一种复合动力桩工钻的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种复合动力桩工钻机，包括内外同轴线套设的注浆管和钻杆，钻杆的上端设置有动力头，钻杆的下端设置有钻头，注浆管、钻杆之间的环形间隙中导向设置有对所述钻头施加冲击力的冲击锤及驱动所述冲击锤移动的液动或气动式驱动机构，注浆管和钻杆均与所述动力头的扭矩输出端传动连接，注浆管的上端设置有注浆管回转接头，冲击锤通过花键止转结构与所述注浆管或钻杆同步转动连接，驱动机构的介质输送管道上设置有管道回转接头。本实用新型解决了现有技术中钻头、冲击器之间因有旋切力存在而易损坏的问题和注浆管与钻头之间密封不易保证的问题。
【专利说明】 一种复合动力粧工钻机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及桩工机械领域中的复合动力桩工钻机。
【背景技术】
[0002]为了提高钻机的钻进效率，一般需在旋切钻机中复合冲击能，使钻机既能旋切钻进又能冲击钻进，这种复合了冲击能和旋转能的钻机又称之为复合动力桩工钻机。现有的复合动力桩工钻机如在中国专利文献CN102392598A “液压振动冲击器及其构成的桩工动力头”中公开的桩工钻机，该桩工钻机包括注浆管及套设于注浆管外围的钻杆，钻杆的下端设置有钻头，注衆管与钻杆之间的环形间隙中设置有液压振动冲击器，液压振动冲击器的动力输出端与钻头传动连接，在注浆管上还设置有动力头，钻杆传动连接于动力头的扭矩输出端上。工作时，动力头为钻杆、钻头提供旋转动力，液压振动冲击器为钻头提供冲击动力，这样钻头就可以一边旋转钻进、一边冲击钻进，注浆管的内孔可以用来通混凝土、水或泥浆，以实现各种不同工艺的施工要求。现有的这种复合动力桩工钻机存在的主要问题在于:注浆管和液压振动冲击器为固定件，钻杆和钻头为旋转件，这也就是说液压振动冲击器的动力输出端对一个旋转件进行冲击，钻头承受液压振动冲击器冲击力的同时还要承受液压振动冲击器的旋切力，这样液压振动冲击器和钻头容易发生损坏，影响复合动力桩工钻机的使用寿命；另外，注浆管是一个固定件，动力头是一个转动件，固定件与转动件之间的密封配合也很难保证。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种复合动力桩工钻机，以解决现有技术中钻头、冲击器之间因有旋切力存在而易损坏的问题和注浆管与钻头之间不易密封的问题。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为:
[0005]一种复合动力桩工钻机，包括内外同轴线套设的注浆管和钻杆，钻杆的上端设置有动力头，钻杆的下端设置有钻头，注浆管、钻杆之间的环形间隙中导向设置有对所述钻头施加冲击力的冲击锤及驱动所述冲击锤移动的液动或气动式驱动机构，注衆管和钻杆均与所述动力头的扭矩输出端传动连接，注浆管的上端设置有注浆管回转接头，冲击锤通过花键止转结构与所述注浆管或钻杆同步转动，驱动机构的介质输送管道上设置有管道回转接头。
[0006]所述驱动机构包括驱动缸，所述驱动缸的上端设置在所述注浆管和/或钻杆上，所述驱动缸的下端与所述冲击锤连接。
[0007]所述冲击锤与所述注浆管导向移动配合，所述的花键止转结构设置在所述冲击锤与钻杆之间。
[0008]所述钻杆的外周面上开设有螺旋形的挤土排渣槽。
