为齿轮泵。一种射流掘孔机械，包括间歇行走机构、进取机构、射流钻具，所述进取机构设置在所述间歇行走机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔。所述射流掘孔机械还包括水泵，所述水泵的出水口与所述射流钻具的入水口连通。所述水栗的出口的承压能力大于O. IMPa0所述水栗设为尚心栗、柱塞栗或设为齿轮栗。一种射流掘孔机械，包括行走机构、移动定位机构、进取机构、射流钻具，所述移动定位机构设置在所述行走机构上，所述进取机构设置在所述移动定位机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔，所述的射流孔的直径大于I. 0mm。一种射流掘孔机械，包括间歇行走机构、进取机构、射流钻具，所述进取机构设置在所述间歇行走机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流 孔，所述的射流孔的直径大于I. 0mm。一种射流掘孔机械，包括行走机构、移动定位机构、进取机构、射流钻具，所述移动定位机构设置在所述行走机构上，所述进取机构设置在所述移动定位机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔，在所述射流钻具上设齿形结构。一种射流掘孔机械，包括间歇行走机构、进取机构、射流钻具，所述进取机构设置在所述间歇行走机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔。所述的射流孔的直径大于I. 0mm，在所述射流钻具上设齿形结构。一种射流掘孔机械，包括行走机构、移动定位机构、进取机构、射流钻具，所述移动定位机构设置在所述行走机构上，所述进取机构设置在所述移动定位机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔，所述射流孔设为拉瓦尔喷管。—种射流掘孔机械，包括间歇行走机构、进取机构、射流钻具，所述进取机构设置在所述间歇行走机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔，所述射流孔设为拉瓦尔喷管。本发明中，所述“行走机构”是指可以连续行走的机构，包括链轨式行走机构，例如链轨式车辆，车轮式行走机构，例如轮式车辆，和滑板式行走机构，例如爬犁。本发明中，所述“移动定位机构”是指一切设置在所述行走机构上的能够在所述行走机构行走进程中的在设定时间段内能使所述进取机构维持固定坐标点，例如通过齿轮、液压、曲柄或通过链条等形式能使所述进取机构在设定时间内以所述行走机构相同速度向所述行走机构行走的反方向位移的机构；并在另一设定时间内能够使所述进取机构在所述行走机构坐标系下向所述行走机构行走方向移动的机构。换句话说，所述移动定位机构是一种在所述行走机构行走方向上按照控制规律向后或向前位移的机构，通过这一位移在设定时间段内使所述进取机构在以所述行走机构为坐标的坐标系下向前或向后移动，实现所述进取机构在以被掘进物体(例如大地)为坐标的坐标系下维持固定的坐标点不变，以便所述射流钻具在所述进取机构作用下掘进或收回(复位)。本发明中，所谓的“在所述行走机构坐标系下”是指设置在所述行走机构上的坐标系系统。
本发明中，所述“进取机构”是指一切能够使所述射流钻具在设定时间内向掘进方向移动、复位的装置，例如齿轮机构、液压机构或曲柄机构等。本发明中，所述“间歇行走机构”是指根据掘孔的间隔距离时而行走时而停止的机构，包括链轨式行走机构，例如链轨式车辆，车轮式行走机构，例如轮式车辆，和滑板式行走机构，例如爬犁。
