一种超深钻孔设备的制作方法

本实用新型涉及钻孔装置，具体涉及一种超深钻孔设备。

背景技术：

现由于高层建筑和深层底下空间的迅速发展，桩基础超深建设越来越多，多层地下室建设逐渐普及，地下轨道交通交错交叉运行建设增加，对超深施工建设要求提高，现有设备不能满足建设发展需求。现有施工桩架不能满足高度要求，只能在钻孔时多次加长连接钻杆来达到钻孔深度要求，施工效率低，作业安全风险大，施工质量难以保证。桩架高度过高存在倒塌风险会造成周边建筑物和人员伤亡，现倒塌事故频繁发生，在拥挤城市中均采取限高移动设备施工。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本申请提供一种超深钻孔设备，可以在有限的设备高度做超出原有深度的钻孔作业，插入满足设计要求预制桩体，解决了大深度施工难题。

为了实现上述技术效果，本实用新型的具体技术方案如下：

一种超深钻孔设备，包括动力头a、连接头a、钻杆a、动力头b、连接头b、钻杆b、连接头c、钻头、顶部滑轮架、平台，横移步履、纵移步履、卷扬机a、卷扬机b钢丝绳a、钢丝绳b、立柱，所述卷扬机a、卷扬机b安装在平台上，横移步履和纵移步履安装在平台的底面，立柱安装在平台的前端，顶部滑轮架安装在立柱的顶端；立柱上焊接有导轨组a和导轨组b，导轨组a、导轨组b上分别滑动安装有互不干涉的动力头a、动力头b；钢丝绳a一端连接在动力头a顶部、另一端通过顶部滑轮架缠绕并连接在卷扬机a上；钢丝绳b一端连接在动力头b顶部、另一端通过顶部滑轮架缠绕并连接在卷扬机b上；动力头a底部输出端安装有连接头a，钻杆a安装在连接头a一端，钻杆a底端通过连接头d安装有带叶片的钻头；动力头b底部输出端安装有连接头b，钻杆b安装在连接头b一端，钻杆b底端安装有连接头c。

进一步地，所述连接头a、连接头b、连接头c、连接头d为法兰或花键。

进一步地，所述钻杆a、钻杆b、钻头上还设有喷嘴。

一种超深钻孔设备的工作原理：

1)本实用新型包含：平台上面安装有卷扬机a、卷扬机b，平台下端安装有横移步履和纵移步履，平台的前端安装有立柱，立柱的顶端安装有顶部滑轮架在立柱上焊接有导轨组a和导轨组b；通过横移步履移动平台、立柱、动力头a、b及钻杆a、b，在横移步履的长度方向水平移动，通过纵移步履移动平台、立柱、动力头a、b及钻杆a、b，在纵移步履的长度方向水平移动；

2)动力头a安装在导轨组a上，动力头b安装在导轨b上，钢丝绳a一端连接在动力头a顶部，通过顶部滑轮架的滑轮，将其另一端缠绕并连接在卷扬机a上，钢丝绳b一端连接在动力头b顶部，通过顶部滑轮架，将其另一端缠绕并连接在卷扬机b上；动力头a底部输出端安装有连接头a，钻杆a安装在连接头a一端，钻杆a底端通过连接头d安装有带叶片的钻头，该钻头也可以通过连接头c安装在钻杆b的下端；动力头b底部输出端安装有连接头b，钻杆b安装在连接头b一端，钻杆b底端安装有连接头c。连接头a、连接头b、连接头c可以是法兰形式、花健形式或多边形形式。立柱上成一定角度焊接有导轨组a和导轨组b，每组导轨组由两根圆管、圆钢或方管方钢组成，动力头a和动力头b可在导轨组a、b上沿着对应导轨组上升和下降滑动；

3)钻孔：卷扬机a和卷扬机b分别旋转缠绕钢丝绳a和钢丝绳b,将动力头a提升到一定高度，将钻杆a和钻头离开地面，移动横移步履和纵移步履，使钻头对准需钻孔的位置，动力头a驱动连接头a、钻杆a、连接头d、钻头旋转，卷扬机a放开钢丝绳a，动力头a沿着导轨组a向下滑动，将钻头、钻杆a钻入地下土壤内，当钻杆a全部钻入土壤内时卷扬机a、动力头a停止工作，拆卸连接头a将钻杆a与动力头a脱开，将钻杆a上端留出地面或固定，提升动力头a到一定高度让出工作人员工作安全空间；

