专利名称：无钻杆钻具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钻具，具体的说是一种用于地基基础施工、陈旧基础 改造的钻孔机上的无钻杆钻具。
背景技术：
目前，传统的钻孔机的钻具通过钢丝绳悬挂在立柱上，动力头驱动钻 杆、进而驱动钻具进行掘削岩土的作业，岩土对钻具的反作用力通过钻杆 和动力头传递给机械本体(即底盘)，通过底盘与地面之间的摩擦力进行 抵消。钻具的驱动扭矩和最大钻孔深度是钻孔机设计的一个关键参数。由 于最大钻孔深度是钻孔机设计的一个关键参数，最大钻孔深度的变化将直 接导致钻孔机结构的变化，还会影响整机的稳定性和机动性，场内转移和 转场均受到很大限制。另外，动力头输出扭矩比较大而且最大成孔深度是 固定值。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构紧 凑，设计合理，成本低廉、破岩能力强的无钻杆钻具。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是钻头和用于给钻头提 供动力、钻进压力和钻进行程的伸缩加压机构相连接，伸缩加压机构和用 于支承整个钻具和抵消反扭矩的支护装置固连。
本发明的优点是
由于本发明彻底改变了现有钻具的结构，釆用了专门设计的伸缩加压 机构和支护装置，无钻杆钻孔机仅在无钻杆钻具与它的支护装置之间有一 段类似于传统钻孔机钻杆的结构，无钻杆钻具的动力驱动装置与钻头合二 为一，钻进深度变化时，该"钻杆"的长度变化不大。这种结构不但可以 减小了钻杆的变形，保证钻孔的质量，还可以降低钻具动力消耗，可以提 高钻头的破岩能力。最大钻进深度不再是设计的重要参数，钻孔机的工程 适应性增强。
图l是本发明结构总体结构示意图； 图2是本发明伸缩加压机构结构示意图； 图3是本发明支护装置结构示意图；
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。 由图l一图3可知，本发明包括钻头1，和用于给钻头1和用于给钻 头1提供动力、钻进压力和钻进行程的伸缩加压机构2相连接，伸缩加压 机构2和用于支承整个钻具和抵消反扭矩的支护装置3固连。所述的钻头 l为回转斗、短螺旋、冲抓斗或冲击器。所述的伸缩加压机构2的结构为 在圆简状外滑套12内套一内滑套13,其内固装有马达9、内加压油缸IO 和潜水电机ll，外滑套12上端连接外滑套盖板14，其上侧与支护装置3 连接，内滑套13下端连接内滑套底板8，短连套7将内滑套底板8和密封 件5连接起来，马达9和马达轴齿轮15固连，中间轴17由轴承16固定 于内滑套底板8上，中间轴17上依次安装大齿轮18和小齿轮19，大齿轮 18和马达轴齿轮15啮合，小齿轮19带动回转支承6上的回转块20转动， 回转块20上固定钻头连接4，其上安装钻头l。所述的支护装置3包括底 板21,其上由螺栓20和伸缩加压机构2连接，底板21上固定空心立柱 22,其内安装油缸25，下回转套23和上回转套24分别套装于空心立柱 22外侧，上盖板26固定在上回转套24上方，提拉杆28通过提拉杆连接 套27固定在上回转套24上，上回转套24和下回转套24上分别由耳板连 接29固装耳板30,其上由短连杆31连接至外侧的耳板32，同一轴向的 多个耳板32外侧分别安装支护板33。所述的耳板30连接短连杆31继而 连接耳板32的结构，同一轴向的相邻此机构和支护板33以及空心立柱22 组成的四边形为梯形或平行四边形。
图3的支护装置3的连接方式可保证支护板33只有平动而无转动。 其底板21下部连接外滑套上盖板14，使钻头3在回转切削岩土时的掘削 扭矩能传递到该板上，并且钻进时能获得加压力。支护油缸25外伸时， 使支护板33挤压孔的内壁，产生一个反作用力，依靠此反作用力来抵消 钻头3的掘削扭矩。由此可知，支护装置3具有如下功能通过该装置将
钻头3的掘削扭矩与孔内壁的摩擦力相抵消。
无钻杆钻孔机在支护装置3深入到孔内后，无钻杆钻具可正常工作。 此时支护装置3已经支护在孔壁上，由于无钻杆钻具钻进过程中需要保证
钻头1的钻进行程和加压条件，因此需要安装提供动力、钻进压力和钻进 行程的伸缩加压机构2。伸缩加压机构2包括内外滑套13、 12，内加压油 釭10和液压马达9组成，内、外滑套13、 12通过键连接，无相对转动， 可以在一定范围内上下滑动，以满足钻头3钻进工作的需要；内加压油缸 10除了为钻头3提供钻进必需的加压力外，还推动内滑套13上下移动， 满足钻进行程需要；液压马达9安装在内滑套13上，用于驱动钻头3旋 转完成掘削作业。
