[发明专利]用于连续钻孔成槽的钻头定位装置及钻机、连续钻孔方法

说明书

本发明涉及用于连续钻孔成槽的钻头定位装置及钻机、连续钻孔方法。其中钻头定位装置包括：支撑连接架，其上设有转动支撑结构，用于供钻机的钻杆穿过并对钻杆进行转动支撑；定位机构安装结构，设置于支撑连接架上，处于转动支撑结构的径向旁侧，有一个或两个以上；钻头定位机构，固定安装在定位机构安装结构上，包括用于伸入钻孔中与钻孔的孔壁定位配合以确定钻出下一个钻孔时钻头的对应位置的定位头。在通过钻机连续钻孔成槽时，在施工面上钻出第一个钻孔后，能够方便的确定即将加工的下一个钻孔的施钻位置，且通过转动支撑结构能够保证钻杆在钻进过程中不发生挠性变形，大大提高了打孔效率，保证了打孔成槽的质量。

技术领域

本发明涉及用于连续钻孔成槽的钻头定位装置及钻机、连续钻孔方法。

背景技术

在硬岩隧道掘进施工过程中，往往较为迫切的需要在掌子面处开凿临空面，以破坏硬岩的完整性，降低硬岩的结构强度，进而降低掘进施工的难度，提高施工效率。目前，普遍采用的临空面成型方式一般为潜孔钻连续钻孔成槽，但是在连续钻孔成槽的过程中，每打一个孔都需要施工人员对打孔的位置进行重新定位，定位时间长，打孔效率低。而且在钻孔成槽时，相邻两孔之间有重叠部分，钻头在对第一个之后的其他孔进行施钻的过程中，侧向一部分接触岩石，另一部分悬空，这样就造成钻头在钻进时受阻不均匀，而钻杆悬伸长度较长会构成挠性结构，最后就会导致发生偏孔现象，降低了连续钻孔成槽的质量，同时造成钻头的偏磨、钻杆弯折的问题，给临空面的施工造成很大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于连续钻孔成槽的钻头定位装置，能够用于钻机上，用以解决现有的钻机在连续钻孔时，打孔效率低、打孔质量差、钻头易损坏的问题。同时，本发明还提供了一种包含上述钻头定位装置的钻机，以解决现有的钻机在连续钻孔成槽的过程中，打孔效率低、钻头易损坏的问题。此外，本发明还提供了一种连续钻孔方法，用以解决现有的连续钻孔成槽方法，打孔效率低的问题。

本发明的用于连续钻孔成槽的钻头定位装置的技术方案：

本发明的用于连续钻孔成槽的钻头定位装置包括：

支撑连接架，用于固定连接在钻机悬臂的前端；

支撑连接架上设有转动支撑结构，用于供钻机的钻杆穿过并对钻杆进行转动支撑；

定位机构安装结构，设置于支撑连接架上，处于转动支撑结构的径向旁侧，有一个或两个以上；

钻头定位机构，固定安装在定位机构安装结构上，包括用于伸入钻孔中与钻孔的孔壁定位配合以确定钻出下一个钻孔时钻头的对应位置的定位头。

在通过钻机连续钻孔成槽时，在施工面上钻出第一个钻孔后，通过本发明的钻头定位装置中的钻头定位机构与已经钻出的钻孔的孔壁之间的配合，能够确定即将加工的下一个钻孔的施钻位置，且通过转动支撑结构能够保证钻杆在钻进过程中不发生挠性变形，因此本发明的钻头定位装置不仅能够方便的根据前一个钻孔确定后一定钻孔的施钻位置，大大提高了打孔效率，而且能够在钻进过程中保证钻杆不会发生挠性变形，保证了打孔成槽的质量。

进一步的，所述支撑连接架上设有用于抵紧施工面以降低钻机悬臂振动的减震头。通过减震头的设置，能够降低在施钻过程中钻机悬臂的振动，能够提升钻孔质量。

进一步的，所述减震头包括固定连接在支撑连接架上的安装基座以及设置在安装基座端部的橡胶垫，减震头通过所述橡胶垫与施工面抵紧。采用橡胶垫与施工面抵紧，一方面能够通过橡胶垫的变形性能适应表面不规则的施工面以便于抵紧，另外通过橡胶垫抵紧施工面也能够更好的进行减震。

作为一种优化的方案，所述转动支撑结构为沿钻进方向延伸的转动支撑套。通过转动支撑套能够对钻杆的靠近钻头的一端进行支撑，如此就能够避免钻杆悬伸长度过长而在施钻过程中发生挠性变形的现象，保证了钻孔质量，避免钻杆弯折损坏。