[發明專利]一種大直徑組合式空氣反循環潛孔錘

在審

• 申請號: 202010607895.0
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111594039A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 金贈伍;郭乃銘;李愷君;李繼銘;李昊軒;鄭顯赫;王清巖
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B4/16
• 分類號: E21B4/16;E21B10/00;E21B10/60;E21B10/46;E21B21/16
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

一種大直徑組合式空氣反循環潛孔錘，包括配氣接頭總成、行星齒輪分流器、中心錘、邊錘、鐘形護罩、連接罩及護筒；配氣接頭總成通過浮動花鍵傳扭，并通過改變浮動上軸的位置實現旋沖鉆進和提鉆強吹清渣的功能切換。高壓氣體通過行星齒輪分流器均勻分配給各邊錘及中心錘，邊錘圍繞中心錘均勻布置，中心錘鉆頭底唇面超前于邊錘鉆頭底唇面，中心錘鉆頭底唇面形狀與邊錘鉆頭底唇面形狀組合形成一個完整的圓形截面，各邊錘鉆頭采用T型槽結構安裝，可沿軸向浮動，中心鉆頭采用卡鍵式花鍵軸安裝。該潛孔錘鉆具具有整體式外護筒，上部配氣段具有鐘形護罩，本發明潛孔錘配氣穩定、結構緊湊、維修方便、碎巖效率高，且可實現多種鉆探工藝方法。

技術領域

本發明涉及一種用于巖土鉆鑿施工的大直徑組合式潛孔錘鉆具，特別是涉及一種適用于中硬及硬巖地層中進行建筑物深基礎施工的大直徑組合式空氣反循環潛孔錘。

背景技術

隨著我國城市地上與地下建筑物逐步向超高與超深發展，如何高效地進行大直徑樁基礎施工成為了一個熱點問題。樁基礎施工最常使用的機具就是反循環風動潛孔錘，反循環風動潛孔錘具有高效的碎巖機理以及廣泛的地層適用性。大直徑樁基礎施工常用大直徑的組合式潛孔錘，如美國Ingersoll-Rand公司生產的組合式潛孔錘，專利號為4,429,439的大直徑潛孔錘產品、國內某公司生產的組合式潛孔錘，專利號為201010298838.5的大直徑潛孔錘產品。以上兩種組合式潛孔錘共同點之一便是其安裝的沖擊器的工作錘面處于同一平面，工作時所有沖擊器與巖層同時接觸，再通過高頻沖擊破碎巖層。這種結構的組合式潛孔錘雖然能實現入巖施工，但是由于所有沖擊器的工作面處于同一平面，工作時需對鉆孔底部整個大直徑巖面同時錘擊、同時破碎、同時排渣，具有入巖效率低、能量浪費大、易鉆偏的缺點。

為解決大直徑組合式潛孔錘鉆具存在的上述不足，國內某公司提出了一種組合式潛孔錘鉆具產品，專利號為201320841607.3，該發明采取了在鉆具底面中部放置中部沖擊器、外圍放置外部沖擊器的設計，且中部沖擊器的鉆頭超前于外圍沖擊器，使得中部沖擊器先破碎巖石，然后外圍沖擊器再破碎巖石。這種設計可以將一個大直徑巖面分散成若干小的巖面破碎巖石，可以大幅減小潛孔錘能量消耗，提高鉆具入巖效率。

但該發明描述的組合式潛孔錘的不足之處在于：

1、受中部沖擊器鉆頭與外圍沖擊器鉆頭的形狀與空間排布所限，潛孔錘鉆具形成的破碎巖石面不是一個完整的碎巖面，在每兩個沖擊器間都會形成一個直徑大且未經破碎的巖石柱抵抗鉆具進尺，這就會導致鉆具必須沖擊回轉更多次才能將巖石完全破碎向更深鉆進，降低了鉆進速度。

2、壓縮空氣經管路輸送到沖擊器時沒有經過均勻分配，不同的沖擊器的產生的沖擊功不均勻，鉆進時產生的巖石穴深度不一，易造成孔斜。此外，每一個沖擊器都需要一套管線單獨與空氣壓縮機相連，增加了安裝難度與一定的危險性。

3、由于鉆具結構不夠緊湊，安裝可靠性差，導致鉆具安裝困難，維護成本高。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術中存在的問題，提出了一種大直徑組合式空氣反循環潛孔錘，通過改良潛孔錘鉆具的鉆頭形狀、增設配氣管總成、增設行星齒輪分流器提升鉆具的綜合性能，具有機械鉆速高、巖屑易上返，孔底清潔、循環介質分配均勻，能量消耗小，結構緊湊，安裝維護方便等優勢。

本發明為實現上述目的采用的技術方案是：大直徑組合式空氣反循環潛孔錘，其特征在于，包括：配氣接頭總成、行星齒輪分流器、中心錘、邊錘、鐘形護罩、連接罩及護筒；