CN106638746B - 一体式套管钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式套管钻机，属于灌注桩施工技术领域，为解决现有所需设备数量众多等问题而设计。本发明一体式套管钻机包括行走装置，在行走装置上分别设置有搓管工作装置和回转平台，回转平台上设置有臂架和卷扬系统，卷扬系统的卷扬绳跨越臂架的端头，卷扬绳的自由端连接至冲抓斗；回转平台能通过臂架带动冲抓斗在平面内转动以将冲抓斗中抓取的物料送至指定位置处。本发明一体式套管钻机通过合理布局及共性部分的交叉使用，减小了设备投入量；多个装置的动力系统可以共用，提高了动力系统的使用率，整机各部分间配合紧密、协调性好、自动化程度高，搓管工作装置无需增加额外的配重，使用方便、使用成本低，所需操作人员数量少。

Description

一体式套管钻机

技术领域

本发明涉及灌注桩施工技术领域，尤其涉及一种一体式套管钻机。

背景技术

在桩工施工领域中广泛使用灌注桩方法，所谓灌注桩是先在设定位置取土成孔、再在孔内进行混凝土浇筑成桩，通常采用贝诺特工法完成上述工作。贝诺特工法的核心思想是在冲抓钻进的同时跟进套管护壁。

实施贝诺特工法需要多种装置的配合使用，主要包括起重机、全回转全套管钻孔机(或搓管机)、以及冲抓斗。作业时，由全回转全套管钻孔机驱动套管旋转，套管底部管靴处安装的切削刀齿在旋转扭矩的作用下切削土层或岩石层；当套管进尺到一定程度后停止全回转全套管钻孔机作业，改由起重机带冲抓斗将套管中的土壤取出；冲抓至管靴进尺面时再改由全回转全套管钻孔机钻进，以上步骤交替进行，实现进尺。

现有技术的缺陷是：1、所涉及的装置过多，协同作业难度大，在将某一装置调整至工位的过程中耗时长，工作效率低，自动化程度低；2、全回转全套管钻孔机或搓管机自身都缺乏运动结构，转场时需要另行使用其它设备拖拽，机动性差，将大量时间浪费在钻孔机或搓管机与拖拽设置之间的装载或卸载上，工作效率低；3、全回转全套管钻孔机或搓管机在使用时需要额外增加配重，以克服对套管加压时套管对设备的支反力，使用不方便。

发明内容

本发明的目的在于提出一种一台机器即可执行贝诺特工法的一体式套管钻机。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种一体式套管钻机，包括行走装置，在所述行走装置上分别设置有搓管工作装置和回转平台，所述回转平台上设置有臂架和卷扬系统，所述卷扬系统的卷扬绳跨越所述臂架的端头，所述卷扬绳的自由端连接至冲抓斗；所述回转平台能通过所述臂架带动所述冲抓斗在平面内转动以将所述冲抓斗中抓取的物料送至指定位置处。

特别是，所述一体式套管钻机还包括动力站，所述动力站设置在所述回转平台上、且与所述冲抓斗分别位于所述臂架的底脚的两侧。

特别是，所述卷扬系统包括主卷扬系统和副卷扬系统；所述主卷扬系统用于承载所述冲抓斗及其所抓取物的重量，所述副卷扬系统用于开合所述冲抓斗的斗门。

进一步，所述主卷扬系统和/或所述副卷扬系统至少包括驱动马达、卷扬减速机、卷筒、卷扬绳及滑轮系统；所述卷扬绳缠绕在所述卷筒上，所述滑轮系统安装在所述臂架的顶端，所述卷扬绳的自由端绕过所述滑轮系统后连接至所述冲抓斗。

特别是，所述臂架相对于所述回转平台所在平面为倾斜结构，所述冲抓斗位于所述臂架的顶端的前方，在所述臂架的顶端的后方设置有斜拉索；所述斜拉索的一端设置在所述臂架上，另一端设置在所述回转平台上。

