阅读说明：本技术 一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统 (Soil layer peristaltic self-balancing static pressure feeding pore-forming system ) 是由 高科 李旭 李治文 赵安平 于 2020-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统,属于岩土工程施工领域,包括双静压钻头交替伸缩破泥成孔机构、蠕动式自加压给进机构、高频低幅旋振发生机构、探头仓及探头仓开合机构；本发明采用仿生自平衡自适应原理通过双静压钻头交替伸缩破泥成孔机构联合蠕动式自加压给进机构自动完成向下静压给进；采用双钻头交替伸缩方式能够将总的给进力集中施加在内钻头或外钻头上,更有利于静压快速结进；通过高频低幅旋振发生机构产生的高频低幅振动并作用在钻头上,这有利于整套钻具顺利破泥进尺；具有简单、快速、高效、节能和低成本的优点。(The invention discloses a soil layer peristaltic self-balancing static pressure feeding pore-forming system, which belongs to the field of geotechnical engineering construction and comprises a double static pressure drill bit alternative telescopic mud breaking pore-forming mechanism, a peristaltic self-pressurizing feeding mechanism, a high-frequency low-amplitude rotary vibration generating mechanism, a probe bin and a probe bin opening and closing mechanism; the invention adopts the bionic self-balancing self-adaptive principle to automatically complete downward static pressure feeding by combining a double static pressure drill bit alternate telescopic mud breaking and hole forming mechanism with a peristaltic self-pressurizing feeding mechanism; the total feeding force can be intensively applied to the inner drill bit or the outer drill bit by adopting a double-drill-bit alternative telescopic mode, so that the static pressure rapid feeding is facilitated; the high-frequency low-amplitude vibration generated by the high-frequency low-amplitude rotary vibration generating mechanism acts on the drill bit, so that the complete set of drilling tool can smoothly break mud and enter the ruler; has the advantages of simplicity, rapidness, high efficiency, energy conservation and low cost.)

一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统

技术领域

本发明属于岩土工程施工领域，具体涉及一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统。

背景技术

土层钻孔容易，但是成孔难，尤其是在水下土泥层更是如此。钻头的回转钻进往往对孔壁的扰动较大，容易引发孔塌。而且，含水量低的地层流动性较差。随着人类对地下空间的开发与利用，地下成孔技术也在不断发展。但现有的成孔技术大多是通过钻机等大型的机械设备，使用钻头及钻杆钻进成孔，随着孔深增加，需要不断连接钻杆。这种方法的缺点是运输困难，特别是一些偏远地区，占地面积大，成本高，噪声大，对土体扰动大等等。

发明内容

针对现有地下成孔技术存在的占地面积大、运输困难、成本高、噪声大及对土体扰动大等问题，本发明的目的是提供了一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统，该系统运用仿生自平衡自适应原理，模仿蚯蚓在土壤中蠕动式穿行动作进行成孔，具有高效、节能、低成本和对土体扰动少的优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统，其特征在于，包括：双静压钻头交替伸缩破泥成孔机构、蠕动式自加压给进机构、高频低幅旋振发生机构、探头仓及探头仓开合机构；

所述双静压钻头交替伸缩破泥成孔机构包括第二内钻头、第二外钻头、第二密封滑环、第二钻头电动伸缩推杆和第二钻头推杆支撑外壳，第二内钻头和第二外钻头形成第二钻头，第二内钻头为圆柱形和圆锥形的组合体，圆柱形位于圆锥形上方，并在圆柱形的外表面上沿轴向设置有凸起的限位连接键，第二内钻头的顶部与第二钻头电动伸缩推杆的推杆端通过销相连；第二钻头推杆支撑外壳套设在第二钻头电动伸缩推杆外部并与第二钻头电动伸缩推杆的电机端连接，第二钻头推杆支撑外壳的上方通过探头外壳进行限位，下方与高频低幅旋振发生机构相连；第二钻头电动伸缩推杆与地面控制端电联接，第二钻头电动伸缩推杆的推杆端能够伸出或缩回第二钻头推杆支撑外壳内部，第二钻头电动伸缩推杆的推杆端伸出时，第二内钻头超前于第二外钻头设置，第二钻头电动伸缩推杆的推杆端缩回时，第二内钻头位于第二外钻头内部；第二外钻头为中空圆柱形和中空倒置圆台形的组合体，中空圆柱形位于中空倒置圆台形上方，中空圆柱形的内壁上设置有与所述限位连接键配合滑动连接的限位连接槽，中空倒置圆台形上开设有供第二内钻头穿过的镂空结构，第二密封滑环设置在第二内钻头和第二外钻头之间；

