一种水平救援钻机钻进导向方法及导向装置与流程

1.本发明涉及一种水平救援钻机钻进导向方法及导向装置，属于隧道救援领域，并推广至所有水平钻进导管工程施工。


背景技术：

2.目前国内的水平救援钻机(比如fs-120cz大口径水平钻机)钻进施工时需在钻机前端钻杆位置安装导向装置，以保证钻管沿既定钻孔位置水平钻进。目前现有导向装置如需调节顶升高度需靠借助千斤顶(撬棍)等外力将其抬升，然后在底座下加垫方木、钢板等材料实现抬升，总体来说现有导向装置存在笨重，调节顶升高度困难复杂、安全系数低等问题。


技术实现要素：

3.本发明提供一种水平救援钻机钻进导向方法及导向装置，以解决目前导向架调节顶升高度繁琐、困难以及安全性低等问题。
4.为实现上述目的，拟采用这样一种水平救援钻机钻进导向方法，具体如下：
5.1)修筑作业平台；
6.2)在作业平台修筑过程中同步拼装液压导向装置；
7.3)将液压导向装置连接水平钻机的液压动力系统，通过现场水平钻机为液压导向装置提供动力；
8.4)开始钻进作业，初次液压顶升使导向轮组接触导管；
9.5)钻进作业过程中对钻管的沉降进行监测；
10.6)监测到钻管有沉降时调整液压顶升装置，直至沉降数值修正为零；
11.7)重复步骤5～7，直至救援通道打通。
12.本发明还提供了一种可调节的液压导向装置，包括底座、液压油缸、下支撑、上支架和导向轮组，下支撑为立向设置的导向伸缩杆，两个下支撑的下端分别固定于底座的相对两侧，横向设置的上支架两端分别固定于两个下支撑的上端，立向设置的液压油缸的上下两端分别固定于上支架和底座的中部以驱动上支架的升降，导向轮组固定于上支架上端的中部，所述导向轮组为两组分别转动固定于上支架上端的导向轮，两组导向轮的轴向相互平行。
13.前述导向装置中，所述下支撑为双节的伸缩套筒结构，下支撑的相对两侧还分别固定有斜撑，斜撑的上端固定于下支撑的下节套筒的上端，斜撑的下端固定于底座上；
14.前述导向装置中，下支撑的外侧还对应固定有调节撑杆，调节撑杆为长度可调结构，且调节撑杆的上下两端分别与下支撑的上下两端固定连接；
15.前述导向装置中，所述调节撑杆是长度可锁定结构；
16.前述导向装置中，两个下支撑之间还固定有拉杆，拉杆的两端分别固定于两个下支撑下节套筒的上端，拉杆的中部为套设于液压油缸上的限位框架结构；
17.前述导向装置中，各部件之间均通过连接件可拆卸式连接，以便极端条件下拆卸后人工搬运。
18.与现有技术相比，本发明优点如下：
19.1)承载力强，不易发生变形；本发明所述导向装置只需选材把控严格能够承载20t，且不会发生变形，原有装置承载能力较差，且为工字钢、型钢等材料焊接而成，极易发生变形。
20.2)可控性强，操作便捷；利用既有的大口径水平救援钻机起吊装置泵站作为动力，可连接至操作台，通过操作杆来调节油缸，以达到所需调节的顶升高度，可控性极强。
21.3)人员配置减少；原有的导向装置需8人操作，新发明的液压导向装置只需2-3人操作，极大程度少减少了劳动力，优化了资源配置。
22.4)操作时间缩短；此装置动力集成一体化，只需安放至需顶升的位置，连接好相应的管线便可操作，不需像原有装置操作时还需携带千斤顶、撬棍、钢板及方木等外力物资设备进行辅助，极大程度上缩短了操作时间，提升了效率。
23.5)安全系数高；操作时只需要将此装置放在需顶升的位置，开始顶升时，只需操作员在控制台处操作(一般距顶升装置3-4米)，装置旁不需要人员旁站，只需待顶升到所需位置后，在前往装置处操作调节撑杆，将其机械锁死。这就极大程度上提高了使用时的安全系数，不会出现原有导向装置安装时夹手、压脚等极易造成操作人员人生安全等问题。
24.5)运输便捷；在极端条件下可由人工搬运，该装置可分拆为单个零件。
