[发明专利]钻机设备和钻机钻进方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种钻机设备和钻机钻进方法。

背景技术

近年来，随着国内经济快速发展，大中型都市的城市建设再开发项目、旧城区改造、地铁隧道、地下围护结构、桥梁改扩建工程等项目的不断增加，经常需要使用旋挖钻机和全回转钻机等桩基成孔设备进行桩基的施工建设。

旋挖钻机通常包括主机、桅杆、动力头、钻杆和钻具。其中，主机上可以设置发动机系统、卷扬装置、液压系统、控制装置以及行走装置等。桅杆的底部枢接于主机，而使桅杆可在旋挖钻机施工时打开至大致竖直的状态，或者在停工时折叠至主机上。动力头设于桅杆上，并通过加压油缸或加压卷扬钢丝绳与主机相连。钻杆通过键套与动力头连接，以在动力头的驱动下转动。钻具安装在钻杆底部并可在钻杆的带动下进行钻孔作业。钻具例如是截齿捞砂斗、截齿筒钻、牙轮筒钻、螺旋钻具等用于进行旋压钻进、破碎硬岩。旋挖钻机主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层的施工，取土方便，但在遇到大面积基岩为硬岩或超硬岩地层时，受限于其破岩方式为高压碾磨或剪切破碎且动力头的扭矩不足，此时钻进效率较低。

全回转钻机通常包括主机、动力站、套管和辅助工具等，套管通过套管夹紧装置设于主机的工作装置上，套管的入土一端安装有钻具，动力站与设于主机的工作装置上的液压元件连接，液压元件驱动套管夹紧装置带动套管旋转、进行切削钻孔并控制套管的上升或下降的动作，同时利用辅助工具清除套管内的泥土、岩石等切削物。全回转钻机在下放套管后，可以在不破坏套管周边土体的情况下，将套管内的结构清除或置换，全回转钻机具有输出扭矩大、钻进效率高等特点，适于流沙、溶洞、岩层、旧桩等各种复杂地质状况下的施工，但全回转钻机不可以取土，要取土必须配合铺助工具例如多头爪等把套管内的土取出，取土效率低。

因此，在目前的施工建设工程中，旋挖钻机因取土方便，主要对粘土层施工；全回转钻机因扭矩大和钻进效率高，主要用来下放套管，并可以在岩石层中施工。但是，目前只能将旋挖钻机和全回转钻机两种设备各自施工，难以发挥它们的优势。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种钻机设备，其结构简单，操作方便，结合了旋挖钻机和全回转钻机的优点，施工效率高。

本发明的另一目的在于，提供了一种钻机钻进方法，其利用结合了旋挖钻机和全回转钻机的优点的钻机设备，能有效地提高施工效率。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

一种钻机设备，其包括全回转钻装置和旋挖钻装置。全回转钻装置包括套管，套管的内表面具有第一卡合部。旋挖钻装置包括钻具，钻具的外侧表面具有与第一卡合部配合的第二卡合部。钻具与套管同轴设置且钻具通过第二卡合部与第一卡合部配合设置于套管内。

本发明较佳实施例中，上述套管具有相对的第一端和第二端，套管的第一卡合部设置在套管的第一端的内表面。钻具包括主体部，主体部具有相对的第一端部和第二端部，第二卡合部设置在主体部的第一端部的外侧表面。

本发明较佳实施例中，上述第一卡合部包括多条第一凹槽，多条第一凹槽围绕套管的中轴线间隔分布，每一第一凹槽的长度方向与套管的中轴线平行。第二卡合部包括多条第一键条，多条第一键条围绕钻具的中轴线间隔分布，并与多条第一凹槽对应卡合，每一第一键条的长度方向与钻具的中轴线平行。

本发明较佳实施例中，上述套管的第一端的内表面设有多条第二键条，多条第二键条围绕套管的中轴线间隔分布，每相邻两条第二键条之间形成一条第一凹槽。

本发明较佳实施例中，上述钻具还包括连接部，连接部连接于主体部的第一端部。

本发明较佳实施例中，上述钻具还包括固定部，固定部围绕连接在连接部远离主体部的第一端部的一端。各第一键条沿长度方向延伸连接至固定部的外表面。

本发明较佳实施例中，上述套管的第一端设置有贯通套管的外表面和内表面的多个通孔。套管的第二端围绕套管的中轴线分布设置有多个钻刀头。

本发明较佳实施例中，上述钻具的主体部的第二端部围绕钻具的中轴线分布设置有多个钻齿。

本发明较佳实施例中，上述钻具还包括贯通钻具的外侧表面和内侧表面的多个导渣孔，多个导渣孔位于第一端部和第二端部之间。

一种钻机钻进方法，首先提供上述钻机设备，然后利用全回转钻装置驱动套管旋转钻进，并通过套管的第一卡合部与钻具的第二卡合部的配合由套管带动钻具旋转钻进，接着利用旋挖钻装置驱动钻具沿套管的轴向移动，并解除套管的第一卡合部与钻具的第二卡合部的配合，以进行渣土取出。