一种钻头打捞的定位机构、打捞装置以及打捞方法
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体为一种钻头打捞的定位机构、打捞装置以及打捞方法。
背景技术
随着铁路及公路建设要求越来越高，桥梁在铁路及公路建设中所占的比重越来越大，各种桥梁的建设速度也越来越快。在桥梁桩基础施工中采用打桩机钻头施工非常普遍，随之而来的就是在施工过程中因为机械或人为等原因，钻机卡钻事故经常发生。而常规的处理办法是雇佣潜水员潜到钻头掉落的位置进行人工穿挂钢丝绳将钻头捞回。而这种办法的不足在于工期长，危险性高，人工打捞需要潜入泥浆中几十米，工作人员是冒着生命危险的，死亡率非常高，即使完成任务也容易留下后遗症。为此我们提出一种钻头打捞的定位机构、打捞装置以及打捞方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻头打捞的定位机构、打捞装置以及打捞方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钻头打捞的定位机构，包括一个伸入到井下的组合拼接式的直筒，
直筒的底部内侧固定安装销轴定位机构；
所述销轴定位机构包括多个中心对称分布的扇形板，使得扇形板的中间围成一个用于钻头端部通过的圆形定位区域；
任意一个扇形板内部水平设置有一端开口的销轴滑移腔，所述销轴滑移腔内插接一个可活动伸出的销轴，所述销轴外端部穿出所述开口并向着相邻的另一个扇形板方向延伸，且另一个扇形板的侧面对应销轴的端部设置内凹的销轴安装孔；
所述销轴内端部与销轴滑移腔内部配合，所述销轴滑移腔的两侧顶部分别连通第一输出液压管和第二输出液压管；
第一输出液压管和第二输出液压管内分别交替地向销轴滑移腔注入液压油，并推动销轴在销轴滑移腔内滑动。
优选的，所述直筒由至少一个护筒和一个底部套筒同轴拼接构成，所述护筒底部设有平行于其外表面且伸出的外凸起部，底部套筒顶部设有平行于其内表面且伸出的内凸起部，所述外凸起部和内凸起部之间通过螺钉固定连接。
优选的，所述底部套筒的底部外侧固定套接一个安装环，所述安装环上中心对称安装多个扶正轮，所述扶正轮与井壁接触，其滚动方向平行于底部套筒的轴线。
优选的，所述扇形板位于底部套筒底部内侧，扇形板的顶部安装一个锥形套，所述锥形套大开口端朝向扇形板，锥形套的内侧壁上均匀设有弧面表面的凸起。
优选的，所述销轴滑移腔的开口上固定设有密封套，所述密封套套接在销轴上。
优选的，任意一个销轴滑移腔上均连通一个第一输出液压管和一个第二输出液压管，所有的第一输出液压管向护筒上方延伸，并同时连通在第一管道接头的底部，所述第一管道接头的顶部连通第一液压管；所有的第二输出液压管同样向护筒上方延伸，并同时连通在第二管道接头的底部，所述第二管道接头的顶部连通第二液压管，所述第一管道接头和第二管道接头同轴安装在护筒顶部。
优选的，所述第一液压管和第二液压管分别连接电磁换向阀的两个输出端，所述电磁换向阀的输入端连通液压泵，所述液压泵的输入端连通装有液压油的液压箱。
一种钻头的打捞装置，包括机车和起吊所述定位机构的立柱，立柱上通过钢缆吊装动力驱动平台；
所述动力驱动平台包括底部设有开口的圆柱平台，所述圆柱平台的一侧固定设有滑爪，所述滑爪呈抱瓦式卡接在立柱表面的导向滑轨上；
所述圆柱平台底部固定连接外齿回转支承的内圈，所述外齿回转支承的外圈通过螺栓与直筒顶部固接，且圆柱平台上向外延伸出安装板，所述安装板上转动安装一个通过电机驱动的齿轮，所述齿轮与外齿回转支承外圈啮合。
优选的，所述立柱的底部铰接安装在机车上的安装平台外端；
所述立柱中部铰接斜支撑液压缸的一端，所述斜支撑液压缸的另一端铰接安装在机车的安装平台上；
所述立柱的顶部固定安装水平设置的水平吊架，所述水平吊架的一端安装顶部滑轮，另一端设有曳引机构，所述钢缆一端穿过所述顶部滑轮、曳引机构，并固定连接配重滑轮组，钢缆另一端固定连接在所述动力驱动平台顶部的滑轮上。
一种钻头的打捞方法，采用上述打捞装置，具体步骤如下：
S1：控制斜支撑液压缸为立柱的位置微调，使得直筒位于钻井的上方；
S2：通过常规的曳引机构下方钢缆，使得直筒进入到钻井内；
S3：当直筒下放到遇阻时，通过动力驱动平台带动直筒在井内以不超过60°的角度正反方向的小幅度转动，直到直筒下放到最底端，套接在钻头的端部；
