工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)的研制與應(yīng)用

張文　唐智能　李亞龍　周航

摘 要：針對(duì)我國(guó)鉆機(jī)技術(shù)存在的問(wèn)題，研制出一種新型工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)，轉(zhuǎn)桿的下表面焊接有固定法蘭，連接桿的下端與軸承定子相焊接，軸承轉(zhuǎn)子的外圍焊接有旋轉(zhuǎn)換頭盤，第一帶法蘭鉆頭的法蘭上表面與法蘭的下表面相貼合，螺栓通孔和第一帶法蘭鉆頭上表面的帶螺紋通孔的內(nèi)部螺接有螺栓，本裝置安裝有旋轉(zhuǎn)換頭盤，旋轉(zhuǎn)換頭盤上配備有四個(gè)不同種類的帶法蘭鉆頭，可以快速安全的更換鉆頭，避免了在更換鉆頭時(shí)對(duì)人體造成損害，省時(shí)省力，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：多鉆頭；鉆機(jī)；地質(zhì)勘探

1 引言

勘探是工程地質(zhì)勘察過(guò)程中查明地下地質(zhì)情況的一種必要手段，是在地面的工程測(cè)繪和調(diào)查所取得各種資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)工程地質(zhì)條件進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，進(jìn)行地質(zhì)勘探的時(shí)候鉆機(jī)是必須要用到的一種設(shè)備[1-2]，鉆機(jī)用來(lái)獲取地表下深層的土壤和巖石，在不同的地質(zhì)環(huán)境下會(huì)用到不同種類的鉆頭，更好地提升勘探效率，但是在給鉆機(jī)更換鉆頭時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且要避免鉆頭滑落對(duì)人體造成損傷，不能快速安全的進(jìn)行鉆頭的更換[3-7]，為了解決上述問(wèn)題，我們提出了一種工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)。

2工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)如圖1所示，包括機(jī)身，機(jī)身的下表面轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有鉆桿，轉(zhuǎn)桿的下表面焊接有法蘭，法蘭的上表面四周均勻開設(shè)有至少四個(gè)螺栓通孔，機(jī)身的下表面固定安裝有連接桿，連接桿的下端與軸承定子相焊接，軸承轉(zhuǎn)子的外圍套接有軸承轉(zhuǎn)子，軸承轉(zhuǎn)子的外圍焊接有旋轉(zhuǎn)換頭盤，旋轉(zhuǎn)換頭盤的上表面從左側(cè)開始順時(shí)針依次活動(dòng)插接有第一帶法蘭鉆頭、第二帶法蘭鉆頭、第三帶法蘭鉆頭和第四帶法蘭鉆頭，且第一帶法蘭鉆頭、第二帶法蘭鉆頭、第三帶法蘭鉆頭和第四帶法蘭鉆頭的上表面四周分別均勻開設(shè)有至少四個(gè)帶螺紋通孔，第一帶法蘭鉆頭的上表面與固定法蘭的下表面相貼合，螺栓通孔和第一帶法蘭鉆頭上表面的帶螺紋通孔的內(nèi)部螺接有螺栓。

3工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)的有益效果

（1）工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)，安裝有旋轉(zhuǎn)換頭盤，旋轉(zhuǎn)換頭盤上配備有四個(gè)不同種類的帶法蘭鉆頭，用于在不同地質(zhì)環(huán)境下鉆探，能對(duì)土層、砂層、礫石層、巖層等進(jìn)行鉆探取芯。

（2）該鉆機(jī)輕便，效率高，更換鉆頭時(shí)，擰開螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)換頭盤，使要更換的帶法蘭鉆頭上方的法蘭與固定法蘭相重合，再擰入螺栓，完成鉆頭的快速更換，避免了在更換鉆頭時(shí)對(duì)人體造成損害，省時(shí)省力，提高了工作效率。

