CN116025274B - 锚索的打孔装置及其打孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了锚索钻孔领域的锚索打孔装置，包括内置有注浆孔的钻头及钻杆，其特征在于：还包括定位筒和活动筒，所述定位筒和活动筒之间活动连接，所述插销能够***定位槽并完成活动筒与钻杆之间的定位；所述定位筒内壁上开设有环槽，所述环槽能够根据定位筒和活动筒轴向位移来控制插销插接或脱离定位槽；所述定位筒内壁设置有驱动台，所述活动筒外壁设置有与驱动台配合的定位环；所述活动筒内壁还固定设置有用于转运碎土的绞龙，由于钻孔产生的泥土无法及时排出而影响孔的精确度，同时当钻的孔比较深入时钻杆由于重力作用也会向下偏移，此时定位筒也起到了很好的定位作用。

Description

锚索的打孔装置及其打孔方法

技术领域

本发明涉及锚索钻孔装置及钻孔方法技术领域，具体为锚索的打孔装置及其打孔方法。

背景技术

钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用潜孔冲击式钻机。钻机钻井时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。钻孔深度要超出锚索设计长度0.5m左右。

而装置在钻孔过程中，由于钻杆端部受到较大阻力，同时，由于钻杆本身长度较大，这会导致悬臂状态下的钻杆容易在钻进过程中绷断，这对钻杆的本身材质有着较高的要求，而由于钻杆往往是锚索的一部分，这会导致资源的浪费；其次，由于传统钻杆在钻进的过程中无法完成泥土的排除，生产中，往往都是利用钻杆的后退实现排土，然而这会导致，在钻杆再次入孔时，悬臂状态下的钻杆会很容易剐蹭到孔壁的泥土，并使其掉落，导致孔道清洁程度不够。

基于此，本发明设计了锚索的打孔装置及其打孔方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供锚索的打孔装置及其打孔方法，以解决上述背景技术中提出的由于钻孔产生的泥土无法及时排出，这样就会影响钻孔的精确度，也会加大钻孔的难度，同时一般钻杆都是比较长的，可以看做是悬臂梁结构，由于重力作用，钻杆会向下偏移，也会影响钻孔时的精准度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

锚索的打孔装置，包括内置有注浆孔的钻头及钻杆，其特征在于：还包括定位筒和活动筒，所述定位筒和活动筒之间活动连接，且定位筒内径大于所述活动筒外径且所述定位筒外径等于钻头的外径，所述所述活动筒的筒壁等角度开设有若干定位孔，每个所述定位孔中均径向弹性滑动有插销；所述钻杆等角度开设有与插销一一对应的定位槽，所述插销能够***定位槽并完成活动筒与钻杆之间的定位；所述定位筒内壁上开设有环槽，所述环槽能够根据定位筒和活动筒轴向位移来控制插销插接或脱离定位槽；所述定位筒内壁设置有驱动台，所述活动筒外壁设置有与驱动台配合的定位环；所述活动筒内壁还固定设置有用于转运碎土的绞龙。

作为本发明的进一步方案：至少一个所述插销内部开设有注气孔，且带有注气孔的插销与所述定位孔密封滑动连接，所述活动筒外壁还设置有活塞环，且所述活塞环外壁与所述定位筒内壁贴合，且与定位筒驱动台之间共同构成腔体；驱动台与定位环接触状态下，所述活塞环与驱动台的距离等于定位筒右端与钻头的距离；所述活塞环和活动筒上开设有能够与注气孔连通的贯穿通孔，带有注气孔的插销对应的定位槽底部弹性滑动设置有封堵块；所述封堵块能够在插销***定位槽时，堵住注浆孔；且封堵块侧边的钻杆上开设有能够与注气孔和注浆孔连通的气道。

