专利名称：液压式垃圾钻孔机的制作方法
技术领域：
本发明公开了液压式垃圾钻孔机，属于工程机械类。
背景技术：
随着国家对环境保护、低碳减排与资源化利用相政策的逐步实施，生活垃圾填埋 场大规模建设过程中产生的填埋气体资源化利用已成为国家能源与环境领域急需要解决 的重大环保问题。垃圾填埋气体的高效收集对于促进填埋气体的资源化利用、改善垃圾填 埋场运行与管理等都具有特别重要的现实意义。目前，填埋气体的收集主要采用垂直收集与水平收集两种方式。而国内大部分垃 圾填埋场采用垂直收集方式，主要是针对已封场的垃圾填埋场或已封顶的垃圾填埋单元， 利用填埋作业前埋设好的填埋气体石笼，在垃圾填埋到一定标高时，将其改造成垂直收集 井，将填埋气体导出。这种垃圾填埋作业前埋设好的填埋气体石笼将会影响后续的垃圾填 埋，且常出现填埋气体收集井井斜等问题。填埋场垃圾来源分布广，各地区垃圾成份复杂，分期填埋导致垃圾降解程度不同， 且垃圾填埋堆体中塑料及相关丝状物质对垃圾填埋场钻机提出了更高的要求。同时，垃圾 降解促使其垃圾堆体含水率随着深度的增加依次加大，井孔稳定性成为影响钻进效率的直 接因素，且目前泥浆护壁钻孔对不适应用于垃圾填埋场填埋气体收集井的建造。另外，垃圾 填气体收集管道也对孔径提出了较高的要求，大孔径也成为垃圾填埋场钻井的显著特点， 为此，急需研制垃圾钻孔机来解决当前填埋气体收集井的建设。现阶段，国内针对填埋堆体已经研发出了相关设备，但由于成孔孔径小、稳定性 低，普遍存在反复钻孔现象，导致成孔效率十分低下，而且，相当部分的钻机依赖人工的程 度过高，也是急剧降低其成孔效率的重要因素。在国外，填埋气体资源利用设施及机械研 发较早，但目前专门针对填埋体钻孔的机械成本高，成孔质量保障率低，钻进速率不高等问 题，难以满足我国推广垃圾填埋气体能源化的推广要求。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种针对垃圾堆体钻孔具有钻进速 率快，钻进力大、成孔质量高的液压式垃圾钻孔机，其技术解决方案为液压式钻孔机由控制柜⑴、钻架(2)、卷扬机(3)、钻杆卡槽⑶、天轮(11)、卡盘 (12)、液压杆(13)、钻杆(6)、浮轨式转盘(14)、钻铤(15)、组合钻头组成，控制柜(1)、卷扬 机(3)、竖直支架(10)固定安装在钻架(2)上，液压杆(13)位于竖直支架(10)的一侧，其 下端连接到浮轨式转盘(14)和上端连接到竖直支架(10)，扭转动力装置(5)位于竖直支架 (10)的另一侧并固定在钻架(2)上，扭转动力装置(5)的转轴(7)连接钻杆卡槽(8)，钻杆 卡槽⑶为弧形状，多根带有连接套(9)的钻杆6排列置放在钻杆卡槽8内，卡盘(12)和 浮轨式转盘(14)的一端镶嵌在竖直支架(10)的滑槽内，组合钻头由转斗钻具(16)、前导 钻头(17)组成，转斗钻具(16)的下端和前导钻头(17)轴连接，转斗钻具(16)是底端呈锥形的圆柱型容器，在容器的侧壁上对称开有通槽，沿槽口一侧设有侧刃(18)，在容器底端的 锥面也对对称开有通槽，沿槽口一侧设有锯齿式切削刃(19)，且侧刃(18)和锯齿式切削刃 (19)的切削方向一致。
