[发明专利]一种具有振动功能的钻杆

说明书

本发明涉及岩土工程砂土地层振动注浆技术领域，尤其涉及一种具有振动功能的钻杆，其包括钻杆本体，所述钻杆本体设有容置腔，所述容置腔内设有振动装置，所述振动装置包括驱动电机和固定装置，所述驱动电机设于保护壳内，所述保护壳与所述固定装置连接，所述固定装置与所述钻杆本体的内壁相连，所述驱动电机的转轴连接凸轮，所述凸轮能够在所述钻杆本体内壁上的棘轮齿槽内转动；本发明提供的具有振动功能的钻杆，在钻杆施工作业过程中，与驱动电机相连的凸轮旋转冲击棘轮齿槽，钻杆受到冲击产生振动，从而使得钻杆周围的砂土振动，孔隙水压力增大，有效应力减少，形成软化区，改善注浆环境，达到振动注浆的目的。

技术领域

本发明涉及岩土工程砂土地层振动注浆技术领域，尤其涉及一种具有振动功能的钻杆。

背景技术

注浆作为一种特殊的施工方法，具有实用性强，应用范围广泛的特点，它是用适当的方法将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中，使得岩土体成为强度高、抗渗性好、稳定性高的新结构体，从而达到改善其物理力学性质的目的。按照浆液的渗透方式分类，注浆工艺大体可分为渗透注浆，压密注浆，劈裂注浆，高压旋喷注浆，旋喷注浆等。虽然注浆方法在许多方面发展的已经较为成熟，但对于砂土地层来说，注浆效果不能尽如人意，经常出现浆液难以注入的情况。针对上述情况，近些年出现一种新的注浆方法——振动注浆法，该方法机理是在振动器的冲击振动作用下，使得砂土的孔隙水压力增大，有效应力减少，产生液化现象。钻杆是一种尾部带有螺纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置，是钻孔工具中连接、用以传递动力的杆件。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。目前振动注浆施工中常用的钻杆自身不具备振动功能，难以达到增大砂土孔隙水压力，减少有效应力的效果；此外，钻杆在工作过程中，内部通道容易堵塞，不利于后续钻探泥浆的输送，增加施工步骤，拖延施工时间。申请号为202022422968.7的专利文献公开了一种长螺旋灌注桩加厚软土地基用施工装置。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有振动功能的钻杆。

为了实现上述目的，本发明提出一种具有振动功能的钻杆，包括：钻杆本体，所述钻杆本体设有容置腔，所述容置腔内设有振动装置，所述振动装置包括驱动电机和固定装置，所述驱动电机设于保护壳内，所述保护壳与所述固定装置连接，所述固定装置与所述钻杆本体的内壁相连，所述驱动电机的转轴连接有凸轮，所述钻杆本体内壁上沿周向设置棘轮齿槽，所述凸轮与所述棘轮齿槽位于同一平面内，且所述凸轮在转动过程中与所述棘轮齿槽碰触。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的具有振动功能的钻杆中，所述固定装置包括与所述钻杆本体内壁连接的连接板以及与所述连接板垂直连接的带孔板，所述带孔板设于所述驱动电机的两侧，所述带孔板上设有安装孔，所述安装孔内安装有连接棒，所述连接棒与所述保护壳固定连接。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的具有振动功能的钻杆中，每个所述带孔板上设有两个安装孔，所述安装孔的直径大于所述连接棒的直径。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的具有振动功能的钻杆中，所述保护壳与所述带孔板之间的连接棒上套设有弹簧。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的具有振动功能的钻杆中，所述钻杆本体的内壁连接有圆环，所述圆环设于所述棘轮齿槽的上方。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的具有振动功能的钻杆中，所述棘轮齿槽为环形结构，所述棘轮齿槽的内壁设有多个均匀分布的凸起，所述凸起的中间为尖部，两侧为低部。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的具有振动功能的钻杆中，所述圆环的内径大于所述棘轮齿槽的内径。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的具有振动功能的钻杆中，所述保护壳的底端与所述转轴通过轴承连接。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的具有振动功能的钻杆中，所述钻杆本体的底端与钻头连接。