本发明中，所述“射流钻具”包括空心钻管和钻头，所述射流孔设在所述钻头上，通过水的喷射作用对土壤、冻土或其它介质进行掘进的工具。根据需要，所述射流钻具也可以在与掘进方向相垂直的方向上进行旋转或摆动。本发明中，在设有所述泥浆导出管的机构中，所述泥浆导出管是钻具的一部分，随钻具掘进或退出，其目的是从钻具下方的泥浆经所述泥浆导出管导出，以清除掘进障碍，力口快掘进速度，在所述泥浆导出管内的泥浆可以从所述泥浆导出管上方的开口处导出，也可以从所述旁置泥浆导出口导出，泥浆从所述旁置泥浆导出口导出时，所述泥浆导出口上方开口处可密封设置。本发明中，所谓的“旁置泥浆导出口”是指设置在所述泥浆导出管长度方向上的开孔，掘进孔内的泥浆可以通过所述泥浆导出管下端开口进入所述泥浆导出管，也可以在所述泥浆导出管下端设旁置泥浆导入口，此时，所述泥浆导出管下端开口可开放或密封设置。本发明中，可以根据工作状况的要求在所述射流钻具上设置多个射流孔或设置掘进齿等结构。本发明中，所述“射流孔”是指在水压的作用下能够使水加速的孔，可以将其设为拉瓦尔喷管，其目的是提高掘进能力。本发明中，所述水泵的出口的承压能力大于O. 2MPa、0. 3MPa、0. 4MPa、0. 5MPa、0. 6MPa、0. 7MPa、0. 8MPa、0. 9MPa、l. OMPa> I. 5MPa、2. OMPa>2. 5MPa>3. OMPa>3. 5MPa、4. OMPa>4. 5MPa 或大于 5. OMPa0本发明中，所述射流孔的孔径大于lmm、l. 5mm、2. 0mm、2. 5mm、3. 0mm、3. 5mm、4. Omm>4. 5mm或大于5mm。本发明的所述射流掘孔机正常工作时，水的工作压力与所述水泵的出口的承压能力相当。流体工作压力越大，掘进速度越快、耗能越高，因根据实际情况调整。本发明中，水的工作压力应与所述水泵的承压能力相当，即所述射流掘孔机工作时所述水泵的出口处的水的最大工作压力达到所述水泵的出口的承压能力，压力越高掘进能力越快，但耗能越高，应根据实际工作需求决定以所述水泵的出口的压力为代表的系统的承压能力，并在实际工作中使水压与之相当。本发明中，由于所述进取机构及在某些结构中所述移动定位机构的存在，所以与所述射流钻具连通的通道应具有伸缩功能或应为可弯曲的柔性水管。本发明中，所述进取机构和所述移动定位机构工作周期应根据钻具的数量和掘孔间距决定。本发明中所公开的射流掘孔机械中的射流钻具可以是一个，也可以是两个以上，可以单排设置，也可以多排设置，即一次可以掘进一排孔也可以掘进多排孔，还可以同时掘进由两排以上和两行以上构成的孔阵。本发明中所公开的射流掘孔机械用在营造林钻孔的情况下，在设有所述行走机构的结构中，可以在所述行走机构上设置树苗(包括树苗段)植入机构，所述树苗植入机构是能够将树苗植入由所述射流钻具形成的孔洞中的机构。本发明中所公开的射流掘孔机械用在营造林钻孔的情况下，在设有所述间歇行走机构的结构中，可以在所述间歇行走机构上设置树苗(包括树苗段)植入机构，所述树苗植入机构是能够将树苗植入由所述射流钻具形成的孔洞中的机构。本发明原理
籲在设有所述行走机构的结构中，虽然所述行走机构处于行走状态，但是，所述移动定位机构向所述行走机构行走的反方向位移以实现其在所述行走机构行走方向上的静止状态，在这种情况下，所述进取机构带动所述射流钻具向掘进方向掘进，掘进完毕时，所述进取机构将所述射流钻具收回，然后，所述移动定位机构带着所述进取机 构和所述射流钻具向所述行走机构行走方向移动实现复位，根据掘进孔的间距和行走装置的运动速度调整所述移动定位机构的复位速度开始下移掘进动作，周而复始，循环工作。 在设有所述间歇行走机构的结构中，根据掘孔间距的要求，在掘孔前所述间歇移动行走机构停止，启动所述进取机构使所述射流钻具向掘进方向移动，掘进达到设定深度后，所述进取机构将所述射流钻具收回，所述间歇行走机构开始向前行走，进入下一工作过程，周而复始，循环工作。本发明中，应根据能源与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。本发明的有益效果如下
I、本发明利用机械装置进行钻孔，大大提高了工作效率。2、本发明可以将水泵中的水由射流孔喷入掘孔处，从而可以利用水使单纯由机械做功进行穿孔的钻具，更加容易工作，并提高了钻具的使用寿命。
图I是本发明实施例I的结构示意 图2是本发明实施例2的结构示意 图3是本发明实施例3的结构示意 图4是本发明实施例4的结构示意 图5是本发明的射流钻具的结构示意图，
图中
