内转外制动双管钻进装置的制作方法

本发明属于桩基础工程钻探机具，具体的涉及一种安全，可靠的液压管路的防转机构。

背景技术：

现有技术中，进行岩石层桩基础施工中，进行岩石层打桩施工非常困难，现有最先进的在岩石层打桩技术是采用气动潜孔锤和液压潜孔锤钻头，而液压潜孔锤钻头在使用过程中液压油管外置在钻具上；施工时，现有技术不能解决液压油管在钻具旋转时液压油管缠绕钻具的问题，导致钻具在钻孔过程中只能左右旋转而不能连续旋转，从而影响钻孔质量(钻孔垂直度不好)，同时液压油管使用寿命短，易折断，误工误时。

要解决此问题的技术难点如下：

1.为保证施工扭矩，要从地面钻机动力头把扭矩送到孔底工作装置，而输送高压工作介质管路不能缠绕钻具。

2.现有技术通过中空回转接头把工作介质传递到孔底工作装置，涉及到中空回转接头止动问题。中空回转接头止动不能破坏孔壁，防止塌孔埋钻。因为现实传统施工中，塌孔埋钻时有发生，打捞几乎不可能，不能因止动结构而增加塌孔几率。

3.在工作装置施工钻进时工作介质管路也需要下降，油管不能拉断。

4.对工作介质管路进行保护，防止渗漏等污染环境和油品。

技术实现要素：

本发明提供了一种结构便捷、操作简单、安全可靠的工作介质管道制动装置，使工作介质可以输送到钻孔底部，能够大大增加管道的使用寿命，保证钻孔质量；同时也在桩施工中增加了新的施工思路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为桩孔内中央回转接头的内转外制动装置，采用双管进行钻进工作；中央回转接头内圈(42)固定在内钻杆(3)上；内钻杆(3)的上部逐节向上与动力头(1)连接，内钻杆(3)的下部与工作装置(7)连接，将动力头(1)的旋转动力通过内钻杆(3)传递到工作装置(7)上；工作装置(7)需要的工作介质通过中央回转接头进行传递。在内钻杆(3)的外侧套装外制动管(4)，外制动管(4)逐节向上与动力头(1)连接；动力头(1)上的伸缩止动管(2)卡住外制动管(4)上的横杆(8)，防止外制动管(4)转动；防止外制动管(4)转动的作用力传递到钻孔底部的中央回转接头外圈(41)上，使中央回转接头外圈(41)静止；在中央回转接头内圈(42)转动时，中央回转接头外圈(41)不转动，进而中央回转接头外圈(41)上的工作介质管路不转动，防止缠绕外制动管(4)；这种双管跟进、外管制动的结构保证下入钻孔内的外置液压油管不发生缠绕，在钻孔过程中，钻具带动液压潜孔锤钻头连续旋转工作。

作为本发明的进一步方案：外制动管(4)套在内钻杆(3)上，组合形成一节钻杆，工作介质管路就在这个组合钻杆外侧，也就是外制动管(4)外侧。

作为本发明的进一步方案：内钻杆(3)与外制动管(4)连接成一个整体简称钻杆，两者能够相互转动，方便安装和拆卸；或者，内钻杆(3)与外制动管(4)为单杆，分别进行安装。

作为本发明的进一步方案：在两节钻杆(钻杆是指外制动管4和内钻杆3组合成的钻杆，它俩是装配在一起的，但是可以相对转动。)连接后，中间需要一个过渡制动筒(5)，向上连接上外制动管(4)的下八方头(31)，向下连接下外制动管(4)的上八方头(32)，保证外制动管(4)传递制动扭矩。