特别是，所述动力站为电驱动电动机带动液压泵或燃油发动机驱动液压泵。

特别是，所述行走装置为履带式行走机构。

进一步，所述履带式行走机构由液压马达驱动行走减速机。

特别是，所述搓管工作装置包括四根搓动油缸。

特别是，所述回转平台的底部安装有回转支撑件，所述回转平台能绕所述回转支撑件的轴线转动。

本发明一体式套管钻机包括行走装置、搓管工作装置、回转平台、臂架、卷扬系统和冲抓斗，一台机器即可执行贝诺特工法，通过合理布局及共性部分的交叉使用，减小了设备投入量；多个装置的动力系统可以共用，提高了动力系统的使用率，整机各部分间配合紧密、协调性好、自动化程度高，搓管工作装置无需增加额外的配重，使用方便、使用成本低，所需操作人员数量少。

附图说明

图1是本发明优选实施例提供的一体式套管钻机的结构示意图之一；

图2是本发明优选实施例提供的一体式套管钻机的结构示意图之二。

图中：

1、行走装置；2、搓管工作装置；3、回转平台；4、臂架；5、冲抓斗；6、动力站；7、斜拉索。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

优选实施例：

本优选实施例公开一种一体式套管钻机。如图1和图2所示，该一体式套管钻机包括行走装置1，在行走装置1上分别设置有搓管工作装置2和回转平台3，回转平台3上设置有臂架4和卷扬系统，卷扬系统的卷扬绳跨越臂架4的端头，卷扬绳的自由端连接至冲抓斗5；回转平台3能通过臂架4带动冲抓斗5在平面内转动以将冲抓斗5中抓取的物料(土壤、岩石等)送至指定位置处。

该一体式套管钻机将行走装置1、搓管工作装置2和冲抓斗5整合在一起，无需使用其它装置即可执行贝诺特工法，多个装置的动力系统可以共用，提高了动力系统的使用率，整机各部分间配合紧密、协调性好、自动化程度高；行走装置1、回转平台3、臂架4、卷扬系统和冲抓斗5都直接或间接地与搓管工作装置2连接在一起，上述装置的重量都成为了搓管工作装置2的配重、有效克服了加压套管时产生的支撑反力，搓管工作装置2无需增加额外的配重，使用方便。

在上述结构的基础上，该一体式套管钻机还包括动力站6，动力站6设置在回转平台3上、且与冲抓斗5分别位于臂架4的底脚的两侧。动力站6的这一设置位置既可以成为回转平台3的配重，用于克服冲抓斗5(尤其是抓满泥土、岩石时)通过臂架4施加在回转平台3上的扭转力矩；动力站6又可以成为整个装置的配重，用于为搓管工作装置2提供克服加压套管时产生的支撑反力。

卷扬系统优选包括主卷扬系统和副卷扬系统，其中，主卷扬系统用于承载冲抓斗5及其所抓取物的重量，副卷扬系统用于开合冲抓斗5的斗门。工作时，主卷扬系统通过自由落钩运动使冲抓斗5自由下落，冲抓套管中的岩土；在主卷扬系统下落的过程中副卷扬系统浮动；在冲抓斗5冲抓完成后副卷扬系统牵引闭斗机构动作，将岩土抓裹在冲抓斗5中；再次提升主卷扬系统，将冲抓斗5及其所抓取的岩土一并提出孔外。

其中，主卷扬系统和副卷扬系统的主体结构相同，都至少包括驱动马达、卷扬减速机、卷筒、卷扬绳及滑轮系统；卷扬绳缠绕在卷筒上，滑轮系统安装在臂架4的顶端，卷扬绳的自由端绕过滑轮系统后连接至冲抓斗5。

在上述结构的基础上，臂架4相对于回转平台3所在平面为倾斜结构，冲抓斗5位于臂架4的顶端的前方，在臂架4的顶端的后方设置有斜拉索7。斜拉索7的一端设置在臂架4上，另一端设置在回转平台3后端，用于克服起重过程中的起升力矩。

