一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法及转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及海底、过江环境下软弱破碎带围岩成孔技术领域，公开一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法及转换装置，该转换施工方法采用转换装置实行浆、液、气的转换，转换装置包括：转子、定子、进水进气系统、进浆液系统和支撑座架，转子穿过定子与钻机的钎尾相连，转子的另一端与钻杆相连；定子固定在支撑架座上，支撑架座与钻机相连，定子随钻机在推进梁上做轴向运动。本发明专利技术在钻注施工中，浆、液、气三者之间的转换效果明显；极大提高了三臂台车钻注施工速度，满足了市场对工程建设工期、成本的要求，提高了工效、节约成本，缩短了工期、具有结构简单，成本低、可操作性强及保养维修简易方便，保护环境有着极大的社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法及转换装置
本专利技术涉及海底、过江环境下软弱破碎带围岩成孔
，尤其涉及海底、过江环境下作业的一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法及转换装置。
技术介绍
目前，Atlas Copco公司生产的B353E凿岩台车在隧道施工中以其操作简单、移动迅速、钻进速度快而准、维护保养方便而广泛应用于隧道钻爆法施工中。但B353E凿岩台车主要功能是钻炮眼，很小应用在其他领域。而在施工中特别是在海底、过江等环境下作业时经常会碰到软弱破碎带围岩遇水易软化、崩解、甚至流淌，造成钻孔塌孔、成孔困难，为确 保注浆加固效果，常采用分段前进式注浆工艺，但分段前进式注浆存在孔底注浆效果差、反复钻孔、反复注浆、施工工艺比较繁琐、工作量大的缺点，而钻注一体化施工可以从根本上解决此类问题，国内外因此也进行不断的探索研究，目前只有日本的多功能钻机RH)系列真正做到钻注一体化施工，技术相对比较成熟。我国近几年根据施工需要也提出了钻注一体化这个概念，很多单位也在进行不断尝试和实践，但效果不甚理想，在钻注一体化施工领域我国基本上还处于一片空白。如果能把钻注一体化的优点应用到B353E台车上，则B353E台车在钻注一体化施工中能很好地解决上述问题又不丢失他原有的特长。由于对B353E台车在保留原有性能和功能的情况下，改进成钻注一体化设备，还存在着浆、液、气三者之间的转换关键技术难题。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法及转换装置，彻底解决三臂凿岩台车钻注施工中浆、液、气转换的技术难题，极大提高了三臂台车钻注施工速度。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案 一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法，其步骤如下 1、安装转换装置，先安装转换装置的支撑座架，再组装转换装置的定子和转子，然后将转子拧到钻机钎尾上，定子固定在支撑架座上，支撑架座与钻机相连，定子随钻机在推进梁上做轴向运动；并且要安装好定子上的进水进气系统和进浆液系统的管路； 2、进液、进气方法， (1)、关闭进浆液系统的进浆液球阀，打开进水、进气球阀； (2)、将液源或气源分别通过三通换向阀进入钻机机头；三通换向阀控制液源或气源的通行；(3)、进入钻机机头的液体或压缩气通过钻机的钎尾进入转换装置的进水进气系统； (4)、进入进水、进气系统的液体或压缩气通过旋转转子的进水、进气通道，经定子内的环槽出水、出气口，到进水、进气球阀输入到钻杆，并且关闭进浆液球阀的进浆液系统； (5)、在进浆液系统的液体或压缩气通过固定在定子上的输出管道、定子内的环槽进入连接钻杆的转子内的输出浆、液、气通道，转子随钻机的钎尾转动，并通过钻杆完成输送水或输送气的工作； 3、进浆液的方法， (I)、关闭进水进气球阀，打开进浆液系统的进浆液球阀； (2 )、浆液源通过进浆液球阀进入转换装置的进浆液系统； (3)、浆液通过固定在定子上的输出管道、定子内的环槽进入连接钻杆的转子内的输出浆、液、气通道，转子上的密封装置与定子内的密封槽阻挡转子的进水、进气通道内的水或气; (4)、转子随钻机的钎尾转动，带动钻杆完成输送浆液的工作； 施钻过程中，注浆孔的中心线与钻杆、钻机、转换装置中转子的中心线偏心，对钻机和转换装置中定子、密封和导向套的扰动非常大，为此，定子与转子接触的表面粗糙度为Ra的上限值I. 