4)加深钻孔：平台通过横移步履移位，移到将钻杆b与钻杆a在竖直方向对准，通过连接头c将钻杆a与钻杆b连接，启动动力头b工作带动钻杆b、钻杆a和钻头旋转，卷扬机b工作，动力头b向下移动，将钻杆b钻入地下土壤到达施工设计钻孔深度要求停止；

5)提钻：卷扬机b缠绕钢丝绳b将动力头b提升，提升时动力头b工作，当钻杆a露出地面方便可拆卸时停止动力头b提升，固定钻杆a于地面上，拆卸连接接头c，将钻杆a与钻杆b脱开，提升动力头b、钻杆b到一定安全高度，下降动力头a，平台移动直至将动力头a底部的连接头a与钻杆a对准并连接。开启动力头a旋转钻杆a、钻头继续回转可与钻入土壤时旋向相同或相反，卷扬机a工作提升动力头a、钻杆a和钻头，将钻头离开地面安全高度时停止工作，完成钻孔的整体作业；

6)钻孔和提钻过程中，通过钻杆a、钻杆b、钻头通过其上的喷嘴可注入适量的水和水泥浆等添加剂，与土壤混合通过钻头上的叶片旋转搅拌均匀。后期便可用起重设备将桩体插入钻好的孔内并与土壤、添加剂等粘合在一起，实现桩体的稳固，提高桩基础的整体力学强度。

依据上述技术方案，本实用新型涉及的平台可以是步履式移位结构、履带式移位结构或轮式移位结构。立柱是双导轨或多导轨，可以安装两种或多种施工装置(包括钻机和锤击设备)，且立柱可为固定安装或一定角度回转。钻机的动力头a、动力头b、钻杆a、钻杆b、钻头均由能够快速插装的连接头(即连接头a、b、c、d)连接，安装、拆卸便捷。钻头可设有条形叶片、螺旋叶片或可伸张叶片和切割刀具，同时也可以设有喷嘴，可应用于多种形式的地层，并可以扩孔注浆发植桩施工，可以在有限的设备高度做超出原有深度的钻孔作业，插入满足设计要求预制桩体，解决了大深度施工难题，并且没有泥浆产生及外泄，保护了自然环境。

附图说明

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

图1为本实用新型的一整体示意图；

图2为本实用新型的一侧面示意图；

图3为本实用新型中的动力头a、动力头b在立柱上的位置关系图；

其中，1、动力头a；2、连接头a；3、钻杆a；4、动力头b；5、连接头b；6、钻杆b；7、连接头c；8、钻头；9、顶部滑轮架；10、平台；11、横移步履；12、纵移步履；13、卷扬机a；14、钢丝绳a；15、立柱；16、卷扬机b；17、导轨组a；18、导轨组b；19、钢丝绳b；20、连接头d。

具体实施方式

为使本实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实施方式中的附图，对本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1至图3所示，一种超深钻孔设备，包括：动力头a1、连接头a2、钻杆a3、动力头b4、连接头b5、钻杆b6、连接头c7、钻头8、顶部滑轮架9、平台10，横移步履11、纵移步履12、卷扬机a13、卷扬机b16钢丝绳a14、钢丝绳b19、立柱15。

卷扬机a13、卷扬机b16安装在平台10上，横移步履11和纵移步履12安装在平台10的底面，立柱15安装在平台10的前端，顶部滑轮架9安装在立柱15的顶端；立柱15上成一定角度焊接有导轨组a17和导轨组b18，动力头a1安装在导轨组a17上，动力头b4安装在导轨b18上；钢丝绳a14一端连接在动力头a顶部，通过顶部滑轮架9将另一端缠绕并连接在卷扬机a13上；钢丝绳b19一端连接在动力头b4顶部，通过顶部滑轮架9将另一端缠绕并连接在卷扬机b16上；动力头a1底部输出端安装有连接头a2，钻杆a3安装在连接头a2一端，钻杆a底端通过连接头d20安装有带叶片的钻头8；动力头b4底部输出端安装有连接头b5，钻杆b6安装在连接头b5一端，钻杆b底端安装有连接头c7。