作为本发明的进一步方案：所述封堵块上端固定设置有尺寸与定位槽匹配的封堵片，当插销脱离定位槽时，所述封堵片能够与定位槽匹配，避免浆液通过气道和定位槽溢出。

作为本发明的进一步方案：所述插销还包括用于安装第一弹簧的安装部，所述第一弹簧固定连接在安装部和活动筒内壁。

作为本发明的进一步方案：所述封堵块外壁设置有第二弹簧，所述第二弹簧固定设置在钻杆和封堵块之间。

作为本发明的进一步方案：所述插销的外侧端部均作减摩处理。

作为本发明的进一步方案：第一步：将定位筒、活动筒与钻杆的相对位置组装完毕；

第二步：用外接动力源驱动钻杆打孔，同时，钻杆驱动活动筒同时运动，并且活动筒驱动定位筒轴向运动，从而为钻杆提供一个运动的支点，进而防止钻杆由于悬臂太长而轴向弯曲；同时活动筒转动过程中实现废土实时排出；

第三步；打孔完毕后，驱动定位筒与活动筒发生轴向运动，并且驱使腔体排气并将注浆孔疏通，同时排空钻头端部的废土；

第四步：抽出定位筒和活动筒。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

与传统打孔装置相比，本发明中活动筒的回转特性通过插销以及定位环的作用能够始终与定位筒保持高度同轴，从而能够保证钻头尽可能的保持回转的均匀性，同时，由于定位槽与钻头的距离不变，而插销实际上是打孔过程中一个运动的支点，从而保证钻头不会是一个太长的悬臂梁，从而保证钻杆的实际使用过程中安全性能大幅度提高，同时钻孔的同轴度也更容易把控。其次：当钻孔完成后，定位筒和活动筒脱离钻头即可，无需将钻头抽出再打入，因此能够有效防止钻杆再进入钻孔时导致的偏移。第三，当定位筒转动时，通过其内部设计的绞龙能够实时将钻孔碎土排出(本申请中的绞龙和传统的充当钻头的绞龙不同，本申请绞龙只是简单的转运件，其不需要承担钻孔职能，因此可以一边钻头钻孔，一边将废土转运出来，其好处在于，本申请的钻头不需要在钻孔内往复运动，减少钻头贴壁运动次数，降低钻头往复运动，从而无法将废土排干净)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明前侧视角结构示意图；

图2为本发明注气孔截面剖视结构示意图；

图3为本发明图2中A部分放大结构示意图；

图4为本发明插销截屏剖视角结构示意图；

图5为活动筒前视角结构示意图；

图6为活动筒后视角结构示意图；

图7为本发明插销-钻杆装配结构示意图；

图8为插销-封堵块装配结构示意图；

图9为钻杆结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-钻杆、1-1-钻头、1-2-注浆孔、1-3-定位槽、1-4-气道、2-定位筒、2-1-环槽、2-2-驱动台、3-活动筒、3-1-定位环，3-2-活塞环、3-2-1-贯穿通孔、3-3-定位孔、3-4-绞龙、4-插销、4-1-安装部、4-2-注气孔、5-第一弹簧、6-封堵块、6-1-封堵片、7-第二弹簧、8-腔体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：

锚索的打孔装置，包括内置有注浆孔1-2的钻头1-1及钻杆1，其特征在于：还包括定位筒2和活动筒3，所述定位筒2和活动筒3之间活动连接，且定位筒2内径大于所述活动筒3外径且所述定位筒2外径等于钻头1-1的外径，所述活动筒3壁等角度开设有若干定位孔3-3，每个所述定位孔3-3中均径向弹性滑动有插销4；所述钻杆1等角度开设有与插销4一一对应的定位槽1-3，所述插销4能够***定位槽1-3并完成活动筒3与钻杆1之间的定位；所述定位筒2内壁上开设有环槽2-1，所述环槽2-1能够根据定位筒2和活动筒3轴向位移来控制插销4插接或脱离定位槽1-3；所述定位筒2内壁设置有驱动台2-2，所述活动筒3外壁设置有与驱动台2-2配合的定位环3-1；所述活动筒3内壁还固定设置有用于转运碎土的绞龙3-4。

