專利名稱：液壓式垃圾鉆孔機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了液壓式垃圾鉆孔機，屬于工程機械類。
背景技術(shù)：
隨著國家對環(huán)境保護、低碳減排與資源化利用相政策的逐步實施，生活垃圾填埋 場大規(guī)模建設(shè)過程中產(chǎn)生的填埋氣體資源化利用已成為國家能源與環(huán)境領(lǐng)域急需要解決 的重大環(huán)保問題。垃圾填埋氣體的高效收集對于促進填埋氣體的資源化利用、改善垃圾填 埋場運行與管理等都具有特別重要的現(xiàn)實意義。目前，填埋氣體的收集主要采用垂直收集與水平收集兩種方式。而國內(nèi)大部分垃 圾填埋場采用垂直收集方式，主要是針對已封場的垃圾填埋場或已封頂?shù)睦盥駟卧?利用填埋作業(yè)前埋設(shè)好的填埋氣體石籠，在垃圾填埋到一定標高時，將其改造成垂直收集 井，將填埋氣體導(dǎo)出。這種垃圾填埋作業(yè)前埋設(shè)好的填埋氣體石籠將會影響后續(xù)的垃圾填 埋，且常出現(xiàn)填埋氣體收集井井斜等問題。填埋場垃圾來源分布廣，各地區(qū)垃圾成份復(fù)雜，分期填埋導(dǎo)致垃圾降解程度不同， 且垃圾填埋堆體中塑料及相關(guān)絲狀物質(zhì)對垃圾填埋場鉆機提出了更高的要求。同時，垃圾 降解促使其垃圾堆體含水率隨著深度的增加依次加大，井孔穩(wěn)定性成為影響鉆進效率的直 接因素，且目前泥漿護壁鉆孔對不適應(yīng)用于垃圾填埋場填埋氣體收集井的建造。另外，垃圾 填氣體收集管道也對孔徑提出了較高的要求，大孔徑也成為垃圾填埋場鉆井的顯著特點， 為此，急需研制垃圾鉆孔機來解決當前填埋氣體收集井的建設(shè)?，F(xiàn)階段，國內(nèi)針對填埋堆體已經(jīng)研發(fā)出了相關(guān)設(shè)備，但由于成孔孔徑小、穩(wěn)定性 低，普遍存在反復(fù)鉆孔現(xiàn)象，導(dǎo)致成孔效率十分低下，而且，相當部分的鉆機依賴人工的程 度過高，也是急劇降低其成孔效率的重要因素。在國外，填埋氣體資源利用設(shè)施及機械研 發(fā)較早，但目前專門針對填埋體鉆孔的機械成本高，成孔質(zhì)量保障率低，鉆進速率不高等問 題，難以滿足我國推廣垃圾填埋氣體能源化的推廣要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種針對垃圾堆體鉆孔具有鉆進速 率快，鉆進力大、成孔質(zhì)量高的液壓式垃圾鉆孔機，其技術(shù)解決方案為液壓式鉆孔機由控制柜⑴、鉆架(2)、卷揚機(3)、鉆桿卡槽⑶、天輪(11)、卡盤 (12)、液壓桿(13)、鉆桿(6)、浮軌式轉(zhuǎn)盤(14)、鉆鋌(15)、組合鉆頭組成，控制柜(1)、卷揚 機(3)、豎直支架(10)固定安裝在鉆架(2)上，液壓桿(13)位于豎直支架(10)的一側(cè)，其 下端連接到浮軌式轉(zhuǎn)盤(14)和上端連接到豎直支架(10)，扭轉(zhuǎn)動力裝置(5)位于豎直支架 (10)的另一側(cè)并固定在鉆架(2)上，扭轉(zhuǎn)動力裝置(5)的轉(zhuǎn)軸(7)連接鉆桿卡槽(8)，鉆桿 卡槽⑶為弧形狀，多根帶有連接套(9)的鉆桿6排列置放在鉆桿卡槽8內(nèi)，卡盤(12)和 