[发明专利]钻孔装置及用于钻孔装置的转矩支承

说明书

本发明涉及一种根据本发明权利要求1所述的在土地上钻孔用的钻孔装置。本发明也涉及一种转矩支承装置，用于在所钻地面钻孔中的钻杆上，远离铝孔刀具的一位置处隔断转矩。

在基本上用滚子钻刀头作钻孔刀具的钻孔和钻具中，需要经常清洁所使用的钻孔刀具，将钻屑路径上的泥土清除、将钻屑从所钻孔底部运走，从而使钻孔的条件优化。

为此常用空气或冲涮液直接冲吹配装有钻孔刀具的钻孔头或者通过气动提升方法或抽吸钻孔法间接地冲吹配装有钻孔刀具的钻孔头。为了做这些，将空气或冲洗液通过沿钻孔钻具的与软管相连的沟槽从工作面吹入所钻孔的底部。通过用外置旋转驱动的一吹洗头，在钻孔刀具内旋转的旋转钻孔钻具与一立式泵即压缩器之间的产生差动。这些公知的用于钻地面孔的钻孔装置有一钻孔钻具，一有扭转刚性的钻孔刀具连接在钻具上，一用于使钻具转动的驱动器，一泵机构及一从泵机构延伸到钻孔刀具、用于产生借助在钻孔刀具上的泵机构产生流体流的流体管。

对于这样的一种钻孔装置，其缺点是加压的冲洗介质必须借助冲洗头才能将之传送到钻孔刀具。故会出现冲洗头密封问题及相应的压力损失。此外，对于用于中间钻孔作业，例如用于凯氏钻孔作业的钻孔装置来说，每一个钻孔周期均需要进行劳动密集的泵管道装拆工作。

本发明的目的是提供一种钻孔装置，用这种装置可以从钻孔刀具除去钻屑，简单和节能，本发明的另一个目的是提供一种转矩支承，用这种支承可以将驱动一辅助组件的转矩与在所挖土孔中的钻孔钻具断开。

所述第一目的用本发明权利要求所述的钻孔装置来实现。

本发明的措施是：

——泵机构有一软管，软管夹持在钻具上不能转动而且以一恒定距离至少局部地环绕着钻具；

——配置一泵定子，它在一侧能实现环绕钻孔钻具转动，在其另一侧则贴靠所钻的地面孔壁不能转动；

——泵定子有一沿径向向钻孔钻具延伸的定子臂，定子臂置于钻具与软管之间；以及

——定子臂在局部区域挤压软管，定子臂在挤压区域处掠过与钻孔钻具一起转动的软管。

根据本发明的基本想法，将一个简单的软管泵安装在所钻地面孔内的钻孔刀具后面。此泵通过钻孔钻具转动，例如通过凯氏钻杆来驱动。泵机构还有一软管，软管借助合适的夹持机构连接于钻具。软管随着钻孔刀具转动，并构成泵机构的转子。随着钻具的转动软管滑过压靠着此软管的定子的定子臂，而定子则靠贴着所钻地面孔壁，使壁与定子不能相对运动。通过定子与转子的相对运动，就在钻挖作业期间产生泵作用。根据回转方向，就能产生冲洗钻孔刀具的压力或产生抽吸钻屑的抽吸力。

软管的一端通到钻孔刀具的一流体管路，其另一端则与流体池相连，流体池中可以是周围空气亦可以是冲洗流体。软管的端部也可以连到置于所钻孔外的槽中。在任何情况下对本发明来说，均不需要将能量从附加的固定能量发生器传送到用于铅孔装置的旋转钻孔刀具。

本发明的一种推荐方案为：将泵定子沿轴向固定子钻孔钻具。在连续钻孔作业期间，使泵定子能连着软管。

提出一些措施，可使泵机构能特别简单地运行，在此泵定子有一转矩支承，在钻孔作业期间，转矩支承紧紧地靠着所钻地面孔的壁，而且能沿钻孔钻具纵轴线方向滑动。泵定子能够特别简单地安装于钻孔钻具上，并可随着钻孔作业进程跟着钻孔钻具前进。

无论泵机构的何种大小和功能，在本发明的另一实施例钻孔装置中，推荐钻孔刀具有一带沟槽的芯孔管；而且使沟槽与软管连接形成流体管道。

如果将一用于收集吹洗流体和钻屑的槽箱安置在钻孔刀具上，并在槽箱与在钻孔刀具上的挖土机构之间配置一根管道，就可在钻孔期间保证有特别良好效果。例如钻屑就可以经由此管道抽吸入槽箱中，在钻孔刀具从完成的钻孔中取走时，槽箱可以被空。槽箱亦可以用作泵吸流体的贮蓄池。

在本发明另一推荐实施例中，在其定子臂自由端上有一个挤压软管的滚子。滚子可环绕一平行于钻孔钻具纵长方向的滚子轴转动。由于有了滚子，因而在软管上由软管与定子臂间的相对运动产生的磨损在很大程度上可被防止。

如果泵定子在其周边上有多个均布的定子臂，该措施可产生均匀压力。例如，配置了两个彼此相对180°角的定子臂。

在本发明的另一个实施例中，其优点是钻孔钻具上有多个泵机构。在这种情况下，多根软管及多个定子臂以一个在另个下面的形式沿轴向安置。由于有多个泵机构，就可以调定相对高的泵功率。为此多个软管也可以用一个置于另一个之上的方式置于用作转子的公共支承架上。