專利名稱：自鉆巖錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合于用在礦業(yè)和隧道工業(yè)中、以提供頂面和壁 面支撐的錨桿。本發(fā)明適合于用在硬質(zhì)巖石場合以及較軟的地層(諸 如在煤礦中通?？梢姷?，因此應(yīng)理解本說明書使用的術(shù)語"巖石" 具有涵蓋上述兩種應(yīng)用場合的廣泛含義。
背景技術(shù)：
在釆礦和隧道操作中，頂面和壁面支撐是至關(guān)重要的。采礦和隧 道的壁面和頂面由巖層構(gòu)成，必須對(duì)其進(jìn)行加固以防止塌方的可能性。 巖錨桿被廣泛用于加固巖層。在傳統(tǒng)的地層支撐系統(tǒng)中，利用鉆桿在巖石中鉆出孔，然后將鉆 桿移開，接著在鉆出的孔中安裝巖錨桿并通常利用樹脂或水泥基的漿 料將巖錨桿固定就位。為了對(duì)這一過程進(jìn)行改善，已經(jīng)提出了自鉆巖錨桿，由此其也可 以用作鉆桿。這樣，利用自鉆巖錨桿，可以在單次通過中鉆出孔并將 該巖錨桿安裝起來。雖然自鉆巖錨桿提供了顯著改善巖錨桿的安裝時(shí)間的機(jī)會(huì)，但是 自鉆巖錨桿主要由于它們的制造成本而沒有得到廣泛利用。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，提供一種自鉆巖錨桿，其包括第一端部和第二端部， 在該第一端部和第二端部之間延伸的軸，以及錨固裝置，所述第一端 部具有用以穿透巖石的鉆尖且第二端部適合于連接到鉆鑿設(shè)備上，以使所述錨桿旋轉(zhuǎn)并推動(dòng)該錨桿，所述錨固裝置用于在錨桿被定位在鉆 出的孔中時(shí)保持該錨桿，并且它包括有心軸，所述心軸具有一個(gè)或 多個(gè)相對(duì)于所述軸傾斜的外表面，所述心軸安裝到軸上，或與軸一體 地形成；以及覆蓋楔形部分的至少一個(gè)擴(kuò)張件，其中所述至少一個(gè)擴(kuò) 張件在所述楔形部分和所述至少一個(gè)擴(kuò)張件之間發(fā)生預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí) 徑向向外運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)特定的形式中，所述錨桿在鉆孔操作中能夠沿第一方向繞 所述錨桿的軸線旋轉(zhuǎn)并沿相反的第二方向旋轉(zhuǎn)，以使所述心軸和所述 至少一個(gè)擴(kuò)張件之間產(chǎn)生預(yù)定運(yùn)動(dòng)，從而使得所述錨固裝置可以用于 將所述錨桿保持在鉆出的孔中。在一個(gè)形式中，所述心軸安裝在所述軸上。另外，所述至少一個(gè) 擴(kuò)張件和心軸可以以使它們能夠相對(duì)于所述軸繞所述錨桿的軸線旋轉(zhuǎn) 的方式連接到所述錨桿的軸上。另外，在至少一個(gè)形式中，所述至少 一個(gè)擴(kuò)張件的內(nèi)表面和所述傾斜外表面成形為阻止所述至少一個(gè)擴(kuò)張 件和所述心軸之間產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)。這樣，所述至少一個(gè)擴(kuò)張件和所述 心軸繞所述錨桿的軸一起旋轉(zhuǎn)。在上述布置的一個(gè)特定的形式中，當(dāng)所述軸沿第二方向相對(duì)于所 述錨固裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述至少一個(gè)擴(kuò)張件被阻止沿所述錨桿的軸進(jìn)行 軸向運(yùn)動(dòng)，而所述心軸在一方向上沿著所述軸可軸向移動(dòng)，該方向使 所述至少一個(gè)擴(kuò)張件向外移動(dòng)。