[0009]所述管道回转接头包括外套和转动装配于外套中的回转体，回转体与所述动力头的扭矩输出端传动连接，回转体内设置有与介质输送管道对应连通的介质通道，所述外套上设置有分别与各介质通道对应连通的环形油腔和分别与各环形油腔对应连通的介质通□。
[0010]所述管道回转接头设置于所述动力头的顶端，所述外套固定于所述动力头的壳体上，注浆管的顶端高于管道回转接头，所述的注浆管回转接头设置于所述管道回转接头上方的注浆管上，所述回转体为一个套状结构，回转体套设于注浆管的外围或串装于所述注浆管上。
[0011]所述回转体串装于所述注浆管上，所述注浆管包括位于所述回转体下方的注浆长管和位于所述回转体上方注浆短管，所述的管道回转接头设置于所述注浆短管的顶端。
[0012]本实用新型的有益效果为:本实用新型中的注浆管和钻杆均与动力头的扭矩输出端传动连接，注衆管与钻杆一起同步旋转，冲击锤通过花键止转结构同步传动连接于注衆管或钻杆上，这样冲击锤、注浆管、钻杆和钻头就一起同步转动，通过注浆管回转接头和管道回转接头分别避免注浆管和驱动机构相应管路的干扰问题，冲击锤对钻头施加冲击能的时候，它们之间不会产生旋切力，冲击锤和钻头不易损坏，从而保证了复合动力桩工钻机的使用寿命；同时由于注浆管和动力头一起同步转动，其两者之间相对静止，动力头与注浆管之间的密封较易实现。
[0013]进一步的，驱动机构包括驱动缸，在工作时，驱动缸带动冲击锤上移，在冲击锤上移至上极限位置后，冲击锤依靠自重或者自重和驱动缸的共同作用下向下运动并直接或间接冲击钻头，冲击锤由于质量大、冲击频率低和大行程特点可获得大能量冲击功，满足钻机的快速掘进。
[0014]进一步的，钻进时，钻渣(钻土)随挤土排渣槽向上输送到适当高度被挤密到相对疏松的地层以加固孔壁，可实现不排土钻进，在大直径深孔钻进时螺旋挤密孔壁达一定密实度后的多余钻渣随钻杆螺旋排出。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的实施例1的结构示意图；
[0016]图2是图1中管道回转接头与动力头的配合示意图；
[0017]图3是图1中冲击锤与注浆管、钻杆的配合示意图；
[0018]图4是本实用新型的实施例2的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]一种复合动力桩工钻机的实施例1如图3所示:包括动力头6,动力头的扭矩输出端上传动连接有内外同轴线设置的注浆管9和钻杆8，钻杆的下端设置有钻头13，钻杆的外周面上开设有螺旋形的挤土排渣槽12，动力头的扭矩输出端包括由马达驱动的转动套，在转动套的内、外壁上分别设置有传动花键，注浆管与转动套内壁上的传动花键传动连接，钻杆中的上钻杆部分与转动套外壁上的传动花键传动连接，钻杆中的下钻杆部分通过连接法兰7与上钻杆部分固定连接。注浆杆、钻杆之间的环形间隙中设置有冲击锤及驱动冲击锤移动的液动式驱动机构，驱动机构包括活塞缸体，冲击锤由设置于活塞缸体中的环形活塞构成，环形活塞将活塞缸体的环形活塞腔分隔成上油腔30和下油腔31，上、下油腔上分别连接有上油腔介质输送管道20和下油腔介质输送管道23，上、下油腔介质输送管道用于输送液压油，环形活塞通过花键止转结构与注浆管同步转动连接，上、下油腔介质输送管道的上端设置有管道回转接头4，管道回转接头设置于动力头的顶端，管道回转接头包括外套17和转动装配于外套中的回转体16，外套固定于动力头的壳体上，回转体为一个套状结构，回转体串装于注浆管上，注浆管包括位于回转体上方的注浆短管15和位于回转体下方的注浆长管21，注浆长管中的长是相对注浆短管来讲的，注浆长管的长度要长于注浆短管，注浆短管的顶端设置有注浆管回转接头2，通过注浆管回转接头的设置可以避免在注浆时注浆弯管I与转动的注浆管产生干涉，其中注浆管回转接头属于现有技术，其具体结构不再详述。