浮軌式轉(zhuǎn)盤(14)的一端鑲嵌在豎直支架(10)的滑槽內(nèi)，組合鉆頭由轉(zhuǎn)斗鉆具(16)、前導(dǎo) 鉆頭(17)組成，轉(zhuǎn)斗鉆具(16)的下端和前導(dǎo)鉆頭(17)軸連接，轉(zhuǎn)斗鉆具(16)是底端呈錐形的圓柱型容器，在容器的側(cè)壁上對稱開有通槽，沿槽口一側(cè)設(shè)有側(cè)刃(18)，在容器底端的 錐面也對對稱開有通槽，沿槽口一側(cè)設(shè)有鋸齒式切削刃(19)，且側(cè)刃(18)和鋸齒式切削刃 (19)的切削方向一致。
由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的液壓式垃圾鉆孔機采用的前導(dǎo)鉆頭與轉(zhuǎn)斗鉆 具雙鉆鉆進結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)斗鉆具底部設(shè)置的鋸齒式切削刃增加了鉆進時加大對垃圾體的鉆進深 度并同時完成對前導(dǎo)鉆頭成孔孔徑的擴大，而轉(zhuǎn)斗鉆具側(cè)壁的側(cè)刃實則對孔徑壁的修整和 加固作用，底端呈錐形的圓柱型容器則盛放切削的垃圾屑。前導(dǎo)鉆頭與轉(zhuǎn)斗鉆具二者的結(jié) 合使用，實現(xiàn)了前導(dǎo)鉆頭初步成孔與轉(zhuǎn)斗鉆具擴孔加固鉆進的功能，保證了逐級鉆進時鉆 孔的穩(wěn)定性和成孔速率。采用卡盤、浮軌式轉(zhuǎn)盤、扭轉(zhuǎn)動力裝置、鉆桿卡槽實現(xiàn)對多級鉆桿 的組裝和拆卸，克服了吊裝機械等附屬設(shè)備的配套建設(shè)，降低了鉆孔機械使用成本。采用液 壓桿施加加載鉆進力，極大的縮減了成孔時間。該液壓式垃圾鉆孔機具有鉆進力大，裝卸鉆 桿簡便，提高了鉆桿裝卸效率和成孔效率、實現(xiàn)了快速成孔且不需加固，解決了垃圾填埋體 成孔難、鉆孔穩(wěn)定性差、鉆進效率低的難題，間接地提高了垃圾填埋場鉆孔集氣系統(tǒng)組建效 率，降低了其運營成本。本發(fā)明的液壓式垃圾鉆孔機結(jié)構(gòu)合理，使用維修方便，適用于垃圾 填埋場填埋氣體集氣井、監(jiān)測井的鉆孔。


圖1是本發(fā)明的液壓式垃圾鉆孔機的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的液壓式垃圾鉆孔機的轉(zhuǎn)斗鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的液壓式垃圾鉆孔機的鉆桿卡槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的本發(fā)明的液壓式垃圾鉆孔機進一步詳細描述液壓式鉆孔機由控制柜1、鉆架2、卷揚機3、鉆桿卡槽8、天輪11、卡盤12、液壓桿 13、鉆桿6、浮軌式轉(zhuǎn)盤14、鉆鋌15、組合鉆頭組成，控制柜1、卷揚機3、豎直支架10固定安 裝在鉆架2上，卷揚機3上的鋼纜繩4經(jīng)天輪11連接到卡盤12。控制柜1控制液壓式鉆 孔的液壓桿13、絞車3、浮軌式轉(zhuǎn)盤14和扭轉(zhuǎn)動力裝置5。