作为本发明的进一步方案：过渡制动筒(5)与外制动管(4)采用八方滑动连接，或者相类似的制动连接。

作为本发明的进一步方案：外制动管(4)连接伸出地面，工作人员可视，同时止动外制动管(4)的装置也在地面以上。

本发明的有益效果在于，制动管伸出到地面以上，纯机械制动，可视性强、制动效果好，安全可靠。本发明能够完全保证制动，相对于现有的制动技术，其制动装置全部在孔底，地底地层复杂，不能完全保证制动效果；而且根本看不见，是否发生事故也不知道。本发明的制动效果可视，由于制动力通过外制动管传递到地面，能够完全观察到外制动管是否转动，相对于孔底制动形式，本发明的可视效果更加直接便利。本发明结构简单、拆卸方便，不增加额外施工成本；相对于孔底制动，减少了塌孔埋钻的风险，减少了旋转的内钻杆摩破油管的风险。

附图说明

图1是本发明整体制动装置示意图。

图2是本发明的制动管连接示意图。

图3是本发明的双管示意图。

图4是本发明的伸缩止动管示意图。

图5是本发明的中央回转接头示意图。

图中：1、动力头，2、伸缩止动管，3、内钻杆，4、外制动管，5、过渡制动筒，6、中央回转接头，7、工作装置，8、横杆。

31、外制动管4下八方头，32、外制动管4上八方头。

21、伸缩油缸，22、伸缩内管，23、伸缩外管。

41、中央回转接头外圈，42、中央回转接头内圈。

具体实施方式

上述说明仅是本发明的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。

内钻杆3可以采用φ219mm的42crmo无缝钢管，外制动管4可以采用φ323mm的q345b的无缝钢管，过渡制动筒5可以采用q345b钢板拼接或者冷拉八方管，中央回转接头6可以采用20crmo渗碳料加工的装配体，工作装置7采用液压冲击锤组组成的钻头。

首先，把中央回转接头(6)内圈(42)固定在内钻杆(3)上，把外制动管(4)固定在中央回转接头(6)外圈(41)上，内钻杆(3)下端连接动作装置(7)，然后把整个装置按图1,下放到孔内。

然后，把横杆(8)安装在外制动管(4)的上八方头(32)上，用动力头把双管(内钻杆(3)和外制动管(4))提起，把过渡制动筒(5)提起来，露出内钻杆(3)的母连接头，动力头(1)下放内钻杆(3)的母连接头与下钻杆公连接头插装，完成钻杆连接；然后转动过渡制动筒(5)，使过渡制动筒(5)对准外制动管(4)的上下八方头，让上面外制动管(4)与下面外制动管(4)连接，完成制动管连接(见图2)。再微动动力头(1)，同时伸缩止动管(2)内管(22)在伸缩油缸(21)作用下伸出，正好卡住横杆(8)。当动力头连续旋转时，中央回转接头外圈(41)由于外制动管(4)制动而不转动，中央回转接头内圈(42)和内钻杆(3)同时转动，这样就防止了安装在中央回转接头外圈(41)上的工作介质管路不缠绕在外制动管(4)上。当一根钻杆钻进完成后，再连接下一根钻杆，依次钻进施工。

这种双管跟进，内杆转动外管制动的结构保证下入孔内的外置液压油管不缠绕，使钻机在钻孔过程钻具带动液压潜孔锤钻头连续旋转工作。

技术特征：

1.内转外制动双管钻进装置，其特征在于，该装置采用双管进行钻进工作；中央回转接头内圈(42)固定在内钻杆(3)上；内钻杆(3)逐节向上与动力头(1)连接，内钻杆(3)的下部与工作装置(7)连接，将动力头(1)的旋转动力通过内钻杆(3)传递到工作装置(7)上；在内钻杆(3)的外侧套装外制动管(4)，外制动管(4)逐节向上与动力头(1)连接；动力头(1)上的止动管(2)卡住外制动管(4)上的横杆(8)，防止外制动管(4)转动。