动力站6的具体结构不限，能为该套管钻机提供充足动力即可。优选的，动力站6为电驱动电动机带动液压泵或燃油发动机驱动液压泵。其中，选择电驱动电动机时优选为380伏的装置，实现电能向液压能的转换，并向各液压执行原件提供原动力；选择使用燃油发动机驱动液压泵，在电力提供不方便的环境下依旧可以使用，通用性强。

在上述结构的基础上，行走装置1优选为履带式行走机构，能适应各种野外作业环境，机动性强。履带式行走机构优选由液压马达驱动行走减速机，从而带动四轮一带进行工作，实现整机的前进和后退；通过液压系统控制左右两条履带行走机构的进油量，可以实现整车的左右转向。

为了整机的工作效率，搓管工作装置2包括四根搓动油缸，套管进尺效率高。

回转平台3的具体结构不限，能带动臂架4、进而带动冲抓斗5在平面内旋转即可。优选的，回转平台3的底部安装有回转支撑件，回转平台3在马达的驱动下能绕回转支撑件的轴线转动，带动冲抓斗5至指定位置处倒土。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种一体式套管钻机，其特征在于，包括行走装置(1)，在所述行走装置(1)上分别设置有搓管工作装置(2)和回转平台(3)，所述回转平台(3)上设置有臂架(4)和卷扬系统，所述卷扬系统的卷扬绳跨越所述臂架(4)的端头，所述卷扬绳的自由端连接至冲抓斗(5)；所述回转平台(3)能通过所述臂架(4)带动所述冲抓斗(5)在平面内转动以将所述冲抓斗(5)中抓取的物料送至指定位置处；

所述一体式套管钻机还包括动力站(6)，所述动力站(6)设置在所述回转平台(3)上、且与所述冲抓斗(5)分别位于所述臂架(4)的底脚的两侧；

所述臂架(4)相对于所述回转平台(3)所在平面为倾斜结构，所述冲抓斗(5)位于所述臂架(4)的顶端的前方，在所述臂架(4)的顶端的后方设置有斜拉索(7)；所述斜拉索(7)的一端设置在所述臂架(4)上，另一端设置在所述回转平台(3)上；

所述行走装置(1)、所述回转平台(3)、所述臂架(4)、所述卷扬系统和所述冲抓斗(5)都直接或间接地与所述搓管工作装置(2)连接在一起；所述行走装置(1)、所述回转平台(3)、所述臂架(4)、所述卷扬系统和所述冲抓斗(5)的重量都成为了所述搓管工作装置(2)的配重；

所述回转平台(3)的底部安装有回转支撑件，所述回转平台(3)能绕所述回转支撑件的轴线转动。

2.根据权利要求1所述的一体式套管钻机，其特征在于，所述卷扬系统包括主卷扬系统和副卷扬系统；所述主卷扬系统用于承载所述冲抓斗(5)及其所抓取物的重量，所述副卷扬系统用于开合所述冲抓斗(5)的斗门。

3.根据权利要求2所述的一体式套管钻机，其特征在于，所述主卷扬系统和/或所述副卷扬系统至少包括驱动马达、卷扬减速机、卷筒、卷扬绳及滑轮系统；所述卷扬绳缠绕在所述卷筒上，所述滑轮系统安装在所述臂架(4)的顶端，所述卷扬绳的自由端绕过所述滑轮系统后连接至所述冲抓斗(5)。

4.根据权利要求1所述的一体式套管钻机，其特征在于，所述动力站(6)为电驱动电动机带动液压泵或燃油发动机驱动液压泵。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一体式套管钻机，其特征在于，所述行走装置(1)为履带式行走机构。

6.根据权利要求5所述的一体式套管钻机，其特征在于，所述履带式行走机构由液压马达驱动行走减速机。

7.根据权利要求1至3任一项所述的一体式套管钻机，其特征在于，所述搓管工作装置(2)包括四根搓动油缸。