使用时：包括两个过程，装配过程和工作过程。

装配过程，先利用外接的驱动部件(为钻杆1提供轴向进给和扭矩)将钻杆1打入锚点一定深度，随后，将定位筒2和活动筒3构成的整体从钻杆1后侧套入，需要注意的是，此时插销4的上端在第一弹簧5的作用下贴合在环槽2-1上壁上。调整好活动筒3和定位筒2的位置，使插销4与定位槽1-3位置对应；然后固定住活动筒3和钻杆1的相对位置，并且向后拉动定位筒2，使定位筒2和活动筒3发生轴向位移，进而使环槽2-1侧壁及定位筒2内壁将插销4***钻头1-1的定位槽1-3中，继续向后拉动定位筒2，使驱动台2-2与定位环3-1接触；完成钻杆1和活动筒3的定位。最后，启动外接动力，驱动钻头1-1钻孔。

工作过程：当钻头1-1钻孔时，活动筒3一直与钻头1-1保持完全相同的运动特性(轴向和角速度均相等)，在轴向进给的运动过程中，驱动台2-2能够被定位环3-1驱动并保持与钻头1-1的同步轴向进给。与传统打孔装置相比，本发明中活动筒3的回转特性通过插销4以及定位环3-1的作用能够始终与定位筒2保持高度同轴，从而能够保证钻头1-1尽可能的保持回转的均匀性，同时，由于定位槽1-3与钻头1-1的距离不变，而插销4实际上是打孔过程中一个运动的支点，从而保证钻头1-1不会是一个太长的悬臂梁，从而保证钻杆1的实际使用过程中安全性能大幅度提高，同时钻孔的同轴度也更容易把控。其次：当钻孔完成后，定位筒2和活动筒3脱离钻头1-1即可，无需将钻头1-1抽出再打入，因此能够有效防止钻杆1再进入钻孔时导致的偏移。第三，当定位筒2转动时，通过其内部设计的绞龙3-4能够实时将钻孔碎土排出(本申请中的绞龙3-4和传统的充当钻头1-1的绞龙3-4不同，本申请绞龙3-4只是简单的转运件，其不需要承担钻孔职能，因此可以一边钻头1-1钻孔，一边将废土转运出来，其好处在于，本申请的钻头1-1不需要在钻孔内往复运动，减少钻头1-1贴壁运动次数，降低钻头1-1往复运动，从而无法将废土排干净)。

至少一个所述插销4内部开设有注气孔4-2，且带有注气孔4-2的插销4与所述定位孔3-3密封滑动连接，所述活动筒3外壁还设置有活塞环3-2，且所述活塞环3-2外壁与所述定位筒2内壁贴合，且与定位筒2驱动台2-2之间共同构成腔体8；驱动台2-2与定位环3-1接触状态下，所述活塞环3-2与驱动台2-2的距离等于定位筒2右端与钻头1-1的距离；所述活塞环3-2和活动筒3上开设有能够与注气孔4-2连通的贯穿通孔3-2-1，带有注气孔4-2的插销4对应的定位槽1-3底部弹性滑动设置有封堵块6；所述封堵块6能够在插销4***定位槽1-3时，堵住注浆孔1-2；且封堵块6侧边的钻杆1上开设有能够与注气孔4-2和注浆孔1-2连通的气道1-4。

使用时，当打孔完成后，需要退出定位筒2和活动筒3时，固定住活动筒3和钻杆1，并且让定位筒2沿着轴向运动，使环槽2-1朝着插销4方向运动，此时腔体8被压缩，腔体8内部的气体顺着流道和气道1-4流入到注浆孔1-2中，并且从注浆孔1-2以及钻头1-1的端部到钻头1-1的侧部流到活动筒3内部并排出，在此过程中，气流能够将钻孔过程中堵塞的注浆孔1-2疏通，为注浆做准备，同时能够将钻孔与钻头1-1对应的端部的杂土吹至活动筒3中，后续带出。从而使钻杆1即使不拔出，也能清理干净钻孔，从而方便后续注浆和凝浆。

作为本发明的进一步方案：所述封堵块6上端固定设置有尺寸与定位槽1-3匹配的封堵片6-1，当插销4脱离定位槽1-3时，所述封堵片6-1能够与定位槽1-3匹配，避免浆液通过气道1-4和定位槽1-3溢出。