所述蠕动式自加压给进机构包括增阻机构、给进电动伸缩推杆、给进推杆支撑外壳和推进接头，增阻机构的数量为两个，两个增阻机构一上一下设置，位于上方的增阻机构称为上增阻机构，位于下方的增阻机构称为下增阻机构，两个增阻机构均由增阻弹性保护套、增阻限位块、增阻调节件、增阻支撑外壳、增阻电动伸缩推杆及增阻推杆支撑外壳构成，增阻限位块的数量至少两个，至少两个增阻限位块等间隔均匀设置在增阻调节件的外壁上，增阻限位块朝向增阻调节件的一侧设置有楔形块；增阻调节件的上部为直径上小下大的圆台形结构，增阻调节件朝向增阻限位块的一侧设置有与所述楔形块楔形配合的楔形槽，增阻调节件的底部与增阻电动伸缩推杆的推杆端通过销连接，增阻电动伸缩推杆与地面控制端电联接，增阻电动伸缩推杆的推杆端向上推出时，推动增阻调节件向上移动，增阻限位块产生径向位移；增阻推杆支撑外壳套设在增阻电动伸缩推杆的外部并与增阻电动伸缩推杆的电机端固定连接，增阻电动伸缩推杆的推杆端能够伸出或缩回增阻推杆支撑外壳内部，增阻推杆支撑外壳的上部与增阻支撑外壳相连，下部与给进推杆支撑外壳相连；增阻支撑外壳上开设有数量与增阻限位块数量相同且一一对应的限位槽，用于防止增阻限位块产生轴向移动；增阻限位块的外部包裹有增阻弹性保护套；增阻弹性保护套的内表面设置有与增阻限位块数量相同且一一对应的凹槽，增阻弹性保护套随着增阻限位块的径向移动而扩张或收缩；给进电动伸缩推杆与地面控制端电联接，数量为两个，一个给进电动伸缩推杆设置在两个增阻机构之间，称为第一给进电动伸缩推杆，另一个给进电动伸缩推杆设置在下增阻机构与第二钻头之间，称为第二给进电动伸缩推杆，且第一给进电动伸缩推杆的行程和运动速度均为第二给进电动伸缩推杆的行程和运动速度的二倍；第一给进电动伸缩推杆的上方与上增阻机构中的增阻电动伸缩推杆固定连接，第二给进电动伸缩推杆的上方与下增阻机构中的增阻电动伸缩推杆固定连接，第一给进电动伸缩推杆和第二给进电动伸缩推杆的下方分别与各自对应的推进接头相连，其中，与第一给进电动伸缩推杆连接的推进接头称为第一推进接头，与第二给进电动伸缩推杆连接的推进接头称为第二推进接头，第一推进接头与下增阻机构中的增阻支撑外壳相连，第二推进接头与探头推杆支撑外壳相连；给进推杆支撑外壳的上方与增阻推杆支撑外壳连接并与之一同移动，给进推杆支撑外壳套设在两个给进电动伸缩推杆及两个推进接头外部；给进电动伸缩推杆伸出时，推进接头外露于给进推杆支撑外壳，给进电动伸缩推杆收回时，推进接头位于给进推杆支撑外壳内；