附图说明
25.图1是本发明的结构示意图；
26.图2本发明配合水平钻机钻进使用的结构示意图；
27.图3是图2中所述液压导向装置的初始状态图(a-a向示意图)；
28.图4是图3中液压导向装置末态高度的示意图；
29.图5是底座的结构示意图；
30.图6是上支架的结构示意图；
31.图7是上支架中间梁的结构示意图；
32.图8是上支架侧梁及下支撑的结构示意图；
33.图9是拉杆的结构示意图；
34.图10是下支撑的结构示意图；
35.图11是调节撑杆的结构示意图；
36.图12是撑杆的结构示意图；
37.图13是油缸的结构示意图。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.实施例
40.参照图1-图13，本实施例提供一种可调节的液压导向装置，包括底座1、液压油缸2、下支撑3、上支架4和导向轮组5，下支撑3为立向设置的导向伸缩杆，两个下支撑3的下端分别固定于底座1的相对两侧，横向设置的上支架4两端分别固定于两个下支撑3的上端(上支架4由中间梁和侧梁构成)，立向设置的液压油缸2的上下两端分别固定于上支架4和底座1的中部以驱动上支架4的升降，导向轮组5固定于上支架4上端的中部，所述导向轮组5为两组分别转动固定于上支架4上端的导向轮，两组导向轮的轴向相互平行,两组导向轮之间的距离小于钻管9直径，以使钻管9能够搭设于两组导向轮上平行钻进。
41.下支撑3为双节的伸缩套筒结构，下支撑3的相对两侧还分别固定有斜撑6，斜撑6的上端固定于下支撑3的下节套筒的上端，斜撑6的下端固定于底座1上，下支撑3的外侧还对应固定有调节撑杆7，调节撑杆7是长度可调并可锁定的杆体结构，即长度可调的丝杠结构，如图11所示，每次调节上支架4升降位置时，先解锁该丝杠结构，再控制液压油缸2顶升或下降，调节完毕后，调节两侧的丝杠结构并将其锁定，该丝杠结构包括丝杠71及螺纹套设于丝杠71两端的套筒72，丝杠71的中部为转动部，转动部上沿垂直于轴向开设有操作孔，以便插入操作杆转动丝杠71，丝杠71上位于转动部两端的螺纹方向相反，两端的套筒72分别用于固定于下支撑3的两端，通过转动丝杠71即可实现调节撑杆7长度的调节，在转动丝杠71和套筒72连接处横向开孔并横向穿入锁定杆即可避免转动丝杠71和套筒72相对转动，锁定调节杠杆7的长度。
42.两个下支撑3之间固定有拉杆8，拉杆8的两端分别固定于两个下支撑3下节套筒的上端，拉杆8的中部为套设于液压油缸2上的限位框架结构，限位框架结构的尺寸略大于液压油缸2的外径，以作为防护结构避免液压油缸2偏移，上述各部件之间均通过连接件可拆卸式连接，如螺栓连接等，以便极端条件下拆卸后人工搬运。
43.利用上述液压导向装置进行水平救援钻机钻进导向的方法如下：
44.参照附图1，取出各单元组件，完成液压导向装置拼装；
45.参照附图2，工作时，使用液压油缸2将上支架4顶到工作位置，然后调节两边的调节撑杆7(丝杠结构)将其机械锁死，如果需要再次调节高度，需要先将丝杠解锁，调节液压油缸2到工作位置，再调节丝杠到合适位置，最后用销轴将丝杠锁定，以达到调节顶升高度的目的。
46.具体如下：
47.1)修筑作业平台；
48.2)在作业平台修筑过程中同步拼装液压导向装置；
49.3)将液压导向装置连接水平钻机10的液压动力系统，通过现场水平钻机10为液压导向装置提供动力；
50.4)开始钻进作业，初次液压顶升使导向轮组5接触钻管9，水平钻机10驱动钻管9向泥石11内钻进；
51.5)钻进作业过程中对钻管9的沉降进行监测；
52.6)监测到钻管9有沉降时调整液压顶升装置，直至沉降数值修正为零；
53.7)重复步骤5～7，直至救援通道打通。