一种套管旋挖装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种配合全套管钻机施工取土的套管旋挖装置，属钻探设备技术领域。
【背景技术】
[0002]通常情况下，全套管钻机钻进施工时需要与旋挖钻机配合使用，以便将套管内钻进挖掘的土芯取出。由于旋挖钻机自重在60吨以上，采用宽履带行走，对施工场地要求较高，需要平整场地，清除杂物，换填软土，夯压密实；钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，为防止孔口周围土体承载过大而产生塌孔，应在钻机处铺设行车道板，施工过程操作繁复。对于一些空间狭小的施工场地、地基不够坚实的场地及地层较软的多雨地区，则限制了旋挖钻机的使用，因此需要设计与全套管钻机配合使用的旋挖装置以替代旋挖钻机将土芯取出。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目旨在提供一种代替旋挖钻机将土芯取出，结构紧凑、输出扭矩大、无需电源的套管旋挖装置。
[0004]本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:
[0005]一种套管旋挖装置，包括固定机构和旋挖机构，所述旋挖机构设有工作油缸，工作油缸竖直设置，工作油缸的上端设有吊耳，工作油缸活塞杆的中部为空腔，工作油缸内设有螺旋配合的螺杆、螺母，所述螺杆位于工作油缸活塞杆的空腔内，螺杆上端与工作油缸顶部固定，所述螺母固定在工作油缸活塞杆空腔的上部，工作油缸活塞杆下端连接旋挖部件；所述固定机构包括设置在工作油缸外壁处的一组固定油缸，各固定油缸水平设置，由各固定油缸活塞杆伸出且触压全套管钻机的套管的内壁，将工作油缸可靠固定在套管内。
[0006]上述套管旋挖装置，所述各固定油缸沿工作油缸的外圆周均布，各固定油缸的轴线位于同一水平面，各固定油缸的一端固接工作油缸外壁，各固定油缸活塞杆的伸出端为球面，该球面与支座铰接，支座固接牙板，牙板外表面为与套管匹配贴合的圆弧面，该圆弧面上分布齿牙。
[0007]上述套管旋挖装置，所述固定机构还设有定位套，定位套为环形套，定位套套装在工作油缸外壁且与工作油缸固定，定位套设有定位孔，各固定油缸的一侧位于定位孔内。
[0008]上述套管旋挖装置，所述固定油缸设置四个，其中两个为固定定位油缸另外两个为固定卡紧油缸，两个固定定位油缸的位置与两个固定卡紧油缸的位置相对工作油缸的中心对称配置，固定定位油缸的工作压力大于固定夹紧油缸，工作油缸的轴线与套管的轴线共线的工作状态，固定定位油缸的活塞杆完全伸出且触压工作油缸，固定夹紧油缸的活塞杆未完全伸出且触压工作油缸；固定定位油缸、固定卡紧油缸的无杆腔相通，固定定位油缸、固定卡紧油缸的有杆腔相通。
[0009]上述套管旋挖装置，所述螺杆的螺纹升角为45° -60°，导程为500毫米，螺杆的牙型为摆线形。
[0010]上述套管旋挖装置，所述各牙板下部相对固定油缸向下延伸。
[0011]本实用新型针对解决特殊施工场地旋挖钻机不便使用问题，设计了一种套管旋挖装置。所述套管旋挖装置包括固定机构和旋挖机构，固定机构包括四个联动的固定油缸，各固定油缸的油缸杆经铰支座和牙板可将旋挖机构可靠固定在套管内；旋挖机构设有工作油缸，工作油缸的活塞杆与螺杆、螺母配合，将直线运动转化为旋转运动，带动旋挖部件完成旋挖作业。由于套管内空间狭小，以电机直接驱动旋挖器只能采用小电机，因此扭矩受到限制，对于稍硬地层可能无法钻进。本实用新型的旋挖机构结构紧凑，可在较小的空间内输出较大的扭矩和功率，适应性强；本实用新型的固定机构固定工作油缸位置准确、可靠，油路简单；旋挖机构和固定机构都不需要电源，也不需要独立的动力源，只需将液压油管连接到全套管钻机的泵站即可，实现了装置整体结构简单、成本低、易于运输使用和维护方便。