所述探头仓包括探头外壳，探头外壳为中空结构，探头外壳的侧壁上开设有进气孔，内部设置有探测器；

所述探头仓开合机构包括探头推杆支撑外壳和探头电动伸缩推杆，探头电动伸缩推杆与地面控制端电联接，探头电动伸缩推杆位于探头外壳上方，二者通过销进行连接，在静压钻进过程中，探头电动伸缩推杆处于收回状态，探头电动伸缩推杆和探头外壳位于探头推杆支撑外壳内部，此时探头仓开合机构对应关闭状态；在地层气体探测过程中，探头电动伸缩推杆处于伸出状态，探头外壳露于探头推杆支撑外壳外部，设置在探头外壳内部的探测器执行探测动作，此时探头仓开合机构对应打开状态；

所述高频低幅旋振发生机构包括旋振电机接头、旋振电机、推力轴承、起振元件接头、起振元件、辅振滚柱、辅振传振柱、辅振支撑外壳、辅振元件及第一密封滑环，旋振电机为空心轴电机，旋振电机与地面控制端电联接，旋振电机的上方通过旋振电机接头与第二钻头推杆支撑外壳相连，旋振电机的输出轴上连接有起振元件接头；起振元件接头内设置有起振元件；推力轴承安装在起振元件上；起振元件的底部呈波浪形结构；辅振元件为顶部敞口的半封闭式壳体结构，辅振元件的上表面设置有四个支撑脚，每个支撑脚的顶部两侧均为斜面，每个斜面对应一个与其配合的辅振传振柱，且辅振传振柱的斜面部与支撑脚的斜面滑动配合，辅振传振柱为四棱柱和直角三棱柱的组合体，直角三棱柱固定在四棱柱的侧面上部，四棱柱和直角三棱柱的顶面平齐；每个辅振传振柱的上方嵌设有一个辅振滚柱；所述辅振滚柱远离辅振传振柱的一侧的形状与起振元件的底部波浪形结构的波纹形状契合，位于同一支撑脚两侧的两个辅振滚柱交替与起振元件的底部呈波浪形结构接触；辅振支撑外壳套设在辅振传振柱及支撑脚外部，辅振支撑外壳的上部与起振元件接头连接，辅振支撑外壳的下部与第二外钻头连接；第一密封滑环设置在辅振支撑外壳和第二外钻头之间。

进一步，所述增阻弹性保护套的外表面设置为凸凹不平的结构。

优选地，所述增阻弹性保护套为橡胶套。

优选地，所述增阻限位块的数量为三个。

所述的土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统还包括第一内钻头，第一外钻头、第一钻头推杆支撑外壳及第一钻头电动伸缩推杆，第一内钻头和第一外钻头连接形成第一钻头，第一内钻头为圆柱形和圆锥形的组合体，圆柱形位于圆锥形下方，并沿圆柱形的轴向设置有限位连接键，第一内钻头的底部与第一钻头电动伸缩推杆的推杆端通过销相连；第一外钻头为中空圆柱形和中空倒置圆台形的组合体，中空圆柱形位于中空倒置圆台形的下方，中空圆柱形的内壁上设置有与所述限位连接键配合滑动连接的限位连接槽，中空倒置圆台形上开设有供第一内钻头穿过的镂空结构；第一钻头推杆支撑外壳与上增阻机构中的增阻支撑外壳相连，第一钻头推杆支撑外壳套设在第一钻头电动伸缩推杆外部并与第一钻头电动伸缩推杆的电机端连接；第一钻头电动伸缩推杆与地面控制端电联接，第一钻头电动伸缩推杆的推杆端能够伸出或缩回第一钻头推杆支撑外壳内部，第一钻头电动伸缩推杆的推杆端伸出时，第一内钻头超前于第一外钻头设置，第一钻头电动伸缩推杆的推杆端缩回时，第一内钻头位于第一外钻头内部。

