[发明专利]用于软硬地层的多区冷冻式智能升降钻切装置

摘要

本发明属于地下工程岩土体钻进、切割和地下工程防灾减灾技术领域，尤其是涉及一种用于软硬地层的多区冷冻式智能升降钻切装置；采用多区域独立升降式钻切刀具，使不同区域钻切刀盘相互组合实现独立的上下移动，实现了任意地层的孔内选刀和孔内快速换刀，提高了施工进度，节约了施工成本；同时采用冷冻式冻结钻切法，通过冷冻控制器控制冷却盐水剂释放出冷却盐水，并通过冷冻管随着刀盘的垂向伸出而注入到待施工的地层，实现复杂地层多区域分块快速冻结钻切，避免孔内软硬不均地层因富水引发坍塌等质量事故，施工质量可靠，成本低；具有富水地层全面冻结、冻区快速选取、冻区钻进切割一体化、钻切力均匀、成本低、成孔精度高、钻切速度快的特点。

主权项

1.一种用于软硬地层的多区冷冻式智能升降钻切装置，其特征在于：包括多管排泥系统(1)、多层钻切系统(2)、刀盘升降系统(3)、应急冷冻系统(4)、多管冲刷系统(5)、多层骨架系统(6)；所述多管排泥系统(1)包括B区排泥管、C区排泥管、离心排泥机(109)；所述多层钻切系统(2)包括A区核心钻(253)、B区钉型钻、C区螺纹钻、B区耐磨底盘(254)、C区耐磨底盘(255)；所述刀盘升降系统(3)包括刀盘升降控制器、滚珠、活动插销；所述应急冷冻系统(4)包括冷冻控制器、冷却盐水剂、冷冻管(407)；所述多管冲刷系统(5)包括B区排水管、C区排水管、中心排水管(507)、高效泵水机(508)；所述多层骨架系统(6)包括A区中空合金骨架(601)、B区刀盘(602)、C区刀盘(603)；所述中心排水管(507)设置在A区中空合金骨架(601)中，且中心排水管(507)与外部高效泵水机(508)连接；所述B区刀盘(602)通过滚珠滑动套设在A区中空合金骨架(601)的外侧，且B区刀盘(602)的内部沿纵向设置有B区排泥管(101)及B区排水管(501)，所述B区排泥管与外部的排泥离心机(109)连接，所述B区排水管与外部高效泵水机(508)连接；所述C区刀盘(603)通过滚珠滑动套设在B区刀盘(602)的外侧，且C区刀盘(603)的内部沿纵向设置有C区排泥管以及C区排水管，所述C区排泥管与外部的排泥离心机连接，所述C区排水管与外部高效泵水机(508)连接；所述B区刀盘(602)的底部安装有B区耐磨底盘(254)，所述B区耐磨底盘(254)的底部安装有B区钉型钻，所述B区耐磨底盘(254)的底部中心安装有A区核心钻(253)；所述C区刀盘(603)的底部安装有C区耐磨底盘(245)，所述C区耐磨底盘(245)的底部安装有C区螺纹钻；所述B区刀盘(602)内对称设置有两个刀盘升降控制器，所述刀盘升降控制器中设置有若干滚珠，若干滚珠分别位于刀盘升降控制器的两侧并呈上下多层分布，刀盘升降控制器一侧的滚珠与A区中空合金骨架(601)滑动连接，刀盘升降控制器另一侧的滚珠与C区刀盘(603)滑动连接，通过控制刀盘升降控制器的升降驱动滚珠上下滑动，从而带动B区刀盘(602)、C区刀盘(603)实现相互独立或同步的上下移动；所述A区中空合金骨架(601)及C区刀盘(603)上均开设有预留孔；所述刀盘升降控制器中设置若干活动插销，若干活动插销分内外两列并呈上下多层分布；通过刀盘升降控制器可控制位于其内侧的一列活动插销插入A区中空合金骨架(601)的预留孔中，从而将A区中空合金骨架(601)与B区刀盘(602)固定，通过刀盘升降控制器可控制位于其外侧的一列活动插销插入C区刀盘(603)的预留孔中，从而将C区刀盘(603)与B区刀盘(602)固定；所述刀盘升降控制器的下部设置有冷冻控制器，所述冷冻控制器内部两侧分别设置有冷却盐水剂，一侧靠近A区中空合金骨架(601)，另一侧靠近冷冻管C区刀盘(603)；所述A区中空合金骨架(601)与B区刀盘(602)的接触间隙之间，以及所述B区刀盘与C区刀盘的接触缝隙之间均设置有冷冻管(407)，所述冷冻管(407)与冷冻控制器连接；所述冷冻控制器用于控制冷却盐水剂释放冷却的低温盐水，并通过冷冻管(407)输送到待施工的A区中空合金骨架(601)、B区刀盘(602)、C区刀盘(603)下方的地层区域，冻结待施工的多区域冻结地层(703)。