阅读说明：本技术 一种旋挖钻头打捞的绳索定位机构、打捞装置及打捞方法 (Rope positioning mechanism, fishing device and fishing method for rotary drilling bit fishing ) 是由 曹燚 其他发明人请求不公开姓名 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种旋挖钻头打捞的绳索定位机构,包括一个伸入到井下的组合拼接式的直筒,直筒的底部内侧固定定位装置；定位装置包括中空圆柱型结构的套筒和对称分布在套筒底部的多个连接块,多个连接块的中间围成一个用于钻头端部通过的圆形定位区域,任意一个连接块的一端均水平设置有外侧开口的轴套滑移腔,另一端开设有销轴安装孔,轴套滑移腔内插接一个可活动伸出的轴套。本发明还公开了一种旋挖钻头的打捞装置以及打捞方法,包括机车和起吊定位机构的立柱,立柱上通过钢缆吊装动力驱动平台。此打捞装置能代替水鬼完成和井下钻头自动连接的工作,避免人员死亡。(The invention discloses a rope positioning mechanism for fishing a rotary drilling bit, which comprises a combined spliced straight cylinder extending into the underground, wherein a positioning device is fixed on the inner side of the bottom of the straight cylinder; the positioning device comprises a sleeve with a hollow cylindrical structure and a plurality of connecting blocks which are symmetrically distributed at the bottom of the sleeve, the middle of each connecting block is surrounded into a circular positioning area for the end part of a drill bit to pass through, one end of any connecting block is horizontally provided with an outside open shaft sleeve sliding cavity, the other end of any connecting block is provided with a pin shaft mounting hole, and a movable extending shaft sleeve is inserted into the shaft sleeve sliding cavity. The invention also discloses a fishing device and a fishing method of the rotary drilling bit, the fishing device comprises a locomotive and an upright post of the hoisting positioning mechanism, and the power driving platform is hoisted on the upright post through a steel cable. The fishing device can replace water ghost to finish the work of automatic connection with the underground drill bit, and the death of personnel is avoided.)

一种旋挖钻头打捞的绳索定位机构、打捞装置及打捞方法

技术领域

本发明涉及工程机械设备技术领域，具体为一种旋挖钻头打捞的绳索定位机构、打捞装置及打捞方法。

背景技术

随着铁路及公路建设要求越来越高，桥梁在铁路及公路建设中所占的比重越来越大，各种桥梁的建设速度也越来越快。在桥梁桩基础施工中采用打桩机钻头施工非常普遍，旋挖钻是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工工艺，广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程。随之而来的就是在施工过程中因为机械或人为等原因，钻机卡钻事故经常发生。而常规的处理办法是雇佣潜水员潜到钻头掉落的位置进行人工穿挂钢丝绳将钻头捞回。而这种办法的不足在于工期长，危险性高，人工打捞需要潜入泥浆中几十米，工作人员是冒着生命危险的，死亡率非常高，即使完成任务也容易留下后遗症。

为此我们提出一种旋挖钻头打捞的绳索定位机构、打捞装置及打捞方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋挖钻头打捞的绳索定位机构、打捞装置及打捞方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种旋挖钻头打捞的绳索定位机构，包括一个伸入到井下的组合拼接式的直筒，

所述直筒的底部内侧固定定位装置；

所述定位装置包括中空圆柱型结构的套筒和对称分布在套筒底部的多个连接块，多个所述连接块的中间围成一个用于钻头端部通过的圆形定位区域，相邻两个连接块之间具有空隙，空隙顶部安装一个弧形限位块；

任意一个连接块的一端均水平设置有外侧开口的轴套滑移腔，另一端开设有销轴安装孔，所述轴套滑移腔内插接一个可活动伸出的轴套，所述轴套外端部穿出所述开口并向着相邻的另一个连接块方向延伸，所述轴套与另一个连接块侧面上的销轴安装槽对应，所述销轴安装槽内安装有固定板；

位于轴套滑移腔内部的轴套上分别固定连接内活塞块和外活塞块，所述内活塞块和外活塞块与轴套滑移腔内部滑动配合，所述轴套滑移腔的两侧顶部分别连通第一输出液压管和第二输出液压管；