6um;转换装置中定子与转子所有的圆柱体的同轴度为O. 05。一种液压凿岩台车浆、液、气的转换装置技术 (O为连接于钻机与钻杆之间的进浆进水装置，进浆、进水装置，包括转子、定子、进水、进气系统、进浆液系统和支撑座架，径向转动的转子穿过定子与钻机的钎尾相连，转子的另一端与钻杆相连；所述进水进气系统由转子的进水、进气通道与钻机的出水、出气通道连通，转子的进水、进气通道另一端通过定子的出水、出气通道，经进水、进气球阀与进浆液系统的三通接头的中间接头连通；所述进浆液系统由浆液管道通过进浆液球阀与三通接头的一端接头连通，三通接头的另一端接头通过固定在定子上的输出管道与连接钻杆的转子内的输出浆、液、气通道连通；所述定子固定在支撑架座上，支撑架座与钻机相连，定子随钻机在推进梁上做轴向运动。(2)所述转子内由进水、进气通道通过中间的隔离密封装置连接的输出浆、液、气通道构成，进水、进气通道通的出口端与出水、出气口位置设置的定子内环槽对应；输出浆、液、气通道的进口端与进浆、水、气口位置设置的定子内环槽对应。(3)所述转子上的隔离密封装置为八道密封，包括前4道密封进浆、进水、进气，后4道密封出水、出气；密封装置与转子是过盈配合，密封装置采用耐高压、耐摩、耐化学性的密封件。(4)所述定子内前后端分别设了套在转子上的两个导向套，与两个导向套对应的定子内分别设置有导向套槽；与定子外出水出气口位置对应连通的定子内设置有一道出口环槽；与定子外进浆、水、气口位置对应连通的定子内设置有一道进口环槽；进口环槽与出口环槽之间设置有若干道密封槽；定子外设置了润滑密封装置和铜套与转子之间接触面的对应黄油嘴。(5)定子采用灰铸铁HT250材料；定子后端设了一道吸收转子和定子轴向位移产生能量的缓冲圈。用于保护定子；转子后端与定子上的后端盖的配合是间隙配合，间隙配合选定基轴制机械零件之间的公差配合为Cll/hll。(6)所述定子两端的导向套与转子之间是间隙配合，导向套与定子是过盈配合；导向套外表面设置有一圈进油槽，进油槽为黄油进油输油槽，导向套内表面有三道轴向出油槽，一端是封闭的。(7)所述导向套采用润滑密封的铜套；材料为锡青铜ZCuSn5Pb5Zn ;铜套的径向设置一颗用于紧定铜套的紧钉螺钉；导向套与转子为相对摩擦，既有与转子轴向摩擦，也有、与转子径向摩擦。(8)所述支撑架座中部设置有固定定子的支撑架，所述支撑架的两侧设置有与钻机固定的连接架，支撑架座随钻机轴做向运动。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性 一种液压凿岩台车浆、液、气的转换方法及转换装置，是基于中隧股份台车公司在青岛胶州湾海底隧道成功运用台车实施快速钻孔注浆的基础上，进一步对三臂凿岩台车功能进行挖掘和使用领域的进一步拓展，满足市场对工程建设工期、成本的要求，将对三臂台车一个施工臂进行改造，订制或引进全新钻具系统，解决三臂凿岩台车钻注一体化存在的技术难题，提高三臂凿岩台车设备使用率和多样性，使台车可同时适应于不同地质段和各类注浆施工工艺。这对于节约成本，提高工效、缩短工期、保护环境有着极大的社会效益和经济效益，实现台车的钻注一体化施工，不仅使三臂液压凿岩台车在钻孔注浆领域有一个质的飞跃，也势必创造更加广泛的影响力和良好经济效益。 本专利技术是结合目前国内研究现状，经过台车公司的钻研和努力，针对保留B353E台车原有的性能和功能的情况下对B353E台车改进成钻注一体化设备。在改进过程中关键技术难题之一“浆、液、气转换装置”展开相关讨论和技术研究，最终研制设计出成本低、可操作性强的浆、液、气转换装置。彻底解决三臂凿岩台车钻注施工中浆、液、气三者之间转换的技术难题，极大提高了三臂台车钻注施工速度。