一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统技术方案

本发明专利技术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；本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种土层蠕动式自平衡静压给进成孔系统
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本专利技术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，本专利技术采用如下技术方案：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、蠕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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；/n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，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(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...

【技术特征摘要】
1.一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(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，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(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，第二钻头电动伸缩推杆(18)的推杆端伸出时，第二内钻头(27)超前于第二外钻头(25)设置，第二钻头电动伸缩推杆(18)的推杆端缩回时，第二内钻头(27)位于第二外钻头(25)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，第二密封滑环(26)设置在第二内钻头(27)和第二外钻头(25)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(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，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，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)的推杆端向上推出时，推动增阻调节件(7)向上移动，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；增阻限位块(6)的外部包裹有增阻弹性保护套(5)；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，增阻弹性保护套(5)随着增阻限位块(6)的径向移动而扩张或收缩；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，其中，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)的上方与增阻推杆支撑外壳(10)连接并与之一同移动，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；给进电动伸缩推杆(12)伸出时，推进接头(13)外露于给进推杆支撑外壳(11)，给进电动伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：高科，李旭，李治文，赵安平，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22