第一输出液压管和第二输出液压管内分别交替地向轴套滑移腔注入液压油，并推动轴套在轴套滑移腔内滑动；

所述套筒的内部还安装多个绳索，所述绳索的外端部固定连接销轴，所述销轴穿过固定板并活动卡接在轴套上。

优选的，所述直筒由多个护筒同轴拼接构成，相邻两个护筒之间通过法兰固定连接，所述套筒通过螺栓与位于下端的护筒底部固定连接。

优选的，所述套筒外侧固定套接一个安装环，所述安装环上中心对称安装多个扶正轮，所述扶正轮与井壁接触，其滚动方向平行于套筒的轴线。

优选的，所述套筒的顶部安装多个吊架，所述吊架上转动安装转轴，所述转轴上固定缠绕有绳索，且转轴的端部设有把手，所述绳索的数量与连接块的数量一致。

优选的，所述绳索外端部的销轴上对称内凹设置多个凹槽，所述凹槽内滑动卡接限位块，所述限位块与凹槽底部通过弹簧固定连接，限位块的外端为斜面结构，所述斜面朝向销轴的末端；

与销轴对应的固定板上设有销孔，所述销轴卡接穿过所述销孔。

优选的，所述轴套的外端部设有中空圆柱型的限位销套，所述限位销套上开设有与销轴直径一致的销口，且限位销套侧壁上设有用于限位块伸出的通槽。

优选的，任意一个销轴滑移腔上均连通一个第一输出液压管和一个第二输出液压管，所有的第一输出液压管向护筒上方延伸，并同时连通在第一管道接头的底部，所述第一管道接头的顶部连通第一液压管；所有的第二输出液压管同样向护筒上方延伸，并同时连通在第二管道接头的底部，所述第二管道接头的顶部连通第二液压管，所述第一管道接头和第二管道接头同轴安装在护筒顶部。

优选的，所述第一液压管和第二液压管分别连接电磁换向阀的两个输出端，所述电磁换向阀的输入端连通液压泵，所述液压泵的输入端连通装有液压油的液压箱。

一种旋挖钻头的打捞装置，包括机车和起吊所述定位机构的立柱，所述立柱的底部铰接安装在机车上的安装平台外端；所述立柱中部铰接斜支撑液压缸的一端，所述斜支撑液压缸的另一端铰接安装在机车的安装平台上；

所述立柱的顶部固定安装水平设置的水平吊架，所述水平吊架的一端安装顶部滑轮，另一端设有曳引机构，所述钢缆一端穿过所述顶部滑轮、曳引机构，并固定连接配重滑轮组，钢缆另一端固定连接在所述动力驱动平台顶部的滑轮上。

所述立柱上通过钢缆吊装动力驱动平台，所述动力驱动平台包括底部设有开口的圆柱平台，所述圆柱平台的一侧固定设有滑爪，所述滑爪呈抱瓦式卡接在立柱表面的导向滑轨上；

所述圆柱平台底部固定连接外齿回转支承的内圈，所述外齿回转支承的外圈通过螺栓与直筒顶部固接，且圆柱平台上向外延伸出安装板，所述安装板上转动安装一个通过电机驱动的齿轮，所述齿轮与外齿回转支承外圈啮合。

一种旋挖钻头的打捞方法，采用上述打捞装置，具体步骤如下：

S1：控制斜支撑液压缸为立柱的位置微调，使得直筒位于钻井的上方，将绳索从转轴上拉出，并将其末端的销轴穿过固定板上的销孔，并卡接在固定板外端面上；

S2：通过常规的曳引机构下放钢缆，使得直筒进入到钻井内；

S3：当直筒下放到遇阻时，通过动力驱动平台带动直筒在井内以不超过90°的角度正反方向的小幅度转动，直到直筒下放到最底端，套接在钻头的端部，使得两个连接块之间的间隙位于钻头的耳板上；

S4：启动液压泵向第一液压管内注入液压油，并通过第一管道接头均匀分散到各个第一输出液压管内，推动套轴向外伸出，在伸出过程中套轴的外端穿过钻头上的耳板孔，使得套轴端部的销套套接在销轴上；

S5：随后，通过电磁换向阀向第二液压管内注油，使套轴收缩到销轴滑移腔内，由此将绳索穿过钻头的耳板孔，完成绳索定位机构与钻头的固定；

S6：通过曳引机构拉起钢缆，将直筒连同固定好的钻头拉出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、此打捞装置能代替水鬼完成和井下钻头自动连接的工作，避免人员死亡。

2、定位装置固定安装在动力驱动平台下方，不易晃动，设备的立柱可以前后微调尺寸，便于定位装置对准钻头的耳板孔，动力驱动平台正反30-180°旋转，避免输出液压管缠绕在一起，护筒之间可以拼接，便于运输。

3、定位装置的套筒外侧设置扶正轮，便于打捞装置进入钻井，同时防止护筒偏心，便于打捞装置对准钻头轴线。

4、弧形限位块表面设置成弧面，其与钻头耳板之间通过线接触不会存留泥浆。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主视图；