由于采用了以上技术方案，本发明的液压式垃圾钻孔机采用的前导钻头与转斗钻 具双钻钻进结构，转斗钻具底部设置的锯齿式切削刃增加了钻进时加大对垃圾体的钻进深 度并同时完成对前导钻头成孔孔径的扩大，而转斗钻具侧壁的侧刃实则对孔径壁的修整和 加固作用，底端呈锥形的圆柱型容器则盛放切削的垃圾屑。前导钻头与转斗钻具二者的结 合使用，实现了前导钻头初步成孔与转斗钻具扩孔加固钻进的功能，保证了逐级钻进时钻 孔的稳定性和成孔速率。采用卡盘、浮轨式转盘、扭转动力装置、钻杆卡槽实现对多级钻杆 的组装和拆卸，克服了吊装机械等附属设备的配套建设，降低了钻孔机械使用成本。采用液 压杆施加加载钻进力，极大的缩减了成孔时间。该液压式垃圾钻孔机具有钻进力大，装卸钻 杆简便，提高了钻杆装卸效率和成孔效率、实现了快速成孔且不需加固，解决了垃圾填埋体 成孔难、钻孔稳定性差、钻进效率低的难题，间接地提高了垃圾填埋场钻孔集气系统组建效 率，降低了其运营成本。本发明的液压式垃圾钻孔机结构合理，使用维修方便，适用于垃圾 填埋场填埋气体集气井、监测井的钻孔。
图1是本发明的液压式垃圾钻孔机的结构示意图。图2是本发明的液压式垃圾钻孔机的转斗钻具的结构示意图。图3是本发明的液压式垃圾钻孔机的钻杆卡槽的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的本发明的液压式垃圾钻孔机进一步详细描述液压式钻孔机由控制柜1、钻架2、卷扬机3、钻杆卡槽8、天轮11、卡盘12、液压杆 13、钻杆6、浮轨式转盘14、钻铤15、组合钻头组成，控制柜1、卷扬机3、竖直支架10固定安 装在钻架2上，卷扬机3上的钢缆绳4经天轮11连接到卡盘12。控制柜1控制液压式钻 孔的液压杆13、绞车3、浮轨式转盘14和扭转动力装置5。液压杆13位于竖直支架10的 一侧，其下端连接到浮轨式转盘14和上端连接到竖直支架10，扭转动力装置5位于竖直支 架10的另一侧并固定在钻架2上，扭转动力装置5的转轴7通过分支架杆20连接钻杆卡 槽8，钻杆卡槽8为弧形状，多根带有连接套9的钻杆6排列置放在钻杆卡槽8内，卡盘12 和浮轨式转盘14的一端镶嵌在竖直支架10的滑槽内，组合钻头由转斗钻具16、前导钻头 17组成，转斗钻具16的下端和前导钻头17轴连接，转斗钻具16是底端呈锥形的圆柱型容 器，在容器的侧壁上对称开有通槽，沿槽口一侧设有侧刃18，在容器底端的锥面也对对称开 有通槽，沿槽口一侧设有锯齿式切削刃19，且侧刃18和锯齿式切削刃19的切削方向一致， 前导钻头可采用通用钻孔钻头。一端镶嵌在设置在竖直支架10的滑槽内的浮轨式转盘14卡紧钻杆6，而设置在 浮轨式转盘14上内的动力装置施加驱动力带动钻杆6’旋转并将扭转动力传输到组合钻 头，进而传递到组合钻头中的底端呈锥形的圆柱形容器的转斗钻具16和前导钻头17，设置 在转斗钻具16上端的钻铤15主要用于保护组合钻头，防止因扭转动力过大而造成的损害。前导钻头17在扭转动力作用下，在垃圾堆体中钻进并形成小孔。同时，设置在底端锥面对 称开有通槽槽口处的锯齿式切削刃19切削垃圾并对先导钻头17的孔径进行扩大并钻进， 而设置在侧壁对称通槽槽口处同向侧刃18修整和加固钻孔，且侧刃18和锯齿式切削刃19 同向切削垃圾。而且，此时位于竖直支架10的一侧且下端连接到浮轨式转盘14和上端连 接到竖直支架10的液压杆13工作，对浮轨式转盘14施加压力，增加组合钻头的钻进力，从 而提高钻进效率。转斗钻具16盛满时，液压杆13和固定在钻架2上的卷扬机3通过钢缆 绳4过天轮11提升并卡紧固定在钻杆6’顶端的连接套9的卡盘12连带钻杆6’上升，而 且液压杆13回程带动浮轨式转盘14上升，直到转斗钻具16完全提升出孔洞，退掉转斗钻 具16中的垃圾体后再进入到钻进工作。