回转体通过连接销管19与动力头的扭矩输出端传动连接，回转体内设置有分别与各介质输送管道对应设置的上油腔介质通道18和下油腔介质通道25，上、下油腔介质通道分别通过对应连接销管的内孔与对应介质输送管道连通，外套上设置有分别与各介质通道对应连通的第一环形油腔24、第二环形油腔26和分别与各环形油腔对应连通的介质通口。活塞缸体包括上缸盖11、下缸盖29及设置于上、下缸盖之间的缸套28，上缸盖固定设置于钻杆的内壁上，钻杆上设置有支撑所述下缸盖的支撑部32，环形活塞包括与注浆管导向密封配合的活塞杆14及固设于活塞杆上并与缸套内壁导向移动配合的活塞环27，活塞杆的上端由上缸盖的内孔中穿出，活塞杆与上缸盖的内孔壁滑动密封配合，环形活塞还包括固设在活塞杆上端的用于锤击所述上缸盖的锤体10，锤体距离所述上缸盖的最大距离小于所述活塞杆距离所述下缸盖的最大距离，花键止转结构设置于注浆管与锤体之间，花键止转结构包括设置于注浆管外壁上的、长度沿上下方向延伸的花键条及设置与锤体上的分别与对应花键条配合的花键槽。
[0020]注浆管回转接头可以避免注浆时注浆弯管对注浆管产生干涉；管道回转接头则可避免通油时相应油管5对上、下油腔介质输送管道产生干涉，这样可以保证注浆管、冲击锤、钻杆和钻头顺利的同步转动；挤土排渣槽的开设使得钻杆可以实现无排土或少排土钻进施工，钻进时钻渣(钻土)随挤土排渣槽向上输送到适当高度被挤密到相对疏松的地层以加固孔壁，可实现不排土钻进，在大直径深孔钻进时螺旋挤密孔壁达一定密实度后的多余钻渣随钻杆螺旋排出；钻进时钻渣(钻土)随挤土排渣槽向上输送到适当高度被挤密到相对疏松的地层以加固孔壁，可实现不排土钻进，在大直径深孔钻进时螺旋挤密孔壁达一定密实度后的多余钻渣随钻杆螺旋排出。锤体通过冲击钻杆上的上缸盖来实现对钻头的冲击，这样可有效保证活塞杆的使用寿命；钻杆上设置有支撑下缸盖的支撑部，锤体的冲击力经整个缸体传递给钻杆，保证了上缸盖、缸套及下缸盖不易被冲击坏，进一步的保证了桩工钻机的使用寿命。
[0021]在本实用新型的其它实施例中:驱动机构还可以是气动式驱动机构，此时环形活塞将活塞缸体的环形活塞腔分隔成上气腔和下气腔，对应的介质输送管道和管道回转接头也分别更改为与气路配套的气体介质输送管道和气体管道回转接头；注浆管的注浆短管和注浆长管还可以是一个整体结构，此时管道回转接头的回转体可以套装于注浆管的外围；回转体内的各介质通道均可以被对应环形油腔代替，此时外套上的环形油腔可以不设，仅在外套上设置介质通口即可；管道回转接头还可以不设置于动力头上，比如说把管道回转接头设置于注浆管的顶端，将注浆管回转接头设置于管道回转接头的下方，此时回转体与注浆管同轴传动连接，回转体可以不是套状结构，比如说实心结构；当然上、下油腔介质输送管道还可以对应两个分别独立的管道回转接头；管道回转接头还可以设置于动力头上或动力头下方的钻杆上，此时回转体可以套装于钻杆上或串装于钻杆上；当需要排土施工时，本实用新型中钻杆也可以被带有螺旋叶片的螺旋钻杆代替；当全挤土钻进时，挤土排渣槽还可以不设，钻杆可以是光杆；钻杆上的支持部也可以不设；花键止转结构还可以设置于锤体与钻杆之间；当然冲击锤还可以直接对钻头进行冲击，此时锤体可以不设，而花键止转结构可以设置于注浆管与活塞杆之间；管道回转接头的回转体还可以通过螺栓固定结构与动力头的扭矩输出端传动连接，此时连接销管可以不设。