图3为本发明图2中局部剖视图；

图4为本发明液压系统示意图；

图5为本发明动力驱动平台示意图；

图6为本发明中直筒和定位装置结构示意图；

图7为本发明中直筒和定位装置剖视图；

图8为本发明图7中绳索定位机构部分局部放大图；

图9为本发明图8中A处放大图；

图10为本发明图8中B处放大图；

图11为本发明中定位装置结构示意图；

图12为本发明中连接块组合剖视图；

图13为本发明中连接块示意图；

图14为本发明中绳索结构示意图；

图15为本发明中销轴结构示意图。

图中：1机车、101液压箱、102液压泵、103电磁换向阀、104第一液压管、105第二液压管、2立柱、201斜支撑液压缸、202水平吊架、203顶部滑轮组、204配重滑轮组、205钢缆、206导向滑轨、3动力驱动平台、301滑爪、302滑轮、31圆柱平台、3101安装板、32外齿回转支承、33齿轮、34电机、35第一管道接头、36第二管道接头、4直筒、41护筒、51第一输出液压管、52第二输出液压管、6定位装置、61套筒、6101安装环、6102扶正轮、6103吊架、62连接块、6201轴套滑移腔、6202销轴安装槽、6203固定板、6203a销孔、63弧形限位块、6301接触开关、64轴套、6401内活塞块、6402外活塞块、6403限位销套、6403a销口、6403b通槽、65绳索、6501销轴、6502限位块、6503弹簧、7钻头、701耳板孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-15，本发明提供一种技术方案：一种旋挖钻头打捞的绳索定位机构，包括一个伸入到井下的组合拼接式的直筒4，如图6-7所示，直筒4由多个护筒41同轴拼接构成，相邻两个护筒41之间通过法兰固定连接，套筒61通过螺栓与位于下端的护筒41底部固定连接。通过该拼接式的直筒结构可以根据不同钻井或者桩孔的深度调节护筒41的数量，使得直筒4底部均能下降到钻井中钻头断开的位置。

直筒4的底部内侧固定定位装置6，定位装置6包括中空圆柱型结构的套筒61和对称分布在套筒61底部的四个连接块62，四个连接块62的中间围成一个用于钻头7端部通过的圆形定位区域，相邻两个连接块62之间具有空隙，空隙顶部安装一个弧形限位块63；弧形限位块63表面设置成半圆柱的圆弧面，其与钻头7上的四个耳板之间通过线接触不会存留泥浆，定位装置6在于钻头7上耳板对准时，由于采用了四个连接块62，因此只需要将定位装置6以不超过90°的幅度转动便可以使得耳板能够与两个连接块62之间的空隙对准，具体的转动角度根据实际中钻头上耳板数量决定，通常钻头的耳板为3、4、6，分别对应的转动角度可以是120°、90°、60°。

为了便于直筒在钻井中下降，在套筒61外侧固定套接一个安装环6101，安装环6101上中心对称安装多个扶正轮6102，扶正轮6102与井壁接触，其滚动方向平行于套筒61的轴线，在直筒下降的过程中，多个扶正轮402可以起到辅助定位的作用，直到相邻两个连接块62之间的空隙卡在钻头7的耳板上，弧形限位块63上设有接触开关6301，当弧形限位块63与钻头7上的耳板接触时，说明直筒4已经下放到指定位置，并且套筒61正好套在钻头7上，由此分别前后启动液压泵102，分别向第一输出液压管51和第二输出液压管52内输入液压油。

请参阅图11-13，任意一个连接块62的一端均水平设置有外侧开口的轴套滑移腔6201，另一端开设有销轴安装孔6202，轴套滑移腔6201内插接一个可活动伸出的轴套64，轴套64外端部穿出开口并向着相邻的另一个连接块62方向延伸，轴套64与另一个连接块62侧面上的销轴安装槽6202对应，销轴安装槽6202内安装有固定板6203；

位于轴套滑移腔6201内部的轴套64上分别固定连接内活塞块6401和外活塞块6402，内活塞块6401和外活塞块6402与轴套滑移腔6201内部滑动配合，轴套滑移腔6201的两侧顶部分别连通第一输出液压管51和第二输出液压管52；

第一输出液压管51和第二输出液压管52内分别交替地向轴套滑移腔6201注入液压油，并推动轴套64在轴套滑移腔6201内滑动；

套筒61的内部还安装多个绳索65，绳索65的外端部固定连接销轴6501，销轴6501穿过固定板6203并活动卡接在轴套64上。

套筒61的顶部安装多个吊架6103，吊架6103上转动安装转轴，转轴上固定缠绕有绳索65，且转轴的端部设有把手6103a，绳索65的数量与连接块62的数量一致，在定位装置6不需要使用时可以将绳索65缠绕在转轴上。