I行走机构、11间歇行走机构、2移动定位机构、3进取机构、4射流钻具、41空心钻管、42钻头、43齿形结构、5水泵、6控制阀、7射流孔、8泥浆导出管、9旁置泥浆导入口、10旁置泥浆导出口、21柔性水管、22硬质水管。
具体实施例方式实施例I
如图I所示的射流掘孔机械，包括行走机构I、移动定位机构2、进取机构3、射流钻具4，所述移动定位机构2设置在所述行走机构I上，所述进取机构3设置在所述移动定位机构2上，所述射流钻具4设置在所述进取机构3上，所述射流钻具4上设有射流孔7。
本实施例中，所述进取机构3齿轮机构控制所述射流钻具4上下运动。所述移动定位机构2根据需要与工作中的所述行走机构I保持运动状态，所述移动定位机构2的运动速度为1)所述射流钻具4在掘孔过程中时，由于所述行走机构I在运动，为了保证所述射流钻具4在大地坐标系下只向掘孔方向运动，此时，所述移动定位机构2使所述进取机构3与所述行走机构I的运动速率相同、方向相反；2)需要所述移动定位机构2复位时，所述移动定位机构2使所述进取机构3与所述行走机构I的运动方向相同，运动速度大于所述行走机构I的运动。本实施例的工作过程为所述行走机构I为所述移动定位机构2、所述进取机构3和所述射流钻具4的载体，所述进取机构3用于控制所述射流钻具4进行掘孔和复位，所述移动定位机构2相对于所述行走机构I进行运动时，可以控制所述进取机构3和所述射流钻具4也相对于所述行走机构I进行运动。作为可以变换的实施方式，所述射流孔7设为两个以上。·
作为可以变换的实施方式，所述射流孔7设为拉瓦尔喷管。将所述射流孔设为拉瓦尔喷管的目的是为了增加穿透力。作为可以变换的实施方式，所述射流孔的孔径大于lmm、l. 5mm、2. 0mm、2. 5mm、
3.0mm、3. 5mm>4. 0mm>4. 5mm 或大于 5mmn作为可以变换的实施方式，所述进取机构3还可以设为液压机构或曲柄机构等用来控制所述射流钻具4做掘孔运动和复位运动，所述进取机构3设置为其他形式的可以用来控制所述射流钻具4做掘孔运动和复位运动的装置。作为可以变换的实施方式，所述齿形机构43也可以不设。实施例2
如图2所示的射流掘孔机械，包括间歇行走机构11、进取机构3、射流钻具4，所述进取机构3设置在所述间歇行走机构11上，所述射流钻具4设置在所述进取机构3上，所述射流钻具4上设有射流孔7。所述间歇行走机构11为所述进取机构3和所述射流钻具4的载体，所述进取机构3用来控制所述射流钻具4进行掘孔运动和复位运动。本实施例中，所述进取机构3齿轮机构控制所述射流钻具4上下运动。本实施例的工作过程为1)在所述射流钻具4掘孔时，所述间歇行走机械11保证在大地坐标系下的静止；2)掘孔过程完成时，所述进取机构3将所述射流钻具4进行复位，所述间歇行走机构11移动至下一掘孔位置。作为可以变换的实施方式，所述射流孔7设为两个以上。作为可以变换的实施方式，所述射流孔7设为拉瓦尔喷管。作为可以变换的实施方式，所述射流孔的孔径大于lmm、l. 5mm、2. 0mm、2. 5mm、
3.0mm、3. 5mm>4. 0mm>4. 5mm 或大于 5mmn作为可以变换的实施方式，所述进取机构3还可以设为液压机构或曲柄机构等用来控制所述射流钻具4做掘孔运动和复位运动，所述进取机构3设置为其他形式的可以用来控制所述射流钻具4做掘孔运动和复位运动的装置。作为可以变换的实施方式，所述齿形机构43也可以不设。实施例3
如图3所示的射流掘孔机械，其与实施例2的区别在于所述射流掘孔机械还包括水泵5，所述水泵5设为离心泵，所述水泵5的出水口经柔性水管与所述射流钻具4的入水口连通。所述进取机构3设为液压控制机构，在所述水泵5和所述射流钻具4之间的水流通道上设控制阀6。具体实施时，所述柔性水管的长度根据作业情况可长可短；所述柔性水管的内径根据水流流量依据常识进行设置；所述柔性水管的承压能力与所述水泵的出口的承压能力相当；所述柔性水管可以是橡胶、塑料或蛇形管等。所述射流钻具4的具体结构如图5所示，所述射流钻具4包括空心钻管41、钻头42和泥浆导出管8，所述泥浆导出管8套装设置在所述射流钻具4的空心钻管41外，所述泥浆导出管8的泥浆导入口设为旁置泥浆导入口 9，所述泥浆导出管8的泥浆导出口设为旁置泥浆导出口 10。