其三臂凿岩台车钻注一体化操作系统特点如下 I、结构简单，操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法，其特征在于 其步骤如下 I )、安装转换装置(3)，先安装转换装置的支撑座架4，再组装转换装置的定子(3. 2)和转子(3. 1)，然后将转子(3. I)拧到钻机(I)的钎尾上，定子(3. 2)固定在支撑架座(4)上，支撑架座(4)与钻机(I)相连，定子(3. 2)随钻机(I)在推进梁上做轴向运动；并且安装定子上的进水进气系统和进浆液系统的管路； 2)、进液、进气方法， (I)、关闭进浆液系统的进浆液球阀(3. 8)，打开进水进气球阀(3. 6)； (2 )、将源液或源气分别通过三通换向阀(5 )进入钻机(I);三通换向阀(5 )控制源液Y或源气Q的通行； (3)、进入钻机的液体或压缩气通过钻机(I)的钎尾进入转换装置(3)的进水进气系统； (4)、进入进水进气系统的液体或压缩气通过旋转转子(3.I)的进水进气通道(3. 4)，经定子(3. 2)的出口内环槽(3. 12)、出水出气口(3. 5)、进水进气球阀(3. 6)进入关闭进浆液球阀(3. 8)的进浆液系统； (5)、在进浆液系统的液体Y或压缩气Q，通过固定在定子(3.2)上的管道、进浆、液、气口(3.9)、进口内环槽(3. 13)进入连接钻杆(2)的转子(3. I)内的输出浆、液、气通道(3. 10)，转子(3. I)随钻机(I)的钎尾转动，并通过钻杆(2)完成输送水或输送气的工作； 3)、进浆液的方法， (1)、关闭进水进气球阀(3.6)，打开进浆液系统的进浆液球阀(3. 8); (2)、源浆液J通过进浆液球阀(3.8)进入转换装置(3)的进浆液系统； (3)、浆液通过固定在定子(3.2)上的管道、进浆、液、气口(3. 9)、进口内环槽(3. 13)进入连接钻杆(2)的转子(3. I)内的输出浆、液、气通道(3. 10)，转子上的密封装置与定子内的密封槽阻挡转子的进水进气通道内的水或气； (4)、转子(3.I)随钻机(I)的钎尾转动，并通过钻杆(2)完成输送浆液的工作； 施钻过程中，由于注浆孔的中心线与钻杆(2)、钻机(I)、转换装置(3)中转子(3. I)的中心线偏心，为防止对钻机I和转换装置中定子(3. 2)、密封装置(3. 11)和导向套(3. 14)的扰动，为此，转换装置中定子(3. 2)与转子(3. I)接触的表面粗糙度为Ra的上限值I. 6um ；定子(3. 2)与转子(3. I)所有的圆柱体的同轴度为O. 05。2.根据权利要求I所述的一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法，其特征在于转换装置的定子(3. 2)与转子(3. I)的润滑方法，采用在定子(3. 2)内前段、后段安装有套在转子上的两个导向套(3. 14)进行润滑，且两个导向套(3. 14)为铜套，铜套外表面开有一圈黄油进油槽，通过定子外黄油嘴(3. 3)向铜套外表面进油槽对应的定子内两个导向套槽注入黄油润滑；且两个铜套内表面有三道轴向黄油出油槽，一端是封闭的；其中转子(3. I)上中部的密封装置(3. 11)与定子(3. 2)的润滑，采用定子(3. 2)外对应的黄油嘴(3. 3)向对应的定子内密封槽注入黄油润滑；既润滑了定子(3. 2)与转子(3. I)接触表面，也润滑了密封装置(3. 11)与转子(3. I)接触表面以及导向套(3. 14)的内表面。3.根据权利要求I所述的一种液压凿岩台车浆、液、气的转换施工方法，其特征在于转换装置定子内转子的进水进气通道与转子的出水出气出浆通道的密封方法，采用转子(3. I)中部过盈配合的密封装置(3. 11)与定子(3. 2)内对应部位设置的密封槽密封，即密封定子(3. 2)内在出水出气口位置的一道环槽与定子(3. 2)内在进浆、水、气口位置的一道环槽串通；转子(3. I)的密封装置(3. 11)为八道...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪开荣，孙振川，孙谋，朱琴生，胡卫平，郑清君，张培聪，罗嵩，李锐，
申请(专利权)人：中铁隧道集团有限公司，中铁隧道股份有限公司，
类型：发明
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