绳索65外端部的销轴6501上对称内凹设置多个凹槽，凹槽内滑动卡接限位块6502，限位块6502与凹槽底部通过弹簧6503固定连接，限位块6502的外端为斜面结构，斜面朝向销轴6501的末端；

与销轴6501对应的固定板6203上设有销孔6203a，销轴6501卡接穿过销孔6203a。

轴套64的外端部设有中空圆柱型的限位销套6403，限位销套6403上开设有与销轴6501直径一致的销口6403a，且限位销套6403侧壁上设有用于限位块6502伸出的通槽6403b，当限位销套6403套在销轴6501上时，限位块6502从通槽6403b内伸出，拆卸销轴6501时按压限位块6502即可。

请参阅图1-8，任意一个销轴滑移腔6201上均连通一个第一输出液压管51和一个第二输出液压管52，所有的第一输出液压管51向护筒41上方延伸，并同时连通在第一管道接头35的底部，第一管道接头35的顶部连通第一液压管104；所有的第二输出液压管52同样向护筒41上方延伸，并同时连通在第二管道接头36的底部，第二管道接头36的顶部连通第二液压管105，第一管道接头35和第二管道接头36同轴安装在护筒41顶部。在护筒41的内壁沿着液压管延伸的方向分布有多个环形圈，环形圈的口径大于第一输出液压管51和第二输出液压管52的直径，第一输出液压管51和第二输出液压管52穿过与之对应的环形圈向护筒41顶部延伸，第一输出液压管51和第二输出液压管52的长度稍大于整个直筒4的长度，使得直筒4在左右90°范围内转动时，第一输出液压管51和第二输出液压管52不会在直筒4内发生缠绕。

第一管道接头35和第二管道接头36固定吊装在动力驱动平台3内顶部，在直筒4转动时，第一管道接头35和第二管道接头36不会跟随转动，因此第一输出液压管51和第二输出液压管52的长度会稍长于直筒4的长度，使得直筒4小幅度转动时，第一输出液压管51和第二输出液压管52具有足够的长度保持与第一管道接头35和第二管道接头36连通。

第一液压管104和第二液压管105分别连接电磁换向阀103的两个输出端，电磁换向阀103的输入端连通液压泵102，液压泵102的输入端连通装有液压油的液压箱101。

请参阅图1-2，本发明还提供一种旋挖钻头的打捞装置，包括机车1和起吊定位机构的立柱2，立柱2的底部铰接安装在机车1上的安装平台外端；立柱2中部铰接斜支撑液压缸201的一端，斜支撑液压缸201的另一端铰接安装在机车1的安装平台上；

立柱2的顶部固定安装水平设置的水平吊架202，水平吊架202的一端安装顶部滑轮203，另一端设有曳引机构，钢缆205一端穿过顶部滑轮203、曳引机构，并固定连接配重滑轮组204，钢缆205另一端固定连接在动力驱动平台3顶部的滑轮302上。

立柱2上通过钢缆吊装动力驱动平台3，动力驱动平台3包括底部设有开口的圆柱平台31，圆柱平台31的一侧固定设有滑爪301，滑爪301呈抱瓦式卡接在立柱2表面的导向滑轨206上；

圆柱平台31底部固定连接外齿回转支承32的内圈，外齿回转支承32的外圈通过螺栓与直筒顶部固接，且圆柱平台31上向外延伸出安装板3101，安装板3101上转动安装一个通过电机34驱动的齿轮33，齿轮33与外齿回转支承32外圈啮合。

一种旋挖钻头的打捞方法，采用上述打捞装置，具体步骤如下：

S1：控制斜支撑液压缸201为立柱2的位置微调，使得直筒4位于钻井的上方，将绳索65从转轴上拉出，并将其末端的销轴6501穿过固定板6203上的销孔6203a，并卡接在固定板6203外端面上；

S2：通过常规的曳引机构下放钢缆205，使得直筒4进入到钻井内；

S3：当直筒4下放到遇阻时，通过动力驱动平台3带动直筒在井内以不超过90°的角度正反方向的小幅度转动，直到直筒下放到最底端，套接在钻头的端部，使得两个连接块62之间的间隙位于钻头7的耳板上；

S4：启动液压泵102向第一液压管104内注入液压油，并通过第一管道接头35均匀分散到各个第一输出液压管51内，推动套轴64向外伸出，在伸出过程中套轴64的外端穿过钻头7上的耳板孔701，使得套轴64端部的销套6403套接在销轴6501上；

S5：随后，通过电磁换向阀103向第二液压管105内注油，使套轴64收缩到销轴滑移腔602内，由此将绳索65穿过钻头7的耳板孔701，完成绳索定位机构与钻头7的固定；

S6：通过曳引机构拉起钢缆205，将直筒4连同固定好的钻头7拉出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。