专利名称：塔式大直径深井行星子母钻的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多钻头的深井大钻，特别是一种塔式大直径深井行星子母钻。
技术背景 目前国内外现有的深井大钻头，是十分落后的完全跟不上形势的发展，小的螺旋钻机，钻井最大直径不能超80厘米，深度不能到30米，我国生产一种旋挖钻机是最先进的，它像一个口杯样的大铁罐，杯底安上一个可升縮的驱动轴，但钻井最深不能超60-70米，它每次钻满铁罐的渣土必须提上井来，到地面移位把里面的渣土卸尽，又要回位再伸向井内才能挖，工效低、特别向下钻时，每米都要降低驱动力。目前我国正在加快高速铁路的建设，这种高速铁路不能像原始铁路施工，用泥土来修筑路基，这样长期受火车的碾压震动，路基就会下沉，高低不平，影响高速行驶，带来严重安全问题，目前新工艺是钻深井到岩石层，再打混凝土路基墩，上面再架路基樑。在这种情况之下，厂家生产的现有的这种旋挖钻还供不应求。另一种是人工施工，工效会更慢，城市修立交桥的桥墩，建房的房墩墩井都是用人工挖，这样施工人员不是被塌方埋了，就是被一个小石子砸死或至残，所以是十分危险的。而时代的发展，非常急须有新一代快速高效的大直径深井大钻机
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种造价低、工效比上述现有钻机要提高十几二十倍，钻井深度也要增加数倍，而且边钻边加接延深的深井钻。 本实用新型的技术方案是一种塔式大直径深井行星子母钻，它由子母钻I内安装中心钻III构成，子母钻I下端装有若干子钻头II，上部有扩胀机构IV和出泥机构V ;子母钻I是由外壳圆筒1内空间隔开套置子母钻圆筒座9，外壳圆筒1上端联接锥形尾盖31，子母钻圆筒座9下端联接喇叭状母钻座20，形成有环状空腔的夹层圆筒体，环状空腔内，在外壳圆筒1上部装有液压马达4，其轴齿轮5与固联于子母圆筒座9上的驱动大齿轮6啮合，驱动子母钻圆筒座9，子母钻圆筒座9中部经幅向靠背轮8、下端经三向定位靠背轮组与外壳圆筒1滑滚定位联接，三向定位靠背轮组是由固联于外壳圆筒1的三向定位座圈16上安装后向、幅向、前向三向定位靠背轮17、18、19 ;子钻头II是由子钻头轴25经多个轴承11、24安装在固联于母钻座20的座圈10及轴套座23中，子钻头轴25上端齿轮14与固联于外壳圆筒1上的内齿环13啮合，子钻头轴25下端装有刀架27和合金刀具28 ;中心钻III是由空心轴41上安装螺旋叶片42，空心轴41下端装有分瓣抱合的锥体尖钻39，空心轴41上端装有齿轮61，置于齿轮箱59内，由箱顶的液压马达63的轴齿轮62啮合传动，齿轮62下方的空心轴41上装有平面轴承60，齿轮箱59下方的空心轴41上装有输泥轮56，置于出泥盘55内，出泥盘55上有出泥漏斗58，出泥盘55与输泥轮56组成出泥机构V。[0005] 子母钻I的锥形尾盖31上端处装有多个立装的推力滑轮35，上有滑轮压环36与推力滑轮顶部滚动触接，中心钻III在与滑轮压环36相对应的位置上有靠背滚圈43与之
3压接，产生滑动定位将中心钻输泥系统III托起。 根据中心钻III长度需要，在子母钻I的锥形尾盖31上端轴向延伸联接有1至多个铰轮圆筒外壳45，并增加轴向定位结构即在其中某处相邻的两个铰轮圆筒外壳联接处装有辐向靠背轮49，在中心钻III的对应处有幅向靠背圈51与之幅向定位滚动触接，幅向靠背圈51经支撑叶片52联接于空心轴41上。 扩胀机构IV包含一个两端有锥面收縮口的圆筒形胀圈68和锁紧机构；胀圈68的外经大于外壳圆筒1外经，锁紧机构由铰接于子母钻I的千斤顶69与挂钩70组成，它将胀圈68定位锁装于子母钻I上。 本实用新型的优点是安全、高效开挖大直径，深达数百米的大型深井，施工方便，掘井、出泥、浇注混凝土桩基多工序综合一体化施工，并带有扩胀机构可防止新填松散土层井壁崩塌。
