[实用新型]入岩钻机及其旋切冲击钻进系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及桩工机械设备，尤其涉及一种入岩钻机及其旋切冲击钻进系统。

背景技术

为了能够使钻机的钻头顺利的钻入岩石中，往往需要对钻头施加一定频率的冲击能才能实现钻头的顺利入岩，这种能够钻挖岩石的钻机称为入岩钻机。旋切冲击钻进系统对一个入岩钻机的钻进效果起着至关重要的作用，现有入岩钻机的旋切冲击钻进系统如中国专利CN202227979U公开的“一种液压振动冲击器及其构成的桩工动力头”，桩工动力头包括用于直接或间接灌注混凝土、正反循环钻进的水或泥浆的内管，内管的外周同轴套装有保护筒（即钻杆），保护筒的上端转动装配在一与相应钻机桅杆导向滑动装配的连接座上，保护筒的下端止转连接有钻头，内管上设置有用于向钻头输出转动扭矩的旋转动力头和向钻头施加冲击能的液压振动冲击器，钻头包括与旋转动力头传动连接的旋转部分和与液压振动冲击器传动连接的振动部分。工作时，内管不旋转，保护筒和钻头在旋转动力头的驱动下旋转，液压振动冲击器则向钻头施加一定频率的振动冲击能，这样钻头可以一边旋转、一边振动的进行钻进施工，连接座也会随着钻头的下移而下移。现有的这种桩工动力头虽然实现了振动钻进的工作过程，但是采用液压振动冲击器向钻头施加振动冲击能，液压振动冲击器的结构复杂，且各液压密封元件的制造难度大，造成液压振动冲击器的造价很高，最终造成桩工动力头的制造成本很高，不利于设备的推广；另外，更重要的是，钻头的旋转部分与振动部分通过传动花键止转传动连接，液压振动冲击器在冲击钻头时，振动部分还可沿传动花键进行局部范围内的上下移动，这样振动部分一边沿传动花键上下移动、一边旋转钻进，传动花键不仅要起着传递扭矩的作用，同时还要承受着旋转部分在上下运动时的滑动摩擦力，旋转部分对传动花键的磨损较大，传动花键的使用寿命较短，造成整个钻头的使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋切冲击钻进系统，以解决现有技术中传动花键因承受上下方向上的滑动摩擦力而易磨损的问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用该钻进系统的入岩钻机。

为了解决上述问题，本实用新型中旋切冲击钻进系统的技术方案为：

入岩钻机的旋切冲击钻进系统，包括下端用于与钻头传动连接的钻杆，钻杆的上端转动装配在与钻杆在上下方向上同步移动、并用于装配于相应钻机桅杆上的连接座上，所述旋切冲击钻进系统还包括用于输出振动冲击力的冲击器和用于输出转动扭矩的旋转动力头，所述冲击器的动力输出端与所述钻杆直接传动连接而驱动所述钻杆上下振动或通过钻头带动所述钻杆上下振动，旋转动力头的动力输出端与钻杆通过花键配合结构传动连接，所述连接座上设置有与旋转动力头的壳体止转连接、并使连接座与旋转动力头在上下方向上同步振动的同步连接结构。

所述的旋转动力头套设于所述钻杆的外围，所述花键配合结构的传动花键的长度沿上下方向延伸、并设置于所述钻杆的外周面上，所述同步连接结构包括轴线沿上下方向延伸的加载缸，加载缸的缸体与连接座相连，加载缸的活塞杆与旋转动力头的壳体相连。

所述的钻杆包括连接于所述连接座上的驱动钻杆和通过可拆连接结构可拆装配于驱动钻杆下端的更换钻杆，所述的传动花键设置于所述的驱动钻杆上，所述传动花键的上端延伸至所述驱动钻杆的上端部，所述传动花键的下端延伸至所述驱动钻杆的下端部，所述冲击器设置于驱动钻杆内部，冲击器的动力输出端与设置于驱动钻杆内周面上的传动块传动连接。

所述的更换钻杆具有用于将相应钻土挤压成钻孔壁的外周面，所述更换钻杆的直径不小于相应钻头的最大直径。

所述的传动花键设置于所述钻杆上段外周面上，所述钻杆的下段外周面上设置有用于排钻土的螺旋叶片，所述螺旋叶片的外径不大于相应钻头的最大直径，所述冲击器的动力输出端通过驱动相应钻头上下振动而带动钻杆上下振动。

所述的钻杆内同轴线穿设有内管，所述冲击器包括同轴设置于所述内管与钻杆之间的环形空间中、并可上下移动冲击钻头的冲击套，所述钻杆的内壁上于冲击套的上方设置有弹簧支座，所述弹簧支座与所述冲击套之间顶装有储能弹簧，所述的冲击套上连接有沿钻杆轴向延伸的提升钢丝绳，所述的冲击器还包括通过拉动提升钢丝绳带动所述冲击套上移、并使冲击套压缩所述储能弹簧储能的提升机构，所述提升机构在储能弹簧储能结束后松开所述提升钢丝绳而使所述冲击套在自重和储能弹簧释放能的共同作用下冲击钻头。

本实用新型中入岩钻机的技术方案为：