液壓桿13位于豎直支架10的 一側(cè)，其下端連接到浮軌式轉(zhuǎn)盤14和上端連接到豎直支架10，扭轉(zhuǎn)動力裝置5位于豎直支 架10的另一側(cè)并固定在鉆架2上，扭轉(zhuǎn)動力裝置5的轉(zhuǎn)軸7通過分支架桿20連接鉆桿卡 槽8，鉆桿卡槽8為弧形狀，多根帶有連接套9的鉆桿6排列置放在鉆桿卡槽8內(nèi)，卡盤12 和浮軌式轉(zhuǎn)盤14的一端鑲嵌在豎直支架10的滑槽內(nèi)，組合鉆頭由轉(zhuǎn)斗鉆具16、前導(dǎo)鉆頭 17組成，轉(zhuǎn)斗鉆具16的下端和前導(dǎo)鉆頭17軸連接，轉(zhuǎn)斗鉆具16是底端呈錐形的圓柱型容 器，在容器的側(cè)壁上對稱開有通槽，沿槽口一側(cè)設(shè)有側(cè)刃18，在容器底端的錐面也對對稱開 有通槽，沿槽口一側(cè)設(shè)有鋸齒式切削刃19，且側(cè)刃18和鋸齒式切削刃19的切削方向一致， 前導(dǎo)鉆頭可采用通用鉆孔鉆頭。一端鑲嵌在設(shè)置在豎直支架10的滑槽內(nèi)的浮軌式轉(zhuǎn)盤14卡緊鉆桿6，而設(shè)置在 浮軌式轉(zhuǎn)盤14上內(nèi)的動力裝置施加驅(qū)動力帶動鉆桿6’旋轉(zhuǎn)并將扭轉(zhuǎn)動力傳輸?shù)浇M合鉆 頭，進而傳遞到組合鉆頭中的底端呈錐形的圓柱形容器的轉(zhuǎn)斗鉆具16和前導(dǎo)鉆頭17，設(shè)置 在轉(zhuǎn)斗鉆具16上端的鉆鋌15主要用于保護組合鉆頭，防止因扭轉(zhuǎn)動力過大而造成的損害。前導(dǎo)鉆頭17在扭轉(zhuǎn)動力作用下，在垃圾堆體中鉆進并形成小孔。同時，設(shè)置在底端錐面對 稱開有通槽槽口處的鋸齒式切削刃19切削垃圾并對先導(dǎo)鉆頭17的孔徑進行擴大并鉆進， 而設(shè)置在側(cè)壁對稱通槽槽口處同向側(cè)刃18修整和加固鉆孔，且側(cè)刃18和鋸齒式切削刃19 同向切削垃圾。而且，此時位于豎直支架10的一側(cè)且下端連接到浮軌式轉(zhuǎn)盤14和上端連 接到豎直支架10的液壓桿13工作，對浮軌式轉(zhuǎn)盤14施加壓力，增加組合鉆頭的鉆進力，從 而提高鉆進效率。轉(zhuǎn)斗鉆具16盛滿時，液壓桿13和固定在鉆架2上的卷揚機3通過鋼纜 繩4過天輪11提升并卡緊固定在鉆桿6’頂端的連接套9的卡盤12連帶鉆桿6’上升，而 且液壓桿13回程帶動浮軌式轉(zhuǎn)盤14上升，直到轉(zhuǎn)斗鉆具16完全提升出孔洞，退掉轉(zhuǎn)斗鉆 具16中的垃圾體后再進入到鉆進工作。
對于需要多級鉆桿深度的鉆孔時，前一級鉆桿6’在鉆進完成后，卷揚機3通過鋼 纜繩4過天輪11帶動卡盤12上升，達到預(yù)設(shè)高度后，位于豎直支架10另一側(cè)并固定在鉆 架上的扭轉(zhuǎn)動力裝置5對轉(zhuǎn)軸7施加驅(qū)動力帶動通過分支架桿20固定在轉(zhuǎn)軸7上的鉆桿 卡槽8轉(zhuǎn)動達到與前一級鉆桿6’對應(yīng)位置時停止，此時，卷揚機3工作放下卡盤12卡住鉆 桿6’的螺紋連接套9，液壓桿13進一步提升浮軌式轉(zhuǎn)盤14，并完成多級鉆孔時的鉆桿對接， 對接完成后，扭轉(zhuǎn)動力裝置5施加反向驅(qū)動力回轉(zhuǎn)。浮軌式轉(zhuǎn)盤14對前一級鉆桿6’施加 鉆進驅(qū)動力并完成兩鉆桿的拼接。而對于鉆機卸載鉆桿6’時，則先由固定在鉆架2上的卷揚機3通過鋼纜繩4過天 輪11提升卡緊鉆桿6’的卡盤12連帶鉆桿6’上升，而且液壓桿13同步回程帶動浮軌式轉(zhuǎn) 盤14上升，達到預(yù)設(shè)高度后，扭轉(zhuǎn)動力裝置5對轉(zhuǎn)軸7施加驅(qū)動力旋轉(zhuǎn)鉆桿卡槽8使得鉆 桿6’進入到鉆桿卡槽8中，此時，控制浮軌式轉(zhuǎn)盤14施加反向驅(qū)動力，完成鉆桿拆卸，之后， 扭轉(zhuǎn)動力裝置5施加反向扭轉(zhuǎn)動力，帶動鉆桿卡槽8回轉(zhuǎn)到原位，即完成拆卸。