图1、是本实用新型塔式大直径深井行星子母钻总体结构剖示图。[0010] 图2、是子母钻1、子钻头III及扩胀机构IV结构示意图。[0011] 图3、是中心钻III结构示意图。 图4、是图1中的A向视图，是子钻头II和中心钻III的平面布局图。 图5、是图1中的B向剖示图，子母钻I的喇叭状母钻座20上的收泥叶片22和子
钻头II平面布局图。 图6、是图1中的C向剖示图，三向定位座圈上安放的前、后向及幅向靠背轮和子母钻I三向滑滚触接定位示意图。 图7、是图1中的D向剖示图，行星齿轮14和内齿环13啮合，以及子钻头II轴41的尾轴承11的支撑座圈10安装示意图。 图8、是图1中E向剖示图，子母圆筒座9和靠背轮8滑滚触接定位，子母钻I的驱动大齿轮6与液压马达4的齿轮与啮合示意图。 图9、是图1中的F向剖示图，子母钻I锥形尾盖31上方的推力滑轮35安装示意图。 图10、是绞轮圆筒外壳45纵剖示意图。[0019] 图11、是绞轮圆筒外壳45横剖示意图。 图12、是图上中G向剖示图，中心钻III的驱动齿轮61和液压马达63的齿轮62啮合及平面轴承60示意图。[0021] 图13、是胀圈68俯示图。[0022] 图14、是胀圈68纵示图。
具体实施方式
本实用新型结合具体实施例参见附图进一步说明如下 —种塔式大直径深井行星子母钻，其结构参见附图1、2、3，它由子母钻I内安装中心钻III构成，子母钻I下端装有若干子钻头II，子母钻I上部装有扩胀机构IV和出泥机构V。[0025] 子母钻I是由外壳圆筒1内空间隔开套置子母钻圆筒座9，外壳圆筒1上端联接锥形尾盖31，子母钻圆筒座9下端联接喇叭状母钻座20，形成一个有环状空腔的夹层圆筒体。在圆筒体的夹层环状空腔内，由上至下依次逐层安装液压马达4及其安装座圈2，液压马达轴齿轮5及与它啮合的环状驱动大齿轮6、靠背轮座圈7及其上安装的靠背轮8、子钻头轴尾轴承11、内齿环13及与它啮合的行星齿轮14、三向定位靠背轮组；行星齿轮14联接在子钻头轴25尾部，驱动大齿轮6联接在子母钻圆筒座9上；液压马达座圈2、靠背轮座圈7、内齿环13、三向定位座圈16均固联于外壳圆筒1上；三向定位靠背轮组是由三向定位座圈16上安装多个后向靠背轮17，幅向靠背轮18、前向靠背轮19组成。子母钻圆筒座9经驱动大齿轮6与液压马达4的轴齿轮6啮合，参见附图8，由液压马达4驱动旋转。三向定位靠背轮组将子母钻圆筒座9从前、后向及幅向三个方向滑滚定位，参见附图6。并由装于靠背轮座圈7上的靠背轮8将子母钻圆筒座9上部幅向滑滚定位，参见附图8。[0026] 子钻头II是由子钻头轴25经由前、后2个轴承24及尾轴承11分别装于尾轴承座圈10及轴套座23上，座圈10及轴套座23固联于子母钻圆筒座9上，子钻头轴25下端装有刀架27，其上装有合金刀片28，子钻头II是经子钻头轴25尾端行星齿轮14与内齿环13啮合，参见附图7，由子母钻圆筒座9带动旋转。 中心钻III是由空心轴41上安装螺旋叶片42，空心轴41下端装有分瓣抱合的锥体尖钻39，参见附图3，空心轴41上端装有齿轮61，置于齿轮箱59内，箱顶装有液压马达63，其轴齿轮62与空心轴端齿轮61啮合，参见附图12，中心钻I11由液压马达63驱动。