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0013]图1是本实用新型的示意图；
[0014]图2是本实用新型的俯视剖视图；
[0015]图3是图2 A处的局部放大视图；
[0016]图4是固定油缸结构示意图。
[0017]图中各标号清单为:1、吊耳，2、螺杆，3、螺母，4、工作油缸活塞杆，5、工作油缸，6-1、固定夹紧油缸，6-2、固定定位油缸，7、定位套，8、套管，9、旋挖部件，10、牙板，11、支座。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型套管旋挖装置与全套管钻机配合使用，工作时进入到全套管钻机的套管内取土。本实用新型包括固定机构和旋挖机构，旋挖机构的作用是取土芯，固定机构的作用是将旋挖机构可靠固定在套管内。
[0019]参看图1，旋挖机构设有工作油缸5，工作油缸竖直设置，工作油缸的上端设有吊耳1，吊耳可以穿入钢丝绳，以便将所述装置吊入或吊出套管8。工作油缸内设有螺旋配合的螺杆2、螺母3，工作油缸活塞杆4为底部封闭的空腔结构。螺杆2位于工作油缸活塞杆4的空腔内，螺杆2的上端与工作油缸5的顶部固定，螺母固定在工作油缸活塞杆空腔的上部，工作油缸活塞杆下端连接旋挖部件9，工作油缸的上部和下部分别设有油口 a和油口 b，由管路将油口 a和油口 b与全套管钻机的泵站连通。这样，工作油缸不需要电源、也不需要独立的动力源即可工作。旋挖机构以油缸结合螺旋传动带动旋挖部件工作，可在较小的空间输出较大的扭矩和功率，解决硬底层钻进问题。工作油缸工作时，液压油由油口 a进入油缸，工作油缸活塞杆4在液压油的作用下由螺母带动旋转向下运动，工作油缸活塞杆4下端连接的旋挖部件9实现取土作业。为实现工作油缸活塞杆向下运动速度和转速的合理配置，螺杆2的螺纹升角设计为45° -60°、导程为500毫米，螺杆的牙型采用摆线形。
[0020]参看图1、图2，所述固定机构包括设置在工作油缸外壁处的一组固定油缸，各固定油缸水平设置，各固定油缸沿工作油缸的外圆周均布，各固定油缸的轴线位于同一水平面，当各固定油缸活塞杆伸出且紧紧触压套管8内壁时，由固定油缸将工作油缸可靠固定在的套管8内。附图所示的实施例，固定油缸采用了四个，其中两个为固定定位油缸6-2，另外两个为固定卡紧油缸6-1。
[0021]参看2-4，固定定位油缸、固定卡紧油缸的一端固接工作油缸的外壁，固定定位油缸、固定卡紧油缸的活塞杆的伸出端为球面，该球面与支座11铰接，支座固接牙板10，牙板外表面为与套管8匹配贴合的圆弧面，该圆弧面上分布齿牙。牙板与套管的内壁直接接触，采用带有齿牙的弧形面设计一方面可以保证牙板套管内壁密实贴合，另一方面可以提高两者间的摩擦力。牙板10的下部加长、相对固定油缸向下延伸，使压板的重心下移，有利于牙板在重力作用下保持竖直状态。
[0022]参看图1、图2，为对固定定位油缸6-2、固定卡紧油缸6-1起到定位和支撑作用，设置了定位套7，定位套为环形套，定位套套装在工作油缸5的外壁且与工作油缸的外壁固定，定位套设有定位孔，固定定位油缸6-2、固定卡紧油缸6-1的一侧位于定位孔内。
[0023]参看图2，两个固定定位油缸6-2的位置与两个固定卡紧油缸6-1的位置相对工作油缸的中心对称配置，各固定定位油缸的工作压力要大于各固定夹紧油缸。上述四个油缸的无杆腔相同、上述四个油缸的有杆腔相通，实现联动，并通过管路与全套管钻机的泵站连通。工作油缸的轴线与套管的轴线共线的工作状态，固定定位油缸的活塞杆完全伸出且触压工作油缸，固定夹紧油缸的活塞杆未完全伸出且触压工作油缸。固定机构工作时，向固定定位油缸、固定卡紧油缸的无杆腔供油，两个固定定位油缸6-2的活塞杆先完全伸出，对工作油缸起到定心的作用，持续供油两个固定夹紧油缸6-1的活塞杆伸出直至将工作油缸夹紧。