具体实施时，所述泥浆导出管8可与所述射流钻具4的空心钻管41并列设置。作为可以变换的实施方式，所述控制阀6还可设置在所述射流钻具4的空心钻管 41上。作为可以变换的实施方式，所述水泵5还可设为柱塞泵或设为齿轮泵。所述水泵5的出口的承压能力大于 O. IMPa,O. 2MPa、0. 3MPa、0. 4MPa、0. 5MPa、0. 6MPa、0. 7MPa、0. 8MPa、0. 9MPa、l. OMPaU. 5MPa、2. 0MPa、2. 5MPa、3. 0MPa、3. 5MPa、4. 0MPa、4. 5MPa 或大于 5. OMPa0所述柔性水管、所述空心钻杆的承压能力与所述水泵的出口处的承压能力相当。作为可以变换的实施方式，实施例I和实施例2中的实施方式及可变换实施方式可参照本实施进行设置所述水泵5。作为可变换的实施方式，所述柔性水管21、所述水泵5和所述控制阀6可以不设或只设一个或若干个。实施例4
如图4所示的射流掘孔机械，其与实施例2的区别在于所述射流掘孔机械还包括水泵5，所述水泵5设为离心泵，所述水泵5的出水口经硬质管道22与所述射流钻具4的入水口连通。所述射流钻具4的空心钻管41与所述硬质管道22密封配合。作为可以变换的实施方式，所述射流钻具4设为射流钻具阵，所述射流钻具阵设为一排多行阵、多排一行阵或设为多排多行阵。在设为射流钻具阵的装置中，即可以一次掘进一排孔也可以掘进多排孔，还可以同时掘进由两排以上和两行以上构成的孔阵，大大提高了工作效率。作为可变换的实施方式，所述硬质管道22、所述水泵5和所述控制阀6可以不设或只设一个或若干个。作为可以变换的实施方式，实施例I、实施例2和实施例3中的实施方式和可变换实施方式可参照本实施例设置射流钻具阵。显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.一种射流掘孔机械，其特征在于包括行走机构(I)、移动定位机构(2)、进取机构(3)、射流钻具(4)，所述移动定位机构(2)设置在所述行走机构(I)上，所述进取机构(3)设置在所述移动定位机构(2)上，所述射流钻具(4)设置在所述进取机构(3)上，所述射流钻具(4)上设有射流孔(7)。
2.一种射流掘孔机械，其特征在于包括间歇行走机构(11)、进取机构(3)、射流钻具(4)，所述进取机构(3)设置在所述间歇行走机构(11)上，所述射流钻具(4)设置在所述进取机构(3)上，所述射流钻具(4)上设有射流孔(J)。
3.如权利要求I或2所述射流掘孔机械，其特征在于所述射流掘孔机械还包括水泵(5)，所述水泵(5)的出水口与所述射流钻具(4)的入水口连通。
4.如权利要求3所述射流掘孔机械，其特征在于在所述水泵(5)和所述射流钻具(4)之间的水流通道上设控制阀(6 )。
5.如权利要求I或2所述射流掘孔机械，其特征在于所述射流孔(7)设为两个以上。
6.如权利要求I或2所述射流掘孔机械，其特征在于所述射流钻具(4)设为射流钻具阵。
7.如权利要求6所述射流掘孔机械，其特征在于所述射流钻具阵设为一排多行阵、多排一行阵或设为多排多行阵。
8.如权利要求I或2所述射流掘孔机械，其特征在于所述射流钻具(4)还包括泥浆导出管(8)，所述泥浆导出管(8)套装设置在所述射流钻具(4)的空心钻管外，或与所述射流钻具(4)的空心钻管并列设置。
9.如权利要求8所述射流掘孔机械，其特征在于所述泥浆导出管(8)的泥浆导入口设为旁置泥衆导入口(9)。
10.如权利要求8所述射流掘孔机械，其特征在于所述泥浆导出管(8)的泥浆导出口设为芳置泥楽■导出口(10)。
全文摘要
一种射流掘孔机械，包括间歇行走机构、进取机构、射流钻具，所述进取机构设置在所述间歇行走机构上，所述射流钻具设置在所述进取机构上，所述射流钻具上设有射流孔。本发明利用机械装置进行钻孔，大大提高了工作效率。
文档编号E21B7/18GK102900368SQ20121044523
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月7日
发明者靳北彪 申请人:摩尔动力(北京)技术股份有限公司