齿轮62下方的空心轴41上装有平面轴承60，空心轴41顶端联接有混凝土连接67头和圆筒螺母66。中心钻III与子钻头II之间的平面布局参见附图4。子钻头II与子母钻I下端的喇叭状母钻座20上的收泥叶片22平面布局结构图参见附图5。根据钻井深度需要，中心钻III可加长，分若干段由螺纹联接构成。 出泥机构由中心钻III的空心轴41上端安装的输泥轮56和子母钻I上端的出泥盘55组成，输泥轮56置于出泥盘55内，在齿轮箱59的下方。出泥盘55上有出泥漏斗58。参见附图1、2、3。 子母钻的锥形尾盖31上端处装有多个立装的推力滑轮35，参见附图1、2、3及附图9，滑轮压环36覆盖在推力滑轮35上，与推力滑轮35顶部滚动触接，中心钻III的空心轴41在与滑轮压环36相对应的位置上，经支撑叶片44联接有靠背滚圈43，靠背滚圈43与滑轮压环36压接。由此结构分担中心钻III的承重推力及加强幅向定位。[0030] 根据中心钻III的实际长度需要，在子母钻I的锥形尾盖31上端联接1个或多个绞轮圆筒外壳45，并增加幅向的定位结构，参见附图1、2及附图10、11，幅向定位是在某个两个相邻的绞轮圆筒外壳45联接处，装有幅向靠背轮49，在中心轴III的相对应处，空心轴41上经支撑叶片52联接幅向靠背圈51，幅向靠背圈51与幅向靠背轮49幅向定位滚动触接，绞轮圆筒外壳45的法兰盘联接处，在装幅向靠背轮49的圆筒位置上有泥浆孔51。[0031 ] 扩胀机构111参见附图2 ，它包含一个两端有锥面收縮口的圆筒形胀圈68 ，胀圈68由上、下两节圆周分多等份安装固联构成，(便于拆卸、更换)构成，参见附图13、14，胀圈68外径大于外壳圆筒1的外径；还包含一个给胀圈68锁扣定位的锁紧机构，锁紧机构由铰接于千斤顶座圈71上的千斤顶69和挂钩70组成，千斤顶座圈71固联于子母钻I锥形尾盖31上端联接的绞轮圆筒外壳45上。[0032] 土建工程打地基开挖深井施工中，使用本实用新型钻具时，启动液压马达4，驱动子母钻I，由马达齿轮5与驱动大齿轮6啮合，驱动子母钻圆筒座9旋转，再由与内齿环13啮合的行星齿轮14带动子钻头II旋转，破碎泥土打井；同时启动液压马达63驱动中心钻III，其下端锥体尖钻39旋转破土打井，被破碎的泥土经中心钻II的空心轴41和轴上的螺旋叶片42形成的螺旋绞轮向上输送泥土经输泥轮56和出泥盘55组成的出泥机构送出地面；钻井施工过程中，在松软土层施工时，为防止井壁泥土崩塌脱落，本实用新型钻具特设置有扩胀机构；它是由子母钻I的锥形尾盖31上联接一个胀圈68，它将子母钻I圆筒外壳开挖出的井壁周边泥土向外扩胀挤紧压固，使井壁已无崩塌危害，当钻井井深到达固土层时，井壁已无崩塌危害，胀圈反而会增加向钻头向下钻进的阻力，此时经由锥形盖31上的吊环33将子母钻I小距离向上提起，绞轮圆筒外壳45上的千斤顶69脱离胀圈68，千斤顶69同自身重力向下倒垂，失去对胀圈68的锁扣定位作用，子母钻I便可脱离胀圈68继续向下钻进施工；当钻井施工至井深到位后，便可通过本实用新型钻尖浇注混泥凝土桩柱，混凝土由中心钻III上端的混凝土连接头67输入，经空心轴41注入井底端，冲开分瓣抱合的锥体尖钻39，注入井底岩层上。 本实用新型实用于江河海上桥墩井、高铁路基墩井、城市建房墩井、立交桥墩井及农村用的抗旱水井。