进一步，在第二内钻头圆柱形的外表面上沿周向设置有用于容置第二密封滑环的密封滑环槽，所述第二密封滑环安装在所述密封滑环内。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提供了一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统，包括双静压钻头交替伸缩破泥成孔机构、蠕动式自加压给进机构、高频低幅旋振发生机构、探头仓及探头仓开合机构，采用仿生自平衡自适应原理通过双静压钻头交替伸缩破泥成孔机构联合蠕动式自加压给进机构自动完成向下静压给进；采用双钻头交替伸缩方式能够将总的给进力集中施加在内钻头或外钻头上，更有利于静压快速结进；通过高频低幅旋振发生机构产生的高频低幅振动并作用在钻头上，这有利于整套钻具顺利破泥进尺；具有简单、快速、高效、节能和低成本的优点。

本发明的进一步有意效果为：可以进行地下浅层气体探测，为满足探测需要，当到达预计深度或设计深度区间后，通过预先设置在探头仓内部的探测器在探头仓开合机构的控制下伸出开始检测气体，有效实现了浅层气体的查明和赋存及分布规律的勘测。

附图说明

此处的附图说明用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明申请的一部分，本发明示意性实施例及其说明用于理解本发明，并不构成本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例中土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统的整体外观示意图。

图2为本发明实施例中土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统的整体内部结构示意图。

图3为本发明实施例中土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统的上半部分剖面示意图。

图4为本发明实施例中土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统的下半部分剖面示意图。

图5为土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统的局部放大图。

图6为增阻机构的整体结构示意图。

图7为增阻机构的局部图。

图8为增阻机构的内部结构示意图。

图中各标记如下：1-第一外钻头；2-第一内钻头；3-第一钻头推杆支撑外壳；4-第一钻头电动伸缩推杆；5-增阻弹性保护套；6-增阻限位块；7-增阻调节件；8-增阻支撑外壳；9-增阻电动伸缩推杆；10-增阻推杆支撑外壳；11-给进推杆支撑外壳；12-给进电动伸缩推杆；13-推进接头；14-探头推杆支撑外壳；15-探头电动伸缩推杆；16-探头外壳；17-第二钻头推杆支撑外壳；18-第二钻头电动伸缩推杆；19-旋振电机接头；20-旋振电机；21-起振元件接头；22-起振元件；23-辅振支撑外壳；24-第一密封滑环；25-第二外钻头；26-第二密封滑环；27-第二内钻头；28-推力轴承；29-辅振滚柱；30-辅振传振柱；31-辅振元件。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有进行详尽的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，限定有“第一”、“第二”的特征并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7及图8所示，一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统，包括双静压钻头交替伸缩破泥成孔机构、蠕动式自加压给进机构、高频低幅旋振发生机构、探头仓及探头仓开合机构。

所述双静压钻头交替伸缩破泥成孔机构包括第二内钻头27、第二外钻头25、第二密封滑环26、第二钻头电动伸缩推杆18和第二钻头推杆支撑外壳17，第二内钻头27和第二外钻头25形成第二钻头，第二内钻头27为圆柱形和圆锥形的组合体，圆柱形位于圆锥形上方，在圆柱形的外表面上沿周向设置有用于容置第二密封滑环26的密封滑环槽，第二密封滑环26安装在所述密封滑环槽内，在圆柱形的外表面上沿轴向设置有凸起的限位连接键便于第二内钻头27在第二外钻头25中移动，第二内钻头27的顶部与第二钻头电动伸缩推杆18的推杆端通过销相连；第二钻头推杆支撑外壳17套设在第二钻头电动伸缩推杆18外部并与第二钻头电动伸缩推杆18的电机端连接，第二钻头推杆支撑外壳17的上方通过探头外壳16进行限位，下方与高频低幅旋振发生机构相连；第二钻头电动伸缩推杆18与地面控制端电联接，第二钻头电动伸缩推杆18的推杆端能够伸出或缩回第二钻头推杆支撑外壳17内部；第二外钻头25为中空圆柱形和中空倒置圆台形的组合体，中空圆柱形位于中空倒置圆台形上方，中空圆柱形的内壁上设置有与所述限位连接键配合滑动连接的限位连接槽，中空倒置圆台形上开设有供第二内钻头27穿过的镂空结构，在静压钻进过程中，第二钻头电动伸缩推杆18的推杆端伸出，第二内钻头27就会先于第二外钻头25一步向下压入土中，压入土中后第二内钻头27保持静止，随着蠕动式自加压给进机构启动，第二外钻头25在第二钻头推杆支撑外壳17和高频低幅旋振发生机构的推动作用下会跟着向下压入土中，同时由于第二钻头推杆支撑外壳17的下移，第二钻头电动伸缩推杆18的推杆端回收至第二钻头推杆支撑外壳17内部，完成一次交替钻进。交替钻进的优点是将总的给进力集中施加在第二内钻头27或第二外钻头25上，提高其钻进泥层的效率。第二密封滑环26用于保证第二内钻头27和第二外钻头25交替伸出缩回时的密封性。

