工程地質勘探用多鉆頭鉆機的研制與應用

張文　唐智能　李亞龍　周航

摘 要：針對我國鉆機技術存在的問題，研制出一種新型工程地質勘探用多鉆頭鉆機，轉桿的下表面焊接有固定法蘭，連接桿的下端與軸承定子相焊接，軸承轉子的外圍焊接有旋轉換頭盤，第一帶法蘭鉆頭的法蘭上表面與法蘭的下表面相貼合，螺栓通孔和第一帶法蘭鉆頭上表面的帶螺紋通孔的內部螺接有螺栓，本裝置安裝有旋轉換頭盤，旋轉換頭盤上配備有四個不同種類的帶法蘭鉆頭，可以快速安全的更換鉆頭，避免了在更換鉆頭時對人體造成損害，省時省力，提高了工作效率。

關鍵詞：多鉆頭；鉆機；地質勘探

1 引言

勘探是工程地質勘察過程中查明地下地質情況的一種必要手段，是在地面的工程測繪和調查所取得各種資料的基礎上，進一步對工程地質條件進行定量評價，進行地質勘探的時候鉆機是必須要用到的一種設備[1-2]，鉆機用來獲取地表下深層的土壤和巖石，在不同的地質環境下會用到不同種類的鉆頭，更好地提升勘探效率，但是在給鉆機更換鉆頭時費時費力，并且要避免鉆頭滑落對人體造成損傷，不能快速安全的進行鉆頭的更換[3-7]，為了解決上述問題，我們提出了一種工程地質勘探用多鉆頭鉆機。

2工程地質勘探用多鉆頭鉆機總體結構設計

工程地質勘探用多鉆頭鉆機如圖1所示，包括機身，機身的下表面轉動安裝有鉆桿，轉桿的下表面焊接有法蘭，法蘭的上表面四周均勻開設有至少四個螺栓通孔，機身的下表面固定安裝有連接桿，連接桿的下端與軸承定子相焊接，軸承轉子的外圍套接有軸承轉子，軸承轉子的外圍焊接有旋轉換頭盤，旋轉換頭盤的上表面從左側開始順時針依次活動插接有第一帶法蘭鉆頭、第二帶法蘭鉆頭、第三帶法蘭鉆頭和第四帶法蘭鉆頭，且第一帶法蘭鉆頭、第二帶法蘭鉆頭、第三帶法蘭鉆頭和第四帶法蘭鉆頭的上表面四周分別均勻開設有至少四個帶螺紋通孔，第一帶法蘭鉆頭的上表面與固定法蘭的下表面相貼合，螺栓通孔和第一帶法蘭鉆頭上表面的帶螺紋通孔的內部螺接有螺栓。

3工程地質勘探用多鉆頭鉆機的有益效果

（1）工程地質勘探用多鉆頭鉆機，安裝有旋轉換頭盤，旋轉換頭盤上配備有四個不同種類的帶法蘭鉆頭，用于在不同地質環境下鉆探，能對土層、砂層、礫石層、巖層等進行鉆探取芯。

（2）該鉆機輕便，效率高，更換鉆頭時，擰開螺栓，轉動旋轉換頭盤，使要更換的帶法蘭鉆頭上方的法蘭與固定法蘭相重合，再擰入螺栓，完成鉆頭的快速更換，避免了在更換鉆頭時對人體造成損害，省時省力，提高了工作效率。

（3）該鉆機的第一帶法蘭鉆頭的下表面與旋轉換頭盤上表面的距離為3厘米，保證第一帶法蘭鉆頭的下表面不會與旋轉換頭盤的上表面相接觸，使第一帶法蘭鉆頭可以跟隨鉆桿的轉動而轉動，同時可以為螺栓添加螺母留出足夠的空間，此外螺栓的下方螺接有螺母，螺接螺母后固定的更加緊固，防止了螺栓的脫落。

（4）該鉆機的動力頭安裝內外管的浮動機構，不僅可以保護鉆桿絲扣，而且還可以清除巖粉，保證鉆孔內部清潔，提高效率。

4 工程地質勘探用多鉆頭鉆機的使用說明

工程地質勘探用多鉆頭鉆機，機身的下表面轉動安裝有鉆桿，機身控制轉桿轉動，轉桿的下表面焊接有固定法蘭，固定法蘭的上表面四周均勻開設有至少四個螺栓通孔，固定法蘭用來連接四個帶法蘭鉆頭，機身1的下表面固定安裝有連接桿，連接桿的下端與軸承定子相焊接，連接桿用來連接機身1和旋轉換頭盤，軸承定子的外圍套接有軸承轉子，軸承轉子的外圍焊接有旋轉換頭盤，旋轉換頭盤以軸承定子為圓形進行旋轉，旋轉換頭盤的上表面從左側開始順時針依次活動插接有第一帶法蘭鉆頭、第二帶法蘭鉆頭、第三帶法蘭鉆頭和第四帶法蘭鉆頭，且第一帶法蘭鉆頭、第二帶法蘭鉆頭、第三帶法蘭鉆頭和第四帶法蘭鉆頭的上表面四周分別均勻開設有至少四個帶螺紋通孔，四個不同種類的帶法蘭鉆頭用于不同地質環境的鉆探，上端帶有的法蘭用來和固定法蘭相螺接，第一帶法蘭鉆頭的上表面與固定法蘭的下表面相貼合，螺栓通孔和第一帶法蘭鉆頭上表面的帶螺紋通孔的內部螺接有螺栓，帶法蘭鉆頭和固定法蘭被四個螺栓固定在一起，隨著鉆桿的旋轉而旋轉。

在需要更換鉆頭時，關閉機身電源，等鉆桿停止旋轉后把固定法蘭上的螺栓擰下，轉動旋轉換頭盤，上體選中的帶法蘭鉆頭，使要更換的帶法蘭鉆頭上方的與固定法蘭完全重合，并且在實際使用中，可以根據需要來分別設置四個鉆頭的種類和型號，把螺栓插入到螺栓通孔和帶螺紋通孔中，然后擰緊，為了螺栓固定的更加緊固，在每個螺栓的下端再旋緊一個螺母，來完成鉆頭的快速更換。

5 結論

該工程地質勘探用多鉆頭鉆機，安裝有旋轉換頭盤，旋轉換頭盤上配備有四個不同種類的帶法蘭鉆頭，用于在不同地質環境下鉆探，更換鉆頭時，擰開螺栓，轉動旋轉換頭盤，使要更換的帶法蘭鉆頭上方的法蘭與固定法蘭相重合，再擰入螺栓，完成鉆頭的快速更換，本裝置安全實用，避免了在更換鉆頭時對人體造成損害，省時省力，提高了工作效率，滿足了復雜地區的鉆探需求，為進一步完善和提高工程地質勘探多鉆頭鉆機的性能奠定了基礎。

參考文獻

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作者簡介

張文（1995-），男，河南焦作人，在讀本科，河南理工大學資源環境學院地質工程（卓越）專業。