[0024]本实用新型与全套管钻机配合使用，代替旋挖钻机将土芯取出，作业时全套管钻机与本实用新型交替工作。连接在工作油缸活塞杆下端的旋挖部件，可以根据不同的需要安装多种钻头，例如旋挖钻头、扩孔钻头等。
【主权项】
1.一种套管旋挖装置，其特征在于:包括固定机构和旋挖机构，所述旋挖机构设有工作油缸(5)，工作油缸竖直设置，工作油缸的上端设有吊耳(1)，工作油缸活塞杆(4)的中部为空腔，工作油缸内设有螺旋配合的螺杆(2)、螺母(3)，所述螺杆位于工作油缸活塞杆的空腔内，螺杆上端与工作油缸顶部固定，所述螺母固定在工作油缸活塞杆空腔的上部，工作油缸活塞杆下端连接旋挖部件(9);所述固定机构包括设置在工作油缸外壁处的一组固定油缸，各固定油缸水平设置，由各固定油缸活塞杆伸出且触压全套管钻机的套管(8)的内壁，将工作油缸可靠固定在套管(8)内。
2.根据权利要求1所述的套管旋挖装置，其特征在于，所述各固定油缸沿工作油缸的外圆周均布，各固定油缸的轴线位于同一水平面，各固定油缸的一端固接工作油缸外壁，各固定油缸活塞杆的伸出端为球面，该球面与支座(11)铰接，支座固接牙板(10)，牙板外表面为与套管匹配贴合的圆弧面，该圆弧面上分布齿牙。
3.根据权利要求2所述的套管旋挖装置，其特征在于，所述固定机构还设有定位套(7)，定位套为环形套，定位套套装在工作油缸外壁且与工作油缸固定，定位套设有定位孔，各固定油缸的一侧位于定位孔内。
4.根据权利要求3所述的套管旋挖装置，其特征在于，所述固定油缸设置四个，其中两个为固定定位油缸(6-2)另外两个为固定卡紧油缸(6-1)，两个固定定位油缸的位置与两个固定卡紧油缸的位置相对工作油缸的中心对称配置，固定定位油缸的工作压力大于固定夹紧油缸，工作油缸的轴线与套管的轴线共线的工作状态，固定定位油缸的活塞杆完全伸出且触压工作油缸，固定夹紧油缸的活塞杆未完全伸出且触压工作油缸；固定定位油缸、固定卡紧油缸的无杆腔相通，固定定位油缸、固定卡紧油缸的有杆腔相通。
5.根据权利要求4所述的套管旋挖装置，其特征在于，所述螺杆(2)的螺纹升角为45° -60°，导程为500毫米，螺杆的牙型为摆线形。
6.根据权利要求5所述的套管旋挖装置，其特征在于，所述各牙板(10)下部相对固定油缸向下延伸。
【专利摘要】一种套管旋挖装置，包括固定机构和旋挖机构，旋挖机构设有工作油缸，工作油缸竖直设置，工作油缸内设有螺旋配合的螺杆、螺母，螺杆位于工作油缸活塞杆的空腔内，螺杆上端与工作油缸顶部固定，螺母固定在工作油缸活塞杆空腔的上部，工作油缸活塞杆下端连接旋挖部件；固定机构包括设置在工作油缸外壁处的一组固定油缸，各固定油缸水平设置，由各固定油缸活塞杆伸出且触压全套管钻机的套管的内壁，将工作油缸可靠固定在套管内。本实用新型的旋挖机构结构紧凑，可在较小的空间内输出较大的扭矩和功率，适应性强，不需要电源和独立的动力源，只需将液压油管连接到全套管钻机的泵站即可，实现了装置整体结构简单、成本低、易于运输使用和维护方便。
【IPC分类】E21B3-00, E21B4-02
【公开号】CN204311968
【申请号】CN201420695232
【发明人】冯起赠, 宋志彬, 和国磊, 许本冲, 刘家誉, 刘晓林, 杜垚森
【申请人】中国地质科学院勘探技术研究所, 地质矿产廊坊聚力岩土工程科技开发公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月19日