所述蠕动式自加压给进机构包括增阻机构、给进电动伸缩推杆12、给进推杆支撑外壳11和推进接头13，增阻机构的数量为两个，两个增阻机构一上一下设置，目的是模仿蚯蚓的运动过程，一个增阻机构与土体固定同时另一个增阻机构撤阻，整个系统向下钻进。在本发明的描述中，为了以示区别，将两个增阻机构分别以上增阻机构和下增阻机构命名，位于上方的增阻机构称为上增阻机构，位于下方的增阻机构称为下增阻机构，两个增阻机构均由增阻弹性保护套5、增阻限位块6、增阻调节件7、增阻支撑外壳8、增阻电动伸缩推杆9及增阻推杆支撑外壳10构成，增阻限位块6的数量至少两个，至少两个增阻限位块6等间隔均匀设置在增阻调节件7的外壁上，增阻限位块6朝向增阻调节件7的一侧设置有楔形块，增阻调节件7的上部为直径上小下大的圆台形结构，增阻调节件7朝向增阻限位块6的一侧设置有与所述楔形块楔形配合的楔形槽，由于结构限制，同时考虑到摩擦力大小，增阻限位块6的数量优选为三个，增阻调节件7的底部与增阻电动伸缩推杆9的推杆端通过销连接，增阻电动伸缩推杆9与地面控制端电联接；增阻电动伸缩推杆9的推杆端向上推出，推动增阻调节件7向上移动，通过增阻限位块6与增阻调节件7楔形配合使得增阻限位块6产生径向位移；增阻推杆支撑外壳10套设在增阻电动伸缩推杆9的外部并与增阻电动伸缩推杆9的电机端固定连接，增阻电动伸缩推杆9的推杆端能够伸出或缩回增阻推杆支撑外壳10内部，增阻推杆支撑外壳10的上部与增阻支撑外壳8相连，下部与给进推杆支撑外壳11相连，增阻推杆支撑外壳10、增阻支撑外壳8和给进推杆支撑外壳11共同上下移动；增阻支撑外壳8上开设有数量与增阻限位块6数量相同且一一对应的限位槽，用于防止增阻限位块6产生轴向移动，在增阻调节件7、增阻支撑外壳8和增阻电动伸缩推杆9相互配合作用下增阻限位块6沿径向向外移动，靠增阻弹性保护套5的弹力作用增阻限位块6沿径向向内移动。增阻限位块6的外部包裹有使用弹性材料制成的增阻弹性保护套5，优选地，增阻弹性保护套5为橡胶套，增阻弹性保护套5的内表面设置有与增阻限位块6数量相同且一一对应的凹槽，可以与增阻限位块6配合，增阻弹性保护套5会随着增阻限位块6沿径向移动而扩张或收缩，增阻弹性保护套5的外表面为增阻结构设计，如增加凹凸不平的花纹，用于增加增阻弹性保护套5与土体之间的摩擦力。给进电动伸缩推杆12与地面控制端电联接，数量为两个，一个给进电动伸缩推杆12设置在两个增阻机构之间，称为第一给进电动伸缩推杆，另一个给进电动伸缩推杆12设置在下增阻机构与第二钻头之间，称为第二给进电动伸缩推杆，且第一给进电动伸缩推杆的行程和运动速度均为第二给进电动伸缩推杆的行程和运动速度的二倍。第一给进电动伸缩推杆的上方与上增阻机构中的增阻电动伸缩推杆9固定连接，第二给进电动伸缩推杆的上方与下增阻机构中的增阻电动伸缩推杆9固定连接，第一给进电动伸缩推杆和第二给进电动伸缩推杆的下方分别与各自对应的推进接头13相连，起到传递力的作用，在本发明的描述中，为了以示区别，将两个推进接头13分别以第一推进接头和第二推进接头命名，与第一给进电动伸缩推杆连接的推进接头13称为第一推进接头，与第二给进电动伸缩推杆连接的推进接头13称为第二推进接头，第一推进接头与下增阻机构中的增阻支撑外壳8相连，第二推进接头与探头推杆支撑外壳14相连；给进推杆支撑外壳11套设在两个给进电动伸缩推杆12及两个推进接头13外部，当给进电动伸缩推杆12伸出时会推动推进接头13从给进推杆支撑外壳11中伸出，并且推进接头13推动其下方零部件移动；给进电动伸缩推杆12收回时，推进接头13会进入给进推杆支撑外壳11；给进推杆支撑外壳11上方与增阻推杆支撑外壳10连接并与之一同移动。

