专利名称：全液压自钻式旁压设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种土工勘察仪器设备，具体涉及一种旁压设备。
背景技术：
目前，国内外的旁压设备都因为辅助设备繁多，操作复杂，设备联接时耽误工时等问题 没有在我国得到大面积推广使用，在很大程度上阻碍了我国土工旁压试验的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、操作简便的全液压自钻式旁压设备。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是全液压自钻式旁压设备，其特征在于它包 括全液压自钻式旁压仪、泥浆动力泵l、数据测控仪2、屏蔽电缆3、高压胶管4、钻杆5、 升降机6;泥浆动力泵1的输出端由高压胶管4与钻杆5上端的中心孔相连通；钻杆5设置 在升降机6的升降机构上；数据测控仪2由屏蔽电缆3与全液压自钻式旁压仪的密封电子仓 ll相连；使用时，全液压自钻式旁压仪设置于钻孔内；
全液压自钻式旁压仪包括液压动力装置、旁压装置、自钻装置；液压动力装置的上端与 钻杆5的下端螺纹连接；液压动力装置的下端与旁压装置的上端固定连接；旁压装置的下端 部与自钻装置的上端部螺纹连接；
旁压装置包括液压缸12、连接套筒14、推进滑块15、扇形横压块16、旁压架17;旁压 架17由上环盘22、支撑杆23、下环盘25组成，上环盘22与下环盘25由3 12个均布的 支撑杆23固定连接，旁压架17上构成与支撑杆23的个数相对应的旁压孔24;扇形横压块 16的个数与旁压孔24的个数相对应，旁压架17的每一旁压孔24内设一扇形横压块16;扇 形横压块16的内侧成斜面状，扇形横压块16的下端厚度大于扇形横压块16的上端厚度， 扇形横压块16的内侧沿轴向设有燕尾槽26;推进滑块15上设有与扇形横压块16的个数相 对应的滑头，滑头位于相对应的扇形横压块16的燕尾槽内；连接套筒14的上端部与液压缸 12的缸体的下端部螺纹连接，液压缸12的活塞杆13的下端部穿过连接套筒14与推进滑块 15螺纹连接，连接套筒14的下端部与旁压架17的上端部螺纹连接。
液压动力装置包括油箱9、液压泵IO、密封电子仓ll，油箱9的上端与钻杆5下端螺纹 连接，油箱9的下端与液压泵10的上端固定连接，液压泵10的下端与密封电子仓11的上 端固定连接，密封电子仓11的下端与旁压装置的液压缸12的缸体的上端固定连接。
自钻装置包括自钻架18、液压马达19、钻头20、冲洗液管8，液压马达19位于自钻架 18内并与自钻架18固定连接，液压马达19的输出轴由联轴器与钻头20相连，钻头20位于 液压马达19的下方；自钻架18的上端部与旁压装置的旁压架17的下端部螺纹连接；冲洗 液管8的上端与钻杆5下端的中心孔相连通，冲洗液管8的下端穿过连接套筒14，然后穿过 推进滑块15与扇形横压块16构成的孔，再穿过旁压架17位于钻头20的上方。所述的扇形横压块16外设有磨擦片21，磨擦片21与扇形横压块16采用沉头螺栓联接， 磨擦片21位于旁压架17的支撑杆23的外侧。
本发明的有益效果是旁压装置采用液压缸、连接套筒、推进滑块、扇形横压块、旁压 架，液压缸的活塞杆伸出时，推进滑块下移，由于扇形横压块的内侧成斜状，扇形横压块向 外扩张，向周围的土体施加横向载荷；液压缸的活塞杆縮回时，推进滑块上移，扇形横压块
向内收回；其结构简单、操作简便。
将液压动力装置设置于地面以下并与旁压装置固定连接的结构形式与以往的旁压试验 装置相比，不再需要地面以上的高压氮气瓶、水箱以及联接水箱与地面以下旁压仪的长距离
高压胶管，使整个旁压设备更加紧凑、简洁；液压动力装置同时提供自钻装置与旁压装置的
动力以及旁压装置的压力介质，使自钻装置与旁压装置的动力合二为一，不再需要以往为自
钻装置提供动力的地面钻机，达到了简化辅助设备的目的；以往长距离高压胶管在内部高压 水的作用下发生弹性变形是影响测试精度的重要问题，改进后的旁压装置不再需要长距离高 压胶管，可提高测试精度。
在扇形横压块外设有可以更换的磨擦片，可针对不同的土体选择合适的磨擦片以提高测 试精度；磨擦片本身为易损件，旁压过程中可能发生变形，因此当磨擦片损坏后可以更换。