S4：启动液压泵向第一液压管内注入液压油，并通过第一管道接头均匀分散到各个第一输出液压管内，推动销轴向外伸出，在伸出过程中销轴的外端穿过钻头上的耳板孔并固定在销轴安装孔内，完成定位机构与钻头的固定；
S5：通过曳引机构拉起钢缆，将直筒连同固定好的钻头从钻井内拉出，然后通过电磁换向阀向第二液压管内注油，将销轴从销轴安装孔内推出，使其收缩到销轴滑移腔内，完成钻头的拆卸。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、此打捞装置能代替水鬼完成和井下钻头自动连接的工作，避免人员死亡。
2、定位机构固定安装在动力驱动平台下方，不易晃动，设备的立柱可以前后微调尺寸，便于定位机构对准耳板孔，动力驱动平台正反60°旋转，避免输出液压管缠绕在一起，护筒之间可以拼接，便于运输。
3、打捞装置底部护筒端部设置扶正轮，便于打捞装置进入钻井的耳板孔，同时防止护筒偏心，便于打捞装置对准钻头轴线。
4、底部护筒的锥形套上均匀分布凸起，凸起内表面设置弧形，凸起和钻头锥面通过线接触不会存留泥浆。
5、扇形板上开小孔便于泥浆流动。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明剖视图；
图3为本发明中液压系统示意图；
图4为本发明中动力驱动平台示意图；
图5为本发明中护筒结构示意图；
图6为本发明中护筒局部剖视图；
图7为本发明中护筒剖视图；
图8为本发明中护筒底部剖视图；
图9为本发明图6中A处放大图；
图10为本发明图7中B出放大图；
图11为本发明中底部套筒结构示意图；
图12为本发明中底部套筒剖视图；
图13为本发明中扇形板剖视图；
图中：1机车、101液压箱、102液压泵、103电磁换向阀、104第一液压管、105第二液压管、2立柱、201斜支撑液压缸、202水平吊架、203顶部滑轮组、204配重滑轮组、205钢缆、206导向滑轨、3动力驱动平台、301滑爪、302滑轮、31圆柱平台、3101安装板、32外齿回转支承、33齿轮、34电机、35第一管道接头、36第二管道接头、41护筒、42底部套筒、401安装环、402扶正轮、403螺钉、404外凸起部、405内凸起部、51第一输出液压管、52第二输出液压管、6销轴定位机构、601扇形板、602销轴滑移腔、603销轴安装孔、604锥形套、605凸起、606销轴、607密封套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图5-13，本发明提供一种技术方案：一种钻头打捞的定位机构，包括一个伸入到井下的组合拼接式的直筒，直筒由至少一个护筒41和一个底部套筒42同轴拼接构成。具体如图10所示，护筒41底部设有平行于其外表面且伸出的外凸起部404，底部套筒42顶部设有平行于其内表面且伸出的内凸起部405，外凸起部404和内凸起部405之间通过螺钉403固定连接。通过该拼接式的直筒结构可以根据不同钻井的深度调节护筒41的数量，使得直筒底部均能下降到钻井中钻头断开的位置。
为了便于直筒在钻井中下降，在底部套筒42的底部外侧固定套接一个安装环401，安装环401上中心对称安装多个扶正轮402，扶正轮402与井壁接触，其滚动方向平行于底部套筒42的轴线。在直筒下降的过程中，多个扶正轮402可以起到辅助定位的作用。
请参阅图6-9以及图10-13，直筒的底部内侧固定安装销轴定位机构6；
销轴定位机构6包括六个中心对称分布的扇形板601，使得扇形板601的中间围成一个用于钻头端部通过的圆形定位区域；扇形板601上均匀分布小孔，便于下降时泥浆从小孔中通过。销轴定位机构6在于钻头上耳板对准时，由于采用了六个扇形板601，因此只需要将销轴定位机构6以不超过60°的幅度转动便可以使得耳板能够与两个扇形板601之间的空隙对准。具体的转动角度根据实际中钻头上耳板数量决定，通常钻头的耳板为3、4、6，分别对应的转动角度可以是120°、90°、60°。
如图8、11、12所示，扇形板601位于底部套筒42底部内侧，扇形板601的顶部安装一个锥形套604，锥形套604大开口端朝向扇形板601，锥形套604的内侧壁上均匀设有弧面表面的凸起605。
当直筒在钻井内下降时，钻头的端部依次穿过圆形定位区域和锥形套604中间，锥形套604的内侧壁上的凸起605内表面设置成弧面，凸起605和钻头锥面通过线接触不会存留泥浆。