工作时，首先上增阻机构中的增阻电动伸缩推杆9伸出，推动增阻调节件7上移，在楔面和增阻支撑外壳8的共同作用下，增阻限位块6会产生径向移动，此时增阻弹性保护套5就会扩张，增阻弹性保护套5的增阻外表面会与孔壁产生很大的摩擦力，阻止系统上移，同时第一给进电动伸缩推杆伸出，推动整个系统下移钻进，此时第二给进电动伸缩推杆处于伸出状态，由于第一给进电动伸缩推杆行程和运动速度均为第二给进电动伸缩推杆行程和运动速度的二倍，所以系统下移钻进的同时第二给进电动伸缩推杆会收回。接下来上增阻机构撤阻，增阻弹性保护套5会在撤阻时向内挤压增阻限位块6，增阻调节件7和增阻电动伸缩推杆9下移，同时下增阻机构开始增阻，然后第一给进电动伸缩推杆收回，第二给进电动伸缩推杆伸出，系统向下钻进。如此循环之下，系统就能以恒定的速度向下钻进。

任意一个增阻机构增阻时，第二钻头电动伸缩推杆18会推动第二内钻头27伸出进行钻进。任意一个给进电动伸缩推杆12伸出时，通过第二外钻头25上方的零件推动第二外钻头25下移。

所述探头仓包括探头外壳16，探头外壳16为中空结构设计，探头外壳16的内部可安装各种探测器，探头外壳16的侧壁上沿圆周方向每隔30°开有进气孔，可通过进气孔检测气体。探测器主要为检测器和传感器。

所述探头仓开合机构包括探头推杆支撑外壳14和探头电动伸缩推杆15，探头电动伸缩推杆15与地面控制端电联接，探头电动伸缩推杆15位于探头外壳16上方，二者通过销进行连接；探头推杆支撑外壳14套设在探头电动伸缩推杆15和探头外壳16外部。

在正常静压钻进过程中，该探头仓开合机构处于关闭状态，此时探头电动伸缩推杆15处于收回状态，探头外壳16完全包裹于探头推杆支撑外壳14内。

当到达气层需要检测时，由地面控制端为探头电动伸缩推杆15供电，探头电动伸缩推杆15伸出，探头外壳16从探头推杆支撑外壳14中露出，安装在其内的检测器和传感器开始工作，并将检测数据及时传递到地面的接收系统，便于技术人员分析和判断，当检测完毕后，探头仓开合机构关闭，进行下一步起钻等作业。