權(quán)利要求
液壓式垃圾鉆孔機，包括鉆架(2)、卷揚機(3)、天輪(11)、卡盤(12)、鉆桿(6)、鉆鋌(15)，其特征在于所述的液壓式鉆孔機由控制柜(1)、鉆架(2)、卷揚機(3)、鉆桿卡槽(8)、天輪(11)、卡盤(12)、液壓桿(13)、鉆桿(6)、浮軌式轉(zhuǎn)盤(14)、鉆鋌(15)、組合鉆頭組成，控制柜(1)、卷揚機(3)、豎直支架(10)固定安裝在鉆架(2)上，液壓桿(13)位于豎直支架(10)的一側(cè)，其下端連接到浮軌式轉(zhuǎn)盤(14)和上端連接到豎直支架(10)，扭轉(zhuǎn)動力裝置(5)位于豎直支架(10)的另一側(cè)并固定在鉆架(2)上，扭轉(zhuǎn)動力裝置(5)的轉(zhuǎn)軸(7)連接鉆桿卡槽(8)，鉆桿卡槽(8)為弧形狀，卡盤(12)和浮軌式轉(zhuǎn)盤(14)的一端鑲嵌在豎直支架(10)的滑槽內(nèi)，組合鉆頭由轉(zhuǎn)斗鉆具(16)、前導(dǎo)鉆頭(17)組成，轉(zhuǎn)斗鉆具(16)的下端和前導(dǎo)鉆頭(17)軸連接，轉(zhuǎn)斗鉆具(16)的上端設(shè)置有鉆鋌(15)。
2.如權(quán)力要求1所述液壓式垃圾鉆孔機，其特征在于轉(zhuǎn)斗鉆具(16)是底端呈錐形的 圓柱型容器，在容器的側(cè)壁上對稱開有通槽，沿槽口一側(cè)設(shè)有側(cè)刃(18)，在容器底端的錐面 也對對稱開有通槽，沿槽口一側(cè)設(shè)有鋸齒式切削刃(19)，且側(cè)刃(18)和鋸齒式切削刃(19) 的切削方向一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了液壓式垃圾鉆孔機，采用前導(dǎo)鉆頭與轉(zhuǎn)斗鉆具雙鉆鉆進結(jié)構(gòu)的組合鉆頭，實現(xiàn)了前導(dǎo)鉆頭初步成孔與轉(zhuǎn)斗鉆具擴孔加固鉆進的功能，保證了逐級鉆進時鉆孔的穩(wěn)定性和成孔速率。滑軌多級鉆桿的組裝和拆卸結(jié)構(gòu)，提高了鉆桿裝卸效率，聯(lián)合前導(dǎo)鉆頭與轉(zhuǎn)斗鉆具雙鉆鉆進結(jié)構(gòu)，縮短了成孔時間，提高了鉆機成孔效率。采用液壓系統(tǒng)加載鉆進力，極大的縮減了成孔時間。該鉆機可以快速成孔且不需加固，解決了垃圾填埋堆體成孔難、穩(wěn)定性差、鉆進效率低的難題，間接地提高了垃圾填埋場鉆孔集氣系統(tǒng)組建效率，降低運營成本。
文檔編號E21B10/43GK101852064SQ20101909100
公開日2010年10月6日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者席本強, 李先旺, 胡竹云, 薛強 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所