桩基孔内断钻杆打捞装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种桩基钻孔施工故障的处理装置，尤其是一种用于打捞旋挖钻机钻孔时折断钻杆的装置，属于桩基施工技术领域。
【背景技术】
[0002]旋挖钻机广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑、码头堤岸等地基础施工工程，配合不同钻具，适应于干式(短螺旋)，或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业，具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高及多功能特点。随着桩基钻孔技术的发展，目前采用旋挖钻机进行桩基钻孔的比率越来越高，旋挖钻机虽然具有很多的优势，但其钻杆采用多节阶梯式抽拉结构，钻杆直径逐节递减，其结构强度决定于最细的末节钻杆。旋挖钻机在钻孔过程中，如遇到异常地质状况或地下特殊硬物，最细的末节钻杆容易断裂，如不能打捞出折断的钻头，该钻孔只能报废而造成较大的工程损失。由于旋挖钻机的钻头较大、较重，而断裂部分的钻杆又偏细，一旦钻杆断裂，现有的打捞模式很难奏效，只得重新钻孔，延长了钻孔的施工周期，增大钻孔成本。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种结构简单、能方便地打捞出钻孔孔洞底部断钻杆的桩基孔内断钻杆打捞装置。
[0004]本发明通过以下技术方案予以实现:
一种桩基孔内断钻杆打捞装置，包括自上而下顺次固定连接成一体的钻杆箱和收纳筒，钻杆箱通过横销与旋挖钻机下端铰接，所述收纳筒由钻杆套筒和上小下大的收纳罩固定连接而成；在钻杆套筒径向设有钻杆夹紧机构，所述钻杆夹紧机构包括数个轴向均布在钻杆套筒四周的楔形夹紧箱，所述楔形夹紧箱的直边敞开，且与钻杆套筒的轴向槽口对应；夹紧元件放置在楔形夹紧箱内，楔形夹紧箱的楔角α范围为10° < α <13° ;钻杆夹紧机构夹紧断钻杆时，数个夹紧元件一侧伸出各自的轴向槽口夹紧断钻杆，数个夹紧元件另一侧抵靠在各自所在的楔形夹紧箱的楔形面上。
[0005]本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
[0006]前述的桩基孔内断钻杆打捞装置，其中所述收纳罩外形如上小下大的喇叭形；所述收纳罩外形如上小下大的锥台形，所述锥台形的小端与钻杆套筒的连接处圆滑过渡。
[0007]前述的桩基孔内断钻杆打捞装置，其中喇叭形的收纳罩下部内径Dl或锥台形与收纳罩下部内径D2与钻杆套筒内径D之比为DI/D=4?5或D2/D=4?5。
[0008]前述的桩基孔内断钻杆打捞装置，其中钻杆套筒内径比钻杆外径大20mm~40mm。
[0009]前述的桩基孔内断钻杆打捞装置，其中所述夹紧元件为钢球，所述轴向槽口宽度B与钢球直径d之比B/d=0.8?0.9。
[0010]前述的桩基孔内断钻杆打捞装置，其中所述夹紧元件为楔块，所述楔块的斜角β与楔形夹紧箱的楔角α相等。楔块的横截面为横置的T形，横置的T形的水平边伸出钻杆套筒的轴向槽口。
[0011]本发明结构简单、使用方便。先将本发明上端的钻杆箱与旋挖钻机下端连接，然后将本发明伸进桩基孔向下边旋转边移动，利用喇叭形或锥台形的收纳罩下部较大收纳口套住断钻杆，直至断钻杆上端进入钻杆套筒下端内并被杆夹紧机构扶正，此时钻杆夹紧机构的数个钢球或数块楔块被钻杆带动而向上移动且径向包纳住断钻杆。当上提钻杆时，数个钢球或数块楔块向下移动且向外横移出对应的轴向槽口，随着钻杆继续上升，数个钢球或数块楔块继续下落且从各自对应的轴向槽口继续向外横移紧紧夹住断钻杆，由于楔形夹紧箱楔角α的自锁作用，使得钢球或楔块保持在夹紧位置，并随着本发明上升将断钻杆拉出桩基孔，从而解决了从桩基孔中取出断钻杆的难题。采用本发明不会因为断钻杆无法取出而使桩基孔报废，缩短了施工周期，提高了桩基孔的施工效率且大大降低了桩基孔的施工成本。
[0012]本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图4是图3的B-B剖视图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0015]实施例一
如图1和图2所示，本实施例钻杆夹紧机构的夹紧元件为钢球且收纳罩为上小下大的喇叭形，本实施例的收纳罩也可为上小下大的锥台形。