如图8-9和图12-13，任意一个扇形板601内部水平设置有一端开口的销轴滑移腔602，销轴滑移腔602内插接一个可活动伸出的销轴606，销轴606外端部穿出开口并向着相邻的另一个扇形板601方向延伸，且另一个扇形板601的侧面对应销轴606的端部设置内凹的销轴安装孔603；
销轴606内端部与销轴滑移腔602内部配合，销轴滑移腔602的开口上固定设有密封套607，密封套607套接在销轴606上。销轴滑移腔602的两侧顶部分别连通第一输出液压管51和第二输出液压管52；
第一输出液压管51和第二输出液压管52内分别交替地向销轴滑移腔602注入液压油，并推动销轴606在销轴滑移腔602内滑动。
进一步的，如图4、7、8所示，任意一个销轴滑移腔602上均连通一个第一输出液压管51和一个第二输出液压管52，所有的第一输出液压管51向护筒41上方延伸，并同时连通在第一管道接头35的底部，第一管道接头35的顶部连通第一液压管104；所有的第二输出液压管52同样向护筒41上方延伸，并同时连通在第二管道接头36的底部，第二管道接头36的顶部连通第二液压管105，第一管道接头35和第二管道接头36同轴安装在护筒41顶部。
在护筒41的内壁沿着液压管延伸的方向分布有多个环形圈，环形圈的口径大于第一输出液压管51和第二输出液压管52的直径，第一输出液压管51和第二输出液压管52穿过与之对应的环形圈向护筒41顶部延伸，第一输出液压管51和第二输出液压管52的长度稍大于整个直筒的长度，使得直筒在左右60°范围内转动时，第一输出液压管51和第二输出液压管52不会在直筒内发生缠绕。
第一管道接头35和第二管道接头36固定吊装在动力驱动平台3内顶部，在直筒转动时，第一管道接头35和第二管道接头36不会跟随转动，因此第一输出液压管51和第二输出液压管52的长度会稍长于直筒的长度，使得直筒小幅度转动时，第一输出液压管51和第二输出液压管52具有足够的长度保持与第一管道接头35和第二管道接头36连通。
如图1-3，第一液压管104和第二液压管105分别连接电磁换向阀103的两个输出端，电磁换向阀103的输入端连通液压泵102，液压泵102的输入端连通装有液压油的液压箱101。
请参阅图1-2，本发明还提供一种钻头的打捞装置，包括机车1和起吊定位机构的立柱2，立柱2的底部铰接安装在机车1上的安装平台外端；
立柱2中部铰接斜支撑液压缸201的一端，斜支撑液压缸201的另一端铰接安装在机车1的安装平台上；
立柱2的顶部固定安装水平设置的水平吊架202，水平吊架202的一端安装顶部滑轮203，另一端设有曳引机构，钢缆205一端穿过顶部滑轮203、曳引机构，并固定连接配重滑轮组204，钢缆205另一端固定连接在动力驱动平台3顶部的滑轮302上。
如图1、2、4所示，立柱2上通过钢缆吊装动力驱动平台3；
动力驱动平台3包括底部设有开口的圆柱平台31，圆柱平台31的一侧固定设有滑爪301，滑爪301呈抱瓦式卡接在立柱2表面的导向滑轨206上；
圆柱平台31底部固定连接外齿回转支承32的内圈，外齿回转支承32的外圈通过螺栓与直筒顶部固接，且圆柱平台31上向外延伸出安装板3101，安装板3101上转动安装一个通过电机34驱动的齿轮33，齿轮33与外齿回转支承32外圈啮合。
此外，本发明还提供一种钻头的打捞方法，采用上述打捞装置，具体步骤如下：
S1：控制斜支撑液压缸201为立柱2的位置微调，使得直筒4位于钻井的上方；
S2：通过常规的曳引机构下方钢缆205，使得直筒4进入到钻井内；
S3：当直筒4下放到遇阻时，通过动力驱动平台3带动直筒在井内以不超过60°的角度正反方向的小幅度转动，直到直筒下放到最底端，套接在钻头的端部；
S4：启动液压泵102向第一液压管104内注入液压油，并通过第一管道接头35均匀分散到各个第一输出液压管51内，推动销轴66向外伸出，在伸出过程中销轴66的外端穿过钻头上的耳板孔并固定在销轴安装孔603内，完成定位机构与钻头的固定；
S5：通过曳引机构拉起钢缆205，将直筒连同固定好的钻头从钻井内拉出，然后通过电磁换向阀103向第二液压管105内注油，将销轴66从销轴安装孔603内推出，使其收缩到销轴滑移腔602内，完成钻头的拆卸。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