图l是本发明的结构示意图2是图1沿A-A线的剖视图3是图2沿B-B线的剖视图4是本发明的旁压架的结构示意图5是图4的俯视图6是本发明的扇形横压块的结构示意图； 图7是图6的左视图； 图8是图7的俯视图； 图9是图7的仰视图中1-泥浆动力泵，2-数据测控仪，3-屏蔽电缆，4-高压胶管，5-钻杆，6-升降机， 7-钻孔，8-冲洗液管，9-油箱，10-液压泵，11-密封电子仓，12-液压缸，13-活塞杆，14-连接套筒，15-推进滑块，16-扇形横压块，17-旁压架，18-自钻架，19-液压马达，20-钻头， 21-磨擦片，22-上环盘，23-支撑杆，24-旁压孔，25-下环盘，26-燕尾槽。
具体实施例方式
如图1所示，全液压自钻式旁压设备，它包括全液压自钻式旁压仪、泥浆动力泵l、数 据测控仪2、屏蔽电缆3、高压胶管4、钻杆5、升降机6;泥浆动力泵1的输出端由高压胶 管4与钻杆5上端的中心孔相连通；钻杆5设置在升降机6的升降机构上；数据测控仪2由 屏蔽电缆3与全液压自钻式旁压仪的密封电子仓11相连；使用时，全液压自钻式旁压仪设 置于钻孔内；
如图1所示，全液压自钻式旁压仪，它包括液压动力装置、旁压装置、自钻装置；液压动力装置的上端与钻杆5的下端螺纹连接;液压动力装置的下端与旁压装置的上端固定连接； 旁压装置的下端部与自钻装置的上端部螺纹连接；
如图1所示，液压动力装置包括油箱9、液压泵IO、密封电子仓ll，油箱9的上端与钻 杆5下端螺纹连接，油箱9的下端与液压泵10的上端固定连接，液压泵10的下端与密封电 子仓11的上端固定连接，密封电子仓11的下端与旁压装置的液压缸12的缸体的上端固定 连接；
如图l、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，旁压装置包括液压缸12、 连接套筒14、推进滑块15、扇形横压块16、旁压架17;旁压架17由上环盘22、支撑杆23、 下环盘25组成，上环盘22与下环盘25由8个(可根据大小需要采用3 12个，图2中为8 个)均布的支撑杆23固定连接(如焊接)，旁压架17上构成与支撑杆23的个数相对应的旁 压孔24 (两相邻的支撑杆与上环盘、下环盘围成一个旁压孔)；扇形横压块16的个数与旁压 孔24的个数相对应(即8个)，旁压架17的每一旁压孔24内设一扇形横压块16;扇形横压 块16的内侧成斜面状，扇形横压块16的下端厚度大于扇形横压块16的上端厚度(如图6 所示)，扇形横压块16的内侧沿轴向设有燕尾槽26;推进滑块15上设有与扇形横压块16的 个数相对应的滑头(滑头的形状与燕尾槽相配合)，滑头位于相对应的扇形横压块16的燕尾 槽内；连接套筒14的上端部与液压缸12的缸体的下端部螺纹连接，液压缸12的活塞杆13 的下端部穿过连接套筒14与推进滑块15螺纹连接，连接套筒14的下端部与旁压架17的上 端部螺纹连接；所述的扇形横压块16外设有磨擦片21 (磨擦片的个数与扇形横压块的个数 相对应)，磨擦片21与扇形横压块16采用沉头螺栓联接，磨擦片21位于旁压架17的支撑 杆23的外侧；
自钻装置包括自钻架18、液压马达19、钻头20、冲洗液管8，液压马达19位于自钻架 18内并与自钻架18固定连接，液压马达19的输出轴由联轴器与钻头20相连，钻头20位于 液压马达19的下方；自钻架18的上端部与旁压装置的旁压架17的下端部螺纹连接；冲洗 液管8的上端与钻杆5下端的中心孔相连通，冲洗液管8的下端穿过连接套筒14，然后穿过 推进滑块15与扇形横压块16构成的孔，再穿过旁压架17位于钻头20的上方。
油箱9、液压泵IO、液压缸12、液压马达19构成的液压系统可采用现有公知技术；密 封电子仓内设置有检测液压系统压力的压力传感器，压力传感器与液压管路采用螺纹连接。 密封电子仓底部与旁压装置的液压缸上端部连接处安装有检测液压缸活塞位移的位移传感 器。密封电子仓11、数据测控仪2内的电路采用现有公知技术，传感器也采用现有公知技术。
在旁压试验操作时通过自钻装置钻进至土体的待测深度，然后在数据测控仪的指令下利 用旁压装置向周围的土体施加横向载荷；升降机在旁压钻进时通过钻杆施加轴向进给力，而 在旁压试验完毕后又通过钻杆将旁压装置从地层的钻孔中提升至地面；泥浆动力泵将地面的 钻进冲洗液通过钻杆内的中心孔输送至自钻装置的钻头的上方，冲洗液即可将自钻装置切削 的土体和岩石颗粒顺钻孔内壁带回至地面，实现钻进的冲洗液循环；数据测控仪与密封电子 仓通过屏蔽电缆联接，提供电能并传递旁压测试时所采集的土体应力-应变数据。