所述高频低幅旋振发生机构包括旋振电机接头19、旋振电机20、推力轴承28、起振元件接头21、起振元件22、辅振滚柱29、辅振传振柱30、辅振支撑外壳23、辅振元件31及第一密封滑环24，旋振电机20为空心轴电机，旋振电机20与地面控制端电联接，旋振电机20的上方通过旋振电机接头19与第二钻头推杆支撑外壳17相连，旋振电机20的输出轴上连接有起振元件接头21；起振元件接头21内设置有起振元件22；推力轴承28安装在起振元件22上；起振元件22的底部呈波浪形结构；辅振元件31为顶部敞口的半封闭式壳体结构，辅振元件31的上表面设置有四个支撑脚，每个支撑脚的顶部两侧均为斜面，每个斜面对应一个与其配合的辅振传振柱30，且辅振传振柱30的斜面部与支撑脚的斜面滑动配合，辅振传振柱30为四棱柱和直角三棱柱的组合体，直角三棱柱固定在四棱柱的侧面上部，四棱柱和直角三棱柱的顶面平齐；每个辅振传振柱30的上方嵌设有一个辅振滚柱29；所述辅振滚柱29远离辅振传振柱30的一侧的形状与起振元件22的底部波浪形结构的波纹形状契合，位于同一支撑脚两侧的两个辅振滚柱29交替与起振元件22的底部呈波浪形结构接触；辅振支撑外壳23套设在辅振传振柱30及支撑脚外部，辅振支撑外壳23的上部与起振元件接头21连接，辅振支撑外壳23的下部与第二外钻头25连接；第一密封滑环24设置在辅振支撑外壳23和第二外钻头25之间。

整个高频低幅旋振发生机构通过旋振电机20带动起振元件22旋转，推力轴承28起到支承转动部件，减少摩擦的作用。起振元件22的底部为波浪形设计，与辅振滚柱29配合会使辅振滚柱29呈周期性的交替向下压缩辅振滚柱29，然后借助辅振传振柱30的斜面将轴向的振动转变了周向振动，起振元件22每回转一次，辅振元件31将周向振动30次～50次，振幅在0.5mm左右。第一密封滑环24起到密封作用。

蠕动式自平衡静压给进成孔系统还包括第一内钻头1，第一外钻头2、第一钻头推杆支撑外壳3及第一钻头电动伸缩推杆4，第一内钻头1和第一外钻头2连接形成第一钻头，第一内钻头1为圆柱形和圆锥形的组合体，圆柱形位于圆锥形下方，并沿圆柱形的轴向设置有限位连接键，第一内钻头1的底部与第一钻头电动伸缩推杆4的推杆端通过销相连；第一外钻头2为中空圆柱形和中空倒置圆台形的组合体，中空圆柱形位于中空倒置圆台形的下方，中空圆柱形的内壁上设置有与所述限位连接键配合滑动连接的限位连接槽，中空倒置圆台形上开设有供第一内钻头1穿过的镂空结构；第一钻头推杆支撑外壳3与上增阻机构中的增阻支撑外壳8相连，起到保护支撑和传递力的作用，第一钻头推杆支撑外壳3套设在第一钻头电动伸缩推杆4外部并与第一钻头电动伸缩推杆4的电机端连接；第一钻头电动伸缩推杆4与地面控制端电联接，第一钻头电动伸缩推杆4的推杆端能够伸出或缩回第一钻头推杆支撑外壳3内部，第一钻头电动伸缩推杆4的推杆端伸出时，第一内钻头1超前于第一外钻头2设置，第一钻头电动伸缩推杆4的推杆端缩回时，第一内钻头1位于第一外钻头2内部。在完成成孔任务后，通过第一内钻头1，第一外钻头2、第一钻头推杆支撑外壳3及第一钻头电动伸缩推杆4配合，将整个系统提出。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地解释本发明所作的举例，并非是对本发明实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。