[發(fā)明專利]一種打撈鉆頭的方法及用于打撈鉆頭的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910233856.6
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109882107B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設計）人: 潘東發(fā);張立超;劉傳志;陳洪軍;黃平熠;李國平;姚華;左少華;楊碧波;葉紹其;龔金才;吳漢湘;趙煒
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團有限公司
• 主分類號: E21B31/20
• 分類號: E21B31/20;E21B31/06;E21B17/02
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 陳銳

本發(fā)明公開了一種打撈鉆頭的方法及用于打撈鉆頭的裝置，涉及鉆孔樁施工技術領域。在鉆頭出現(xiàn)脫落事故時，通過鉆桿底端與脫落的鉆頭相接觸，判斷脫落的鉆頭是否處于豎直方向。當鉆頭未處于豎直方向，且脫落的鉆頭傾角較大時，先確定鉆頭的傾斜角度和中心孔坐標，再將鉆頭打撈器傾斜安裝在鉆機的鉆桿下部，利用鉆機將鉆桿下探，將鉆頭打撈器直接插入鉆頭的中心孔內，利用鉆頭打撈器的倒齒結構與鉆頭中心孔的內螺紋卡接，從而將鉆頭及時、快速地打撈出來，解決現(xiàn)有鉆頭打撈的難題。

技術領域

本發(fā)明涉及鉆孔樁施工技術領域，具體涉及一種打撈鉆頭的方法及用于打撈鉆頭的裝置。

背景技術

鉆孔灌注樁在鉆孔過程中偶爾會發(fā)生鉆頭與鉆桿脫離、鉆桿桿體斷裂等事故，導致鉆頭脫落至孔底。一旦出現(xiàn)鉆頭脫落的情況，必須及時將鉆頭打撈出來，否則孔壁長期敞開容易導致孔壁坍塌，一方面可能造成鉆頭無法取出而報廢，另一方面還需采取其它復雜技術措施繼續(xù)鉆孔施工，嚴重時甚至會造成樁基報廢而變更設計，不僅延誤工期，也會導致巨大的經濟損失。

由于脫落的鉆頭位于地下幾十米深的泥漿中，看不見、摸不著，打撈難度非常大。目前，鉆孔樁鉆頭脫落后的打撈措施主要有以下幾種：

1)當鉆頭脫落深度較淺且孔壁發(fā)生坍塌時，若地面條件允許可采用明挖法將鉆頭取出。該方法需滿足一定條件，適用范圍較窄；

2)利用強磁打撈器將金屬鉆頭吸出鉆孔外取出，該方法效率較高，但受到強磁打撈器功率限制，若鉆頭較重或者孔壁發(fā)生坍塌埋住鉆頭時，則無法將鉆頭取出；

3)利用機械式打撈器，打撈器頭與鉆機鉆桿通過法蘭盤剛性連接，將機械式打撈器頭插入鉆頭中心的孔內將鉆頭取出，若鉆頭中心孔未處于豎直方向或者由于各種原因導致鉆頭偏移且難以扶正時，則該打撈方法實施較困難，并且扶正過程中會擾動孔壁土體，容易造成孔壁坍塌。

有鑒于此，當鉆桿斷裂使鉆頭脫落至孔底時，由于鉆孔空間狹小，利用現(xiàn)有的打撈技術來打撈鉆頭非常困難，常用的打撈方式均存在局限性。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明解決的技術問題為：如何克服現(xiàn)有鉆頭打撈的難題，將鉆頭及時、快速地打撈出來，降低孔壁坍塌的風險。

為達到以上目的，本發(fā)明提供的一種打撈鉆頭的方法，包括以下步驟：

S1：當鉆頭出現(xiàn)脫落情況時，保持孔內泥漿循環(huán)，將鉆桿底端與脫落的鉆頭相接觸，根據實際下探進尺與鉆頭脫落時的進尺，判斷脫落的鉆頭是否處于豎直方向，若鉆頭未處于豎直方向，轉入S2；

S2：通過鉆桿探測多個鉆頭邊緣點的坐標，確定鉆頭的傾斜角度和中心孔坐標，轉到S3；

S3：先根據鉆頭的傾斜角度，將鉆頭打撈器傾斜安裝在鉆機的鉆桿下部后，再根據鉆頭的中心孔坐標，將鉆頭打撈器插入鉆頭的中心孔內，使鉆頭打撈器的倒齒結構與鉆頭中心孔的內螺紋卡接，最后通過鉆機提升鉆桿，將脫落的鉆頭從孔底取出。

在上述技術方案的基礎上，S2中確定鉆頭的傾斜角度的具體流程為：

先利用鉆機將鉆桿下探，探測鉆頭邊緣任意三個點的坐標分別為a(x₁,y₁,z₁)、b(x₂,y₂,z₂)和c(x₃,y₃,z₃)，該三點形成的平面即為鉆頭的傾斜面；

再根據齊次線性方程確定傾斜面的法向量(n₁，n₂，n₃)，即：

最后，根據鉆頭的傾斜角度等于傾斜面與水平面的夾角，則鉆頭的傾斜角為：