权利要求
1. 全液压自钻式旁压设备，其特征在于它包括全液压自钻式旁压仪、泥浆动力泵(1)、数据测控仪(2)、屏蔽电缆(3)、高压胶管(4)、钻杆(5)、升降机(6)；泥浆动力泵(1)的输出端由高压胶管(4)与钻杆(5)上端的中心孔相连通；钻杆(5)设置在升降机(6)的升降机构上；数据测控仪(2)由屏蔽电缆(3)与全液压自钻式旁压仪的密封电子仓(11)相连；使用时，全液压自钻式旁压仪设置于钻孔内；全液压自钻式旁压仪包括液压动力装置、旁压装置、自钻装置；液压动力装置的上端与钻杆(5)的下端螺纹连接；液压动力装置的下端与旁压装置的上端固定连接；旁压装置的下端部与自钻装置的上端部螺纹连接；旁压装置包括液压缸(12)、连接套筒(14)、推进滑块(15)、扇形横压块(16)、旁压架(17)；旁压架(17)由上环盘(22)、支撑杆(23)、下环盘(25)组成，上环盘(22)与下环盘(25)由3～12个均布的支撑杆(23)固定连接，旁压架(17)上构成与支撑杆(23)的个数相对应的旁压孔(24)；扇形横压块(16)的个数与旁压孔(24)的个数相对应，旁压架(17)的每一旁压孔(24)内设一扇形横压块(16)；扇形横压块(16)的内侧成斜面状，扇形横压块(16)的下端厚度大于扇形横压块(16)的上端厚度，扇形横压块(16)的内侧沿轴向设有燕尾槽(26)；推进滑块(15)上设有与扇形横压块(16)的个数相对应的滑头，滑头位于相对应的扇形横压块(16)的燕尾槽内；连接套筒(14)的上端部与液压缸(12)的缸体的下端部螺纹连接，液压缸(12)的活塞杆(13)的下端部穿过连接套筒(14)与推进滑块(15)螺纹连接，连接套筒(14)的下端部与旁压架(17)的上端部螺纹连接。
2. 根据权利要求1所述的全液压自钻式旁压设备，其特征在于液压动力装置包括油箱 (9)、液压泵(10)、密封电子仓(11)，油箱(9)的上端与钻杆(5)下端螺纹连接，油箱 (9)的下端与液压泵(10)的上端固定连接，液压泵(10)的下端与密封电子仓(11)的上端固定连接，密封电子仓(11)的下端与旁压装置的液压缸(12)的缸体的上端固定连接。
3. 根据权利要求1所述的全液压自钻式旁压设备，其特征在于自钻装置包括自钻架 (18)、液压马达(19)、钻头(20)、冲洗液管(8)，液压马达(19)位于自钻架(18)内并与自钻架(18)固定连接，液压马达(19)的输出轴由联轴器与钻头(20)相连，钻头(20) 位于液压马达(19)的下方；自钻架(18)的上端部与旁压装置的旁压架(17)的下端部螺 纹连接；冲洗液管(8)的上端与钻杆(5)下端的中心孔相连通，冲洗液管(8)的下端穿 过连接套筒(14),然后穿过推进滑块(15)与扇形横压块(16)构成的孔，再穿过旁压架 (17)位于钻头(20)的上方。
4. 根据权利要求1所述的全液压自钻式旁压设备，其特征在于所述的扇形横压块(16) 外设有磨擦片(21)，磨擦片(21)与扇形横压块(16)采用沉头螺栓联接，磨擦片(21) 位于旁压架(17)的支撑杆(23)的外侧。
全文摘要
本发明涉及一种土工勘察仪器设备。全液压自钻式旁压设备，其特征在于它包括全液压自钻式旁压仪、泥浆动力泵(1)、数据测控仪(2)、屏蔽电缆(3)、高压胶管(4)、钻杆(5)、升降机(6)；全液压自钻式旁压仪包括液压动力装置、旁压装置、自钻装置；旁压装置包括液压缸(12)、连接套筒(14)、推进滑块(15)、扇形横压块(16)、旁压架(17)；旁压架(17)的每一旁压孔(24)内设一扇形横压块(16)；扇形横压块(16)的内侧成斜面状，扇形横压块(16)的内侧沿轴向设有燕尾槽(26)；推进滑块(15)的滑头位于相对应的扇形横压块(16)的燕尾槽内；液压缸(12)的活塞杆(13)的下端部穿过连接套筒(14)与推进滑块(15)螺纹连接。本发明具有结构简单、操作简单的特点。
文档编号E21B49/00GK101280682SQ20081004786
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者银 刘, 茂 吴, 奇 陈 申请人:陈 奇;刘 银;吴 茂