[0022]一种复合动力桩工钻机的实施例2如图4所示:实施例2与实施例1不同的是，驱动机构包括两个竖向布置的驱动缸41,驱动缸为液压缸(或气压缸),液压缸的油腔通过介质输送管道与相应泵站连接，驱动缸的上端设置于注浆管(和/或钻杆上)，驱动缸的下端与冲击锤10连接，冲击锤与注浆管导向移动配合，花键止转结构设置在冲击锤与钻杆之间，钻杆上于冲击锤的下方设置有锤击受力座40。图中项12表示挤土排渣槽。在钻头13钻进时，液压缸带动冲击锤上移至上极限位，然后冲击锤在自重和液压缸的共同作用下冲击锤击受力座，进而冲击钻头。冲击锤由于质量大、冲击频率低和大行程特点可获得大能量冲击功，满足钻机的快速掘进；使用驱动缸驱动冲击锤移动，也使得驱动机构易于制作，不需要复杂的密封结构，降低了驱动机构的制作成本和精度要求。在本复合桩工钻机的其它实施例中:液压缸的个数还可以是一个、三个或其它个数；锤击受力座也可以不设，此时冲击锤可以直接冲击钻头；冲击锤也可以仅依靠自身的重力下移。
【权利要求】
1.一种复合动力桩工钻机，包括内外同轴线套设的注浆管和钻杆，钻杆的上端设置有动力头，钻杆的下端设置有钻头，其特征在于:注浆管、钻杆之间的环形间隙中导向设置有对所述钻头施加冲击力的冲击锤及驱动所述冲击锤移动的液动或气动式驱动机构，注衆管和钻杆均与所述动力头的扭矩输出端传动连接，注浆管的上端设置有注浆管回转接头，冲击锤通过花键止转结构与所述注浆管或钻杆同步转动连接，驱动机构的介质输送管道上设置有管道回转接头。
2.根据权利要求1所述的复合动力桩工钻机，其特征在于:所述驱动机构包括竖向设置的驱动缸，所述驱动缸的上端设置在所述注浆管和/或钻杆上，所述驱动缸的下端与所述冲击锤连接。
3.根据权利要求2所述的复合动力桩工钻机，其特征在于:所述冲击锤与所述注浆管导向移动配合，所述的花键止转结构设置在所述冲击锤与钻杆之间。
4.根据权利要求1所述的复合动力桩工钻机，其特征在于:所述钻杆的外周面上开设有螺旋形的挤土排渣槽。
5.根据权利要求f4任意一项所述的复合动力桩工钻机，其特征在于:所述管道回转接头包括外套和转动装配于外套中的回转体，回转体与所述动力头的扭矩输出端传动连接，回转体内设置有与介质输送管道对应连通的介质通道，所述外套上设置有分别与各介质通道对应连通的环形油腔和分别与各环形油腔对应连通的介质通口。
6.根据权利要求5所述的复合动力桩工钻机，其特征在于:所述管道回转接头设置于所述动力头的顶端，所述外套固定于所述动力头的壳体上，注浆管的顶端高于管道回转接头，所述的注浆管回转接头设置于所述管道回转接头上方的注浆管上，所述回转体为一个套状结构，回转体套设于注浆管的外围或串装于所述注浆管上。
7.根据权利要求6所述的复合动力桩工钻机，其特征在于:所述回转体串装于所述注浆管上，所述注浆管包括位于所述回转体下方的注浆长管和位于所述回转体上方注浆短管，所述的管道回转接头设置于所述注浆短管的顶端。
【文档编号】E21B6/00GK203669735SQ201420024073
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】邵金安, 邵振华, 姜炎涛 申请人:邵金安