对于需要多级钻杆深度的钻孔时，前一级钻杆6’在钻进完成后，卷扬机3通过钢 缆绳4过天轮11带动卡盘12上升，达到预设高度后，位于竖直支架10另一侧并固定在钻 架上的扭转动力装置5对转轴7施加驱动力带动通过分支架杆20固定在转轴7上的钻杆 卡槽8转动达到与前一级钻杆6’对应位置时停止，此时，卷扬机3工作放下卡盘12卡住钻 杆6’的螺纹连接套9，液压杆13进一步提升浮轨式转盘14，并完成多级钻孔时的钻杆对接， 对接完成后，扭转动力装置5施加反向驱动力回转。浮轨式转盘14对前一级钻杆6’施加 钻进驱动力并完成两钻杆的拼接。而对于钻机卸载钻杆6’时，则先由固定在钻架2上的卷扬机3通过钢缆绳4过天 轮11提升卡紧钻杆6’的卡盘12连带钻杆6’上升，而且液压杆13同步回程带动浮轨式转 盘14上升，达到预设高度后，扭转动力装置5对转轴7施加驱动力旋转钻杆卡槽8使得钻 杆6’进入到钻杆卡槽8中，此时，控制浮轨式转盘14施加反向驱动力，完成钻杆拆卸，之后， 扭转动力装置5施加反向扭转动力，带动钻杆卡槽8回转到原位，即完成拆卸。
权利要求
液压式垃圾钻孔机，包括钻架(2)、卷扬机(3)、天轮(11)、卡盘(12)、钻杆(6)、钻铤(15)，其特征在于所述的液压式钻孔机由控制柜(1)、钻架(2)、卷扬机(3)、钻杆卡槽(8)、天轮(11)、卡盘(12)、液压杆(13)、钻杆(6)、浮轨式转盘(14)、钻铤(15)、组合钻头组成，控制柜(1)、卷扬机(3)、竖直支架(10)固定安装在钻架(2)上，液压杆(13)位于竖直支架(10)的一侧，其下端连接到浮轨式转盘(14)和上端连接到竖直支架(10)，扭转动力装置(5)位于竖直支架(10)的另一侧并固定在钻架(2)上，扭转动力装置(5)的转轴(7)连接钻杆卡槽(8)，钻杆卡槽(8)为弧形状，卡盘(12)和浮轨式转盘(14)的一端镶嵌在竖直支架(10)的滑槽内，组合钻头由转斗钻具(16)、前导钻头(17)组成，转斗钻具(16)的下端和前导钻头(17)轴连接，转斗钻具(16)的上端设置有钻铤(15)。
2.如权力要求1所述液压式垃圾钻孔机，其特征在于转斗钻具(16)是底端呈锥形的 圆柱型容器，在容器的侧壁上对称开有通槽，沿槽口一侧设有侧刃(18)，在容器底端的锥面 也对对称开有通槽，沿槽口一侧设有锯齿式切削刃(19)，且侧刃(18)和锯齿式切削刃(19) 的切削方向一致。
全文摘要
本发明公开了液压式垃圾钻孔机，采用前导钻头与转斗钻具双钻钻进结构的组合钻头，实现了前导钻头初步成孔与转斗钻具扩孔加固钻进的功能，保证了逐级钻进时钻孔的稳定性和成孔速率。滑轨多级钻杆的组装和拆卸结构，提高了钻杆装卸效率，联合前导钻头与转斗钻具双钻钻进结构，缩短了成孔时间，提高了钻机成孔效率。采用液压系统加载钻进力，极大的缩减了成孔时间。该钻机可以快速成孔且不需加固，解决了垃圾填埋堆体成孔难、稳定性差、钻进效率低的难题，间接地提高了垃圾填埋场钻孔集气系统组建效率，降低运营成本。
文档编号E21B10/43GK101852064SQ20101909100
公开日2010年10月6日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者席本强, 李先旺, 胡竹云, 薛强 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所