其中，所述连接头a、连接头b、连接头c、连接头d为法兰或花键。

其中，所述钻杆a、钻杆b、钻头上还设有喷嘴。

本实用新型的工作原理如下：

1)本实用新型包含：平台上面安装有卷扬机a13、卷扬机b16，平台10下端安装有横移步履11和纵移步履12，平台10的前端安装有立柱15，立柱15的顶端安装有顶部滑轮架9在立柱15上焊接有导轨组a17和导轨组b18；通过横移步履11移动平台、立柱、动力头a、b及钻杆a、b，在横移步履的长度方向水平移动，通过纵移步履11移动平台、立柱、动力头a、b及钻杆a、b，在纵移步履的长度方向水平移动；

2)动力头a1安装在导轨组a17上，动力头b4安装在导轨b18上，钢丝绳a14一端连接在动力头a顶部，通过顶部滑轮架9的滑轮，将其另一端缠绕并连接在卷扬机a13上，钢丝绳b19一端连接在动力头b4顶部，通过顶部滑轮架9，将其另一端缠绕并连接在卷扬机b16上；动力头a1底部输出端安装有连接头a2，钻杆a3安装在连接头a2一端，钻杆a底端通过连接头d安装有带叶片的钻头，该钻头也可以通过连接头c安装在钻杆b的下端；动力头b4底部输出端安装有连接头b，钻杆b6安装在连接头b5一端，钻杆b底端安装有连接头c。连接头a2、连接头b5、连接头c7可以是法兰形式、花健形式或多边形形式。立柱15上成一定角度焊接有导轨组a17和导轨组b18，每组导轨组由两根圆管、圆钢或方管方钢组成，动力头a和动力头b可在导轨组a、b上沿着对应导轨组上升和下降滑动；

3)钻孔：卷扬机a和卷扬机b分别旋转缠绕钢丝绳a和钢丝绳b,将动力头a提升到一定高度，将钻杆a和钻头离开地面，移动横移步履11和纵移步履12，使钻头对准需钻孔的位置，动力头a驱动连接头a、钻杆a、连接头d、钻头旋转，卷扬机a放开钢丝绳a，动力头a沿着导轨组a向下滑动，将钻头、钻杆a钻入地下土壤内，当钻杆a全部钻入土壤内时卷扬机a、动力头a停止工作，拆卸连接头a将钻杆a与动力头a脱开，将钻杆a上端留出地面或固定，提升动力头a到一定高度让出工作人员工作安全空间；

4)加深钻孔：平台通过横移步履移位，移到将钻杆b与钻杆a在竖直方向对准，通过连接头c将钻杆a与钻杆b连接，启动动力头b工作带动钻杆b、钻杆a和钻头旋转，卷扬机b工作，动力头b向下移动，将钻杆b钻入地下土壤到达施工设计钻孔深度要求停止；

5)提钻：卷扬机b缠绕钢丝绳b将动力头b提升，提升时动力头b工作，当钻杆a露出地面方便可拆卸时停止动力头b提升，固定钻杆a于地面上，拆卸连接接头c，将钻杆a与钻杆b脱开，提升动力头b、钻杆b到一定安全高度，下降动力头a，平台移动直至将动力头a底部的连接头a与钻杆a对准并连接。开启动力头a旋转钻杆a、钻头继续回转可与钻入土壤时旋向相同或相反，卷扬机a工作提升动力头a、钻杆a和钻头，将钻头离开地面安全高度时停止工作，完成钻孔的整体作业；

6)钻孔和提钻过程中，通过钻杆a、钻杆b、钻头通过其上的喷嘴可注入适量的水和水泥浆等添加剂，与土壤混合通过钻头上的叶片旋转搅拌均匀。后期便可用起重设备将桩体插入钻好的孔内并与土壤、添加剂等粘合在一起，实现桩体的稳固，提高桩基础的整体力学强度。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。