2.根据权利要求1所述的内转外制动双管钻进装置，其特征在于，防止外制动管(4)转动的作用力传递到钻孔底部的中央回转接头外圈(41)上，使中央回转接头外圈(41)静止；在中央回转接头内圈(42)转动时，中央回转接头外圈(41)不转动，中央回转接头外圈(41)上的工作介质管路不转动。

3.根据权利要求1所述的内转外制动双管钻进装置，其特征在于，外制动管(4)套在内钻杆(3)上，组合形成一节钻杆，工作介质管路在这个组合钻杆外侧，也就是外制动管(4)外侧。

4.根据权利要求1所述的内转外制动双管钻进装置，其特征在于，内钻杆(3)与外制动管(4)连接成一个整体能够相互转动；或者，内钻杆(3)与外制动管(4)为单杆，分别进行安装。

5.根据权利要求1所述的内转外制动双管钻进装置，其特征在于，在两节钻杆连接后，中间需要一个过渡制动筒(5)，向上连接上钻杆的八方头(31)，向下连接下钻杆的八方头(32)，保证外制动管(4)传递制动扭矩。

6.根据权利要求1所述的内转外制动双管钻进装置，其特征在于，过渡制动筒(5)与外制动管(4)采用八方滑动连接。

7.根据权利要求1所述的内转外制动双管钻进装置，其特征在于，外制动管(4)连接伸出地面，同时止动外制动管(4)的装置也在地面以上。

8.根据权利要求1所述的内转外制动双管钻进装置，其特征在于，中央回转接头(6)内圈(42)固定在内钻杆(3)上，把外制动管(4)固定在中央回转接头(6)外圈(41)上，内钻杆(3)下端连接动作装置(7)，下放到孔内；

把横杆(8)安装在外制动管(4)的上八方头(32)上，用动力头把双管提起，把过渡制动筒(5)提起来，露出内钻杆(3)的母连接头，动力头(1)下放内钻杆(3)的母连接头与下钻杆公连接头插装，完成钻杆连接；然后转动过渡制动筒(5)，使过渡制动筒(5)对准上面外制动管(4)的下八方头(31)与下面外制动管(4)的上八方(31)，让上面外制动管(4)与下面外制动管(4)连接，完成制动管连接；再微动动力头(1)，同时伸缩止动管(2)内管(22)在伸缩油缸(21)作用下伸出，正好卡住横杆(8)；当动力头连续旋转时，中央回转接头外圈(41)由于外制动管(4)制动而不转动，中央回转接头内圈(42)和内钻杆(3)同时转动，这样就防止了安装在中央回转接头外圈(41)上的工作介质管路不缠绕在内钻杆(3)上；当一根钻杆钻进完成后，再连接下一根钻杆，依次钻进施工；

双管跟进、内杆转动外管制动的结构保证下入孔内的外置液压油管不缠绕，使钻机在钻孔过程钻具带动液压潜孔锤钻头连续旋转工作。

9.根据权利要求1所述的内转外制动双管钻进装置，其特征在于，工作装置(7)需要的工作介质通过中央回转接头进行传递。

技术总结
本发明公开了内转外制动双管钻进装置，属于桩基础工程钻探机具；该制动装置内钻杆连接于地面钻机动力头，下连接于液压潜孔锤钻头，把扭矩传递到液压潜孔锤钻头；外制动管与中央回转接头外圈连接在一起，逐节连接到地面上，由动力头上止动架止动。在内钻杆转动时，中央回转接头内圈转动，中央回转接头外圈由于与外制动管连接而不转动，使外制动管外侧的液压油管不转动，从而使液压油油管不缠绕钻具，让液压潜孔锤钻头可以一个方向连续旋转钻进。本发明结构简单，操作方便，解决了钻孔时钻具在一个方向连续旋转时，孔内钻具外置功能性液压管路不缠绕钻具的方向性难题，填补了这个行业的世界空白。

技术研发人员：陶德明
受保护的技术使用者：陶德明
技术研发日：2020.08.13
技术公布日：2020.11.27