作为本发明的进一步方案：所述插销4还包括用于安装第一弹簧5的安装部4-1，所述第一弹簧5固定连接在安装部4-1和活动筒3内壁。

作为本发明的进一步方案：所述封堵块6外壁设置有第二弹簧7，所述第二弹簧7固定设置在钻杆1和封堵块6之间。

作为本发明的进一步方案：所述插销4的外侧端部均作减摩处理。

作为本发明的进一步方案：第一步：将定位筒2、活动筒3与钻杆1的相对位置组装完毕；

第二步：用外接动力源驱动钻杆1打孔，同时，钻杆1驱动活动筒3同时运动，并且活动筒3驱动定位筒2轴向运动，从而为钻杆1提供一个运动的支点，进而防止钻杆1由于悬臂太长而轴向弯曲；同时活动筒3转动过程中实现废土实时排出；

第三步；打孔完毕后，驱动定位筒2与活动筒3发生轴向运动，并且驱使腔体8排气并将注浆孔1-2疏通，同时排空钻头1-1端部的废土；

第四步：抽出定位筒2和活动筒3。

Claims (6)

1.锚索的打孔装置，包括内置有注浆孔的钻头及钻杆，其特征在于：还包括定位筒和活动筒，所述定位筒和活动筒之间活动连接，且定位筒内径大于所述活动筒外径且所述定位筒外径等于钻头的外径，所述活动筒的筒壁等角度开设有若干定位孔，每个所述定位孔中均径向弹性滑动有插销；所述钻杆等角度开设有与插销一一对应的定位槽，所述插销能够***定位槽并完成活动筒与钻杆之间的定位；所述定位筒内壁上开设有环槽，所述环槽能够根据定位筒和活动筒轴向位移来控制插销插接或脱离定位槽；所述定位筒内壁设置有驱动台，所述活动筒外壁设置有与驱动台配合的定位环；所述活动筒内壁还固定设置有用于转运碎土的绞龙；

至少一个所述插销内部开设有注气孔，且带有注气孔的插销与所述定位孔密封滑动连接，所述活动筒外壁还设置有活塞环，且所述活塞环外壁与所述定位筒内壁贴合，且与定位筒驱动台之间共同构成腔体；驱动台与定位环接触状态下，所述活塞环与驱动台的距离等于定位筒右端与钻头的距离；所述活塞环和活动筒上开设有能够与注气孔连通的贯穿通孔，带有注气孔的插销对应的定位槽底部弹性滑动设置有封堵块；所述封堵块能够在插销***定位槽时，堵住注浆孔；且封堵块侧边的钻杆上开设有能够与注气孔和注浆孔连通的气道。

2.根据权利要求1所述的锚索的打孔装置，其特征在于：所述封堵块上端固定设置有尺寸与定位槽匹配的封堵片，当插销脱离定位槽时，所述封堵片能够与定位槽匹配，避免浆液通过气道和定位槽溢出。

3.根据权利要求1所述的锚索的打孔装置，其特征在于：所述插销还包括用于安装第一弹簧的安装部，所述第一弹簧固定连接在安装部和活动筒内壁。

4.根据权利要求1所述的锚索的打孔装置，其特征在于：所述封堵块外壁设置有第二弹簧，所述第二弹簧固定设置在钻杆和封堵块之间。

5.根据权利要求1所述的锚索的打孔装置，其特征在于：所述插销的外侧端部均作减摩处理。

6.锚索的打孔方法，适用于权利要求2-5任一项所述的锚索的打孔装置，其特征在于：

第一步：将定位筒、活动筒与钻杆的相对位置组装完毕；

第二步：用外接动力源驱动钻杆打孔，同时，钻杆驱动活动筒同时运动，并且活动筒驱动定位筒轴向运动，从而为钻杆提供一个运动的支点，进而防止钻杆由于悬臂太长而轴向弯曲；同时活动筒转动过程中实现废土实时排出；

第三步；打孔完毕后，驱动定位筒与活动筒发生轴向运动，并且驱使腔体排气并将注浆孔疏通，同时排空钻头端部的废土；

第四步：抽出定位筒和活动筒。