[实用新型]在混凝土上进行高精度垂直钻孔的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻孔装置，尤其是涉及一种用于水利水电工程大坝中在混凝土上进行高精度垂直钻孔的装置。

背景技术

在工业与民用建筑的管道安装、改造施工中，使用金刚石薄壁钻头进行混凝土垂直钻孔施工已经很广泛，施工技术已经非常成熟。但工业与民用建筑中的混凝土钻孔施工孔深较浅、垂直度要求低，施工难度低。而用液压式立轴钻机进行地质岩芯钻探更是非常常见，技术也非常成熟，虽然钻孔深度较深，但其所钻地层与混凝土有较大差异，钻孔垂直度要求也较低，一般仅为1%～3%。而南水北调中线源头丹江口水库大坝加高改扩建工程中的技术施工方案中，为解决每条应力释放缝，需从大坝下游侧钻10个长12 m的高精度混凝土水平钻孔，以确保和在每条应力释放缝大坝上游方面垂直钻孔22 m深处能百分之百的相交，其垂直钻孔精度达到倾斜率不大于3‰。如此深的混凝土钻孔又有如此高的垂直度要求，施工难度极大。

如专利号为ZL 200920070667.3的实用新型专利就公开了一种金刚石薄壁钻头，包括刀头、钢体和接首，所述刀头的内壁或外壁开设有凹槽，所述凹槽起始于刀头端部一直延伸至钢体上，通过在金刚石薄壁钻头内壁和或外壁开设有凹槽作为通水、排屑槽。具备上述结构的金刚石薄壁钻头存在垂直度差、取芯困难、切削效率低的严重缺陷。

发明内容

本实用新型的目的就是克服现有技术中的不足，提供一种钻进效率高，钻孔垂直度好，取芯率可达100%的在混凝土上进行高精度垂直钻孔的装置。

为解决现有技术中的问题，本实用新型采用了如下的技术方案：包括位于下端的钻头和位于上端的钻杆，其中，在所述钻头和所述钻杆之间自下而上依次连接有扩孔器、岩芯管和变径接头，所述钻杆上还套装有扶正器，所述钻杆的顶端通过钻杆接头与主动钻杆相连接。

进一步，所述扩孔器外径比钻头外径大0.3～0.5 mm。

进一步，所述岩芯管外径比钻头外径小3 mm。

进一步，所述扶正器外径和岩芯管外径相等。

进一步，所述钻杆选用Φ50mm标准地质钻杆。

进一步，所述钻头为金刚石钻头。

本实用新型在混凝土上进行高精度垂直钻孔的装置的优点是：

本实用新型在混凝土上进行高精度垂直钻孔的装置，钻孔垂直度好，施工结果岩芯采取率可达到100%，钻孔偏斜率小于3‰，钻进效率高，钻孔质量好，可在水利水电工程领域各种混凝土大坝的检测、改造工程中广泛推广应用。

附图说明

图1 为本实用新型在混凝土上进行高精度垂直钻孔的装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型在混凝土上进行高精度垂直钻孔的装置包括钻头1和钻杆2，在钻头1和钻杆2之间自下而上依次连接有扩孔器3、岩芯管4、变径接头5，钻杆2上套装有扶正器6，钻杆2的顶端通过钻杆接头7与主动钻杆8相连接。

在本实施例中，主动钻杆8与动力驱动设备钻机9上的回转器91套装，主动钻杆8的上部通过水管11外接水泵12。在进行垂直钻孔的过程中，动力驱动设备钻机9通过其回转器91带动主动钻杆8回转，水泵12通过水管11提供冲洗液。

在本实施例中，钻头1为金刚石钻头，其壁厚比一般的金刚石薄壁混凝土钻头厚，又比地质岩芯钻探用的金刚石钻头薄，既满足工艺参数的实施要求，又满足钻具级配的制造要求。金刚石在钻头1胎体中的浓度相对较低，选用粗颗粒的高品质金刚石单晶作为主要切削材料，钻头1胎体的硬度根据大坝混凝土的标号和金刚石品质选用中等硬度。

在本实施例中，所述扩孔器3外径比钻头1外径大0.3～0.5 mm。

在本实施例中，所述岩芯管4外径比钻头1外径小3 mm。

在本实施例中，所述扶正器6外径和岩芯管4外径相等。

在本实施例中，所述钻杆2选用Φ50mm标准地质钻杆。

在本实施例中，本实用新型在混凝土上进行高精度垂直钻孔的装置，在其他动力驱动设备和辅助机具的配合下，采用金刚石薄壁钻进工艺，选用合适的金刚石钻头的壁厚和钻孔机具的合理匹配，按照开孔钻进，正常钻进和孔内异常钻进三种情况选用不同的钻进参数，并采用卡簧取芯法进行岩芯的采取，利用自行设计的钻孔高精度测斜仪进行孔斜测量并纠偏等过程，完成了在大坝混凝土上进行高精度垂直钻孔的施工。

总之，本实用新型的实施例公布的是其较佳的实施方式，但并不限于此。本领域的普通技术人员极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围之内。