钻头3可以选用传统的短螺旋钻头，也可以选用传统的回转斗、冲抓 斗、冲击器，用于掘削土和容土。
下面简述本发明的工作原理。当无钻杆钻具深入到孔的底部时，钻孔 机的钢丝绳放松，支护装置3的支护板33向外张开，下部的平行四边形 摩擦自锁调解机构也随之张开，支护板33向外作平动直至与孔的内壁接 触。支护板33与孔内壁接触后，无钻杆钻具开始旋转。当支护板33与孔 内壁土的摩擦力不足以抵消钻具所受的掘削扭矩时，支护装置3的摩擦自 锁调解机构(即形成的平行四边形)进行调解，直至摩擦自锁机构达到自 锁状态，摩擦力足以抵消掘削扭矩为止。无钻杆钻具钻进时，伸缩加压机 构2中的液压马达9带动内加压油缸10开始外伸，保证钻具正常钻进所 需的加压力和进给空间。无钻杆钻具钻进过程中的掘削反扭矩通过钻头3 传递给内、外滑套13、 12，进而传递给支护装置3，通过支护板33与土 孔内壁的摩擦力进行抵消。由以上结构可知，无钻杆钻具是无钻杆钻孔机 的核心，它实质上是传统钻孔机的钻具和动力头的复合。
权利要求
1.一种无钻杆钻具，包括钻头(1)，其特征在于钻头(1)和用于给钻头(1)提供动力、钻进压力和钻进行程的伸缩加压机构(2)相连接，伸缩加压机构(2)和用于支承整个钻具和抵消反扭矩的支护装置(3)固连。
2. 根据权利要求1所述的无钻杆钻具，其特征在于所述的钻头(1)为 回转斗、短螺旋、冲抓斗或冲击器。
3. 根据权利要求1所述的无钻杆钻具，其特征在于所述的伸缩加压机构 (2)的结构为圆筒状外滑套(12)内套一内滑套(13)，内、外滑套通过键连接，其内固装有马达(9)、内加压油缸(10)和潜水电机(11),外 滑套(12)上端连接外滑套盖板(14)，其上侧与支护装置(3)连接，内 滑套(13)下端连接内滑套底板(8)，短连套(7)将内滑套底板(8)和 密封件(5)连接起来，马达(9)和马达轴齿轮(15)固连，中间轴(l7) 由轴承(16)固定于内滑套底板(8)上，中间轴(17)上依次安装大齿 轮(18)和小齿轮(19)，大齿轮(18)和马达轴齿轮(15)啮合，小齿 轮(19)带动回转支承(6)上的回转块(20)转动，回转块(20)上固 定钻头连接(4)，其上安装钻头(1)。
4. 根据权利要求1所述的无钻杆钻具，其特征在于所述的支护装置(3) 包括底板(21)，其上由螺栓(20)和伸缩加压机构(2)连接，底板(21) 上固定空心立柱(22),其内安装油缸(25),下回转套(23)和上回转套(24)分别套装于空心立柱(22)外侧，并与空心立柱通过键连接，上盖 板(26 )固定在上回转套(24 )上方，提拉杆(28 )通过提拉杆连接套27 固定在上回转套(24)上，上回转套(24)和下回转套(23)上分别由耳 板连接(29 )固装耳板(30 ),其上由短连杆(31)连接至外侧的耳板(32 )， 同一轴向的多个耳板(32)外侧分别安装支护板(33)。 5，根据权利要求4所述的无钻杆钻具，其特征在于所述的耳板30连接 短连杆(31)继而连接耳板(32)的结构，同一轴向的相邻此机构和支护 板(33)以及空心立柱(22)组成的四边形为梯形或平行四边形。
全文摘要
本发明公布了一种无钻杆钻具，包括钻头，钻头和用于给钻头提供动力、钻进压力和钻进行程的伸缩加压机构相连接，伸缩加压机构和用于支承整个钻具和抵消反扭矩的支护装置固连。由于本发明彻底改变了现有钻具的结构，采用了专门设计的伸缩加压机构和支护装置，无钻杆钻孔机仅在无钻杆钻具与它的支护装置之间有一段类似于传统钻孔机钻杆的结构，无钻杆钻具的动力驱动装置与钻头合二为一，钻进深度变化时，该“钻杆”的长度变化不大。这种结构不但可以减小了钻杆的变形，保证钻孔的质量，还可以降低钻具动力消耗，可以提高钻头的破岩能力。最大钻进深度不再是设计的重要参数，钻孔机的工程适应性增强。
文档编号E21B4/04GK101353945SQ20071007257
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月26日 优先权日2007年7月26日
发明者胡长军, 胡长胜, 赵伟民 申请人:胡长胜