（3）該鉆機(jī)的第一帶法蘭鉆頭的下表面與旋轉(zhuǎn)換頭盤上表面的距離為3厘米，保證第一帶法蘭鉆頭的下表面不會(huì)與旋轉(zhuǎn)換頭盤的上表面相接觸，使第一帶法蘭鉆頭可以跟隨鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可以為螺栓添加螺母留出足夠的空間，此外螺栓的下方螺接有螺母，螺接螺母后固定的更加緊固，防止了螺栓的脫落。

（4）該鉆機(jī)的動(dòng)力頭安裝內(nèi)外管的浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，不僅可以保護(hù)鉆桿絲扣，而且還可以清除巖粉，保證鉆孔內(nèi)部清潔，提高效率。

4 工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)的使用說(shuō)明

工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)，機(jī)身的下表面轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有鉆桿，機(jī)身控制轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)桿的下表面焊接有固定法蘭，固定法蘭的上表面四周均勻開設(shè)有至少四個(gè)螺栓通孔，固定法蘭用來(lái)連接四個(gè)帶法蘭鉆頭，機(jī)身1的下表面固定安裝有連接桿，連接桿的下端與軸承定子相焊接，連接桿用來(lái)連接機(jī)身1和旋轉(zhuǎn)換頭盤，軸承定子的外圍套接有軸承轉(zhuǎn)子，軸承轉(zhuǎn)子的外圍焊接有旋轉(zhuǎn)換頭盤，旋轉(zhuǎn)換頭盤以軸承定子為圓形進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)換頭盤的上表面從左側(cè)開始順時(shí)針依次活動(dòng)插接有第一帶法蘭鉆頭、第二帶法蘭鉆頭、第三帶法蘭鉆頭和第四帶法蘭鉆頭，且第一帶法蘭鉆頭、第二帶法蘭鉆頭、第三帶法蘭鉆頭和第四帶法蘭鉆頭的上表面四周分別均勻開設(shè)有至少四個(gè)帶螺紋通孔，四個(gè)不同種類的帶法蘭鉆頭用于不同地質(zhì)環(huán)境的鉆探，上端帶有的法蘭用來(lái)和固定法蘭相螺接，第一帶法蘭鉆頭的上表面與固定法蘭的下表面相貼合，螺栓通孔和第一帶法蘭鉆頭上表面的帶螺紋通孔的內(nèi)部螺接有螺栓，帶法蘭鉆頭和固定法蘭被四個(gè)螺栓固定在一起，隨著鉆桿的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。

在需要更換鉆頭時(shí)，關(guān)閉機(jī)身電源，等鉆桿停止旋轉(zhuǎn)后把固定法蘭上的螺栓擰下，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)換頭盤，上體選中的帶法蘭鉆頭，使要更換的帶法蘭鉆頭上方的與固定法蘭完全重合，并且在實(shí)際使用中，可以根據(jù)需要來(lái)分別設(shè)置四個(gè)鉆頭的種類和型號(hào)，把螺栓插入到螺栓通孔和帶螺紋通孔中，然后擰緊，為了螺栓固定的更加緊固，在每個(gè)螺栓的下端再旋緊一個(gè)螺母，來(lái)完成鉆頭的快速更換。

5 結(jié)論

該工程地質(zhì)勘探用多鉆頭鉆機(jī)，安裝有旋轉(zhuǎn)換頭盤，旋轉(zhuǎn)換頭盤上配備有四個(gè)不同種類的帶法蘭鉆頭，用于在不同地質(zhì)環(huán)境下鉆探，更換鉆頭時(shí)，擰開螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)換頭盤，使要更換的帶法蘭鉆頭上方的法蘭與固定法蘭相重合，再擰入螺栓，完成鉆頭的快速更換，本裝置安全實(shí)用，避免了在更換鉆頭時(shí)對(duì)人體造成損害，省時(shí)省力，提高了工作效率，滿足了復(fù)雜地區(qū)的鉆探需求，為進(jìn)一步完善和提高工程地質(zhì)勘探多鉆頭鉆機(jī)的性能奠定了基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介

張文（1995-），男，河南焦作人，在讀本科，河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院地質(zhì)工程（卓越）專業(yè)。