[0016]本发明包括自上而下顺次固定连接成一体的钻杆箱I和收纳筒2，钻杆箱I为圆筒形，旋挖钻机下端伸进钻杆箱I内，通过横销4与伸进钻杆箱I内的旋挖钻机3下端铰接，使得本发明装拆非常方便。收纳筒2由钻杆套筒21和上小下大呈喇叭形的收纳罩22焊连而成，便于收纳断钻杆6。在钻杆套筒21径向设有钻杆夹紧机构5，钻杆夹紧机构5包括4个轴向均布在钻杆套筒21四周的楔形夹紧箱51，所述楔形夹紧箱51的直边敞开，且与钻杆套筒21的轴向槽口 211对应，钢球52作为夹紧元件放置在楔形夹紧箱51内。本实施例的楔形夹紧箱51的楔角α=1Γ，可以确保钢球52夹紧断钻杆6后处于自锁状态。钻杆夹紧机构5夹紧断钻杆6时，4个钢球52 —侧横移出各自的轴向槽口 211夹紧断钻杆6，4个钢球52另一侧抵靠在各自所在的楔形夹紧箱51的楔形面上，由于楔形夹紧箱51的楔角α范围为10° < α < 13° ,使得钢球52处于不能移动的自锁状态。如图2所示,本实施例的轴向槽口 211宽度B与钢球52直径d之比B/d=0.85，可以使得钢球52能从钻杆套筒21的轴向槽口 211横移夹紧断钻杆6而不会脱落。喇叭形的收纳罩22下部内径Dl与钻杆套筒内径D之比为DI/D=4.5，且钻杆套筒21内径比钻杆的外径大30mm，这样的结构有利于收纳断钻杆6，喇叭形的弧形母线可将其从倾斜状态扶正到直立状态，便于后续夹紧断钻杆6。
[0017]实施例二
如图3和图4所示，本实施例的楔块53作为夹紧元件放置在楔形夹紧箱51内，楔块53斜角β与楔形夹紧箱51的楔角α相等，均在10° < α < 13°的范围内，楔块53处于不能移动的自锁状态，可以达到夹紧断钻杆6的目的。楔块53的横截面为横置的T形，横置的T形的水平边531伸出钻杆套筒21的轴向槽口 211，T形结构的楔块53可以防止其外移脱离钻杆套筒21。本实施例收纳罩22外形如上小下大的锥台形，便于加工成形；所述锥台形的小端与钻杆套筒21的连接处焊接后打磨圆滑过渡，便于扶正断钻杆6。收纳罩22外形也可为上小下大的喇叭形，本实施例的其余结构与实施例一相同。
[0018]本发明的使用过程如下:
当需要打捞断钻杆时，将旋挖钻机的钻头取下后换装本发明，并用插销将本发明连接在旋挖钻机下端上。开启旋挖钻机，带动本发明向桩基孔孔底方向运动，当接近断钻杆位置时，本发明的下移减速，并慢慢施加轴向压力，当本发明不再下落时，可稍微左右转动本发明，使钢球或楔块下落，从而使得钻杆夹紧机构夹紧并自锁住断钻杆。然后上提本发明，便将断钻杆打捞上来。
[0019]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种桩基孔内折断钻头打捞装置，其特征在于:包括自上而下顺次固定连接成一体的钻杆箱和收纳筒，所述钻杆箱通过横销与旋挖钻机下端铰接，所述收纳筒由钻杆套筒和上小下大的收纳罩固定连接而成；在钻杆套筒径向设有钻杆夹紧机构，所述钻杆夹紧机构包括数个轴向均布在钻杆套筒四周的楔形夹紧箱，所述楔形夹紧箱的直边敞开，且与钻杆套筒的轴向槽口对应；夹紧元件放置在楔形夹紧箱内，楔形夹紧箱楔角α的范围为10° < α < 13° ;钻杆夹紧机构夹紧折断钻头时，数个夹紧元件一侧伸出各自的轴向槽口夹紧折断钻头，数个夹紧元件另一侧抵靠在各自所在的楔形夹紧箱的楔形面上。
2.如权利要求1所述的桩基孔内折断钻头打捞装置，其特征在于:所述收纳罩外形如上小下大的喇叭形。
3.如权利要求1所述的桩基孔内折断钻头打捞装置，其特征在于:所述收纳罩外形如上小下大的锥台形，所述锥台形的小端与钻杆套筒的连接处圆滑过渡。
4.如权利要求2或3所述的桩基孔内折断钻头打捞装置，其特征在于:喇叭形的收纳罩下部内径Dl或锥台形与收纳罩下部内径D2与钻杆套筒内径D之比为DI/D=4?5或D2/D=4 ?5。
5.如权利要求1所述的桩基孔内折断钻头打捞装置，其特征在于:钻杆套筒内径比钻杆外径大20mm?40mm η
6.如权利要求1所述的桩基孔内折断钻头打捞装置，其特征在于:所述夹紧元件为钢球，所述轴向槽口宽度B与钢球直径d之比B/d=0.8?0.9。
7.如权利要求1所述的桩基孔内折断钻头打捞装置，其特征在于:所述夹紧元件为楔块，所述楔块的斜角β与楔形夹紧箱的楔角α相等。
8.如权利要求7所述的桩基孔内折断钻头打捞装置，其特征在于:楔块的横截面为横置的T形，横置的T形的水平边伸出钻杆套筒的轴向槽口。
【专利摘要】本发明公开了一种桩基孔内断钻杆打捞装置，包括钻杆箱和收纳筒，钻杆箱通过横销与旋挖钻机下端铰接，收纳筒由钻杆套筒和收纳罩固定连接而成；在钻杆套筒径向设有钻杆夹紧机构，钻杆夹紧机构包括数个轴向均布在钻杆套筒四周的楔形夹紧箱，楔形夹紧箱的直边敞开，且与钻杆套筒的轴向槽口对应；夹紧元件放置在楔形夹紧箱内，钻杆夹紧机构夹紧断钻杆时，数个夹紧元件横移出各自的轴向槽口并抵靠在各自所在的楔形夹紧箱的楔形面上。本发明结构简单、使用方便，解决了从桩基孔中取出断钻杆的难题，不会因为断钻杆无法取出而使桩基孔报废。缩短了施工周期，提高了桩基孔的施工效率且大大降低了桩基孔的施工成本。
【IPC分类】E21B31-18
【公开号】CN104612617
【申请号】CN201510031559
【发明人】刘忠友, 施瑾伟, 周厚平, 冯俭华, 王勇
【申请人】中交二航局第三工程有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月22日