权利要求一种塔式大直径深井行星子母钻，其特征在于它由子母钻(I)内安装中心钻(III)构成，子母钻(I)下端装有若干子钻头(II)，上部有扩胀机构(IV)和出泥机构(V)；子母钻(I)是由外壳圆筒(1)内空间隔开套置子母钻圆筒座(9)，外壳圆筒(1)上端联接锥形尾盖(31)，子母钻圆筒座(9)下端联接喇叭状母钻座(20)，形成有环状空腔的夹层圆筒体，环状空腔内，在外壳圆筒(1)上部装有液压马达(4)，其轴齿轮(5)与固联于子母圆筒座(9)上的驱动大齿轮(6)啮合，驱动子母钻圆筒座(9)，子母钻圆筒座(9)中部经幅向靠背轮(8)，下端经三向定位靠背轮组与外壳圆筒(1)滑滚定位联接，三向定位靠背轮组是由固联于外壳圆筒(1)的三向定位座圈(16)上安装后向、幅向、前向三向靠背轮(17)、(18)、(19)；子钻头(II)是由子钻头轴(25)经多个轴承(11)、(24)安装在固联于母钻座(20)的座圈(10)及轴套座(23)中，子钻头轴(25)上端齿轮(14)与固联于外壳圆筒(1)上的内齿环(13)啮合，子钻头轴(25)下端装有刀架(27)和合金刀具(28)；中心钻(III)是由空心轴(41)上安装螺旋叶片(42)，空心轴(41)下端装有分瓣抱合的锥体尖钻(39)，空心轴(41)上端装有齿轮(61)，置于齿轮箱(59)内，由箱顶的液压马达(63)的轴齿轮(62)啮合传动，齿轮(62)下方的空心轴(41)上装有平面轴承(60)，齿轮箱(59)下方的空心轴(41)上装有输泥轮(56)，置于出泥盘(55)内，出泥盘(55)上有出泥漏斗(58)，出泥盘(55)与输泥轮(56)组成出泥机构(V)。
2. 根据权利要求l所述的塔式大直径深井行星子母钻，其特征在于其扩胀机构(IV)包含一个两端有锥面收縮口的圆筒形胀圈(68)和锁紧机构；胀圈(68)的外径大于外壳圆筒(1)外径，锁紧机构由铰接于子母钻(I)的千斤顶(69)与挂钩(70)组成，它将胀圈(68)定位锁装于子母钻(I)上。
3. 根据权利要求l所述的塔式大直径深井行星子母钻，其特征在于子母钻(I)的锥形尾盖(31)上端处装有多个立装的推力滑轮(35)，上有滑轮压环(36)与推力滑轮顶部滚动触接，中心钻(III)在与滑轮压环(36)相对应的位置上有靠背滚圈(43)与之压接。
4. 根据权利要求l所述的塔式大直径深井行星子母钻，其特征在于根据中心钻(III)长度需要，在子母钻(I)的锥形尾盖(31)上端轴向延伸联接1至多个铰轮圆筒外壳(45)，并增加幅向定位结构即在其中某处相邻的两上铰轮圆筒外壳联联处装有幅向靠背轮(49)，在中心钻(III)的对应处有幅向靠背圈(51)与之幅向定位滚动触接，幅向靠背圈(51)经支撑叶片(52)联接于空心轴(41)上。
专利摘要塔式大直径深井行星子母钻，由子母钻(I)内安装中心钻(III)构成，子母钻(I)由液压马达(4)的齿轮(5)经驱动大齿轮(6)传动子母钻圆筒座(9)，由它再经行星齿轮(14)与内齿轮(13)啮合传动子母钻(I)下端的若干个子钻头(II)，子母钻(I)由后部的三向定位靠背轮组及中部的的幅向靠背轮(8)滑滚定位，子母钻(I)上有由胀圈(68)及千斤顶(69)和挂钩(70)组成的扩胀机构(IV)，中心钻(III)由空心轴(41)上联接螺旋叶片(42)，下端有分瓣合抱的锥体尖钻(39)，上端有平面轴承(60)，并由齿轮(61)与液压马达(63)的齿轮(62)啮合传动，上端还有由输泥轮(56)与出泥盘(55)组成的出泥机构V，本实用新型优点是安全、高效掘钻大直径、深井钻孔，掘进破碎、出泥、浇注混凝土桩基多工序综合一体化施工，且可防止软土层井壁崩塌。
文档编号E21B4/02GK201460738SQ20092006554
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者沈绍成 申请人:沈绍成