因此，通過這種構(gòu)造，所述軸相對(duì)于 所述錨固裝置的旋轉(zhuǎn)使得所述至少一個(gè)擴(kuò)張件和所述心軸之間產(chǎn)生相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致所述至少一個(gè)擴(kuò)張件的徑向向外移動(dòng)。在一個(gè)特定的形式中，所述心軸經(jīng)由包括在所述軸上的外螺紋和 設(shè)置在所述心軸的內(nèi)表面上的互補(bǔ)內(nèi)螺紋的螺紋聯(lián)接而被連接到所述 軸上。這樣，該螺紋聯(lián)接在所述軸與心軸之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)使得所述心 軸在所述軸上產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)特定的形式中，所述心軸沿著所述軸(即，朝向所述第二端部)的運(yùn)動(dòng)使得所述至少一個(gè)擴(kuò)張件徑向 向外移動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述錨固裝置還包括繞著所述至少一個(gè)擴(kuò)張 件設(shè)置的帶。在一個(gè)特定的形式中，所述帶具有兩個(gè)主要的作用第 一個(gè)作用是將所述擴(kuò)張件保持在縮回狀態(tài)，第二個(gè)作用是在所述錨桿 沿第二方向旋轉(zhuǎn)時(shí)促進(jìn)使所述錨固裝置和所述錨桿的軸之間產(chǎn)生相對(duì)
旋轉(zhuǎn)，從而使所述擴(kuò)張件產(chǎn)生徑向向外移動(dòng)。
在一個(gè)特定的形式中，所述帶包括一定成型面，其布置成當(dāng)所述 錨桿沿第一 (鉆鑿)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)越過鉆出的孔的巖石表面，并且其布 置成在所述帶沿相反的第二方向旋轉(zhuǎn)時(shí)更趨于夾持住鉆出的孔的壁 面。在一個(gè)特定的形式中，所述帶包括有帶主體和多個(gè)垂片，所述多 個(gè)垂片形成所述帶的成型面并從所述帶主體延伸出來。在這種布置中， 當(dāng)所述帶的表面與鉆出孔的壁面接合時(shí)，所述垂片在所述錨桿沿第一 方向旋轉(zhuǎn)時(shí)被偏置成相對(duì)于所述帶主體折疊起來并在所述錨桿沿第二 方向旋轉(zhuǎn)時(shí)被偏置成向外延伸，以夾持住鉆出孔的壁面。
在一個(gè)特定的形式中，所述帶由聚合材料形成。
在一個(gè)形式中，自鉆巖錨桿在所述軸內(nèi)包括有內(nèi)側(cè)通道。所述軸 通常由鋼形成且這個(gè)通道形成循環(huán)通道的一部分，以允許在所述錨桿 的第一端部處引入或抽出鉆鑿流體，并使得漿料能被泵送到鉆出的孔 中，從而將所述錨桿設(shè)置在適當(dāng)位置。通常，所述循環(huán)通道包括第二 通道，其形成在所述錨桿的軸和所述鉆出的孔的壁面之間。
可以利用各種技術(shù)來形成這種中空的軸。在一個(gè)特定的實(shí)施方式 中，所述軸由細(xì)長的金屬型材形成，其被折疊成使所述金屬型材的相
對(duì)的縱向邊緣相互接觸，從而形成接縫。這種形式的中空桿由OneSted Pty有限公司制造和提供并采用型鋼。這種中空軸的構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于，它能相對(duì)便宜地制造并因此非常理想適合于諸如錨桿用于單獨(dú)使用的 自鉆巖錨桿的應(yīng)用場合。
在另一形式中，所述軸沿著其長度的至少一部分為實(shí)心的且有一 軸套布置成繞該部分延伸，從而在所述軸和軸套之間形成一個(gè)通道。 這個(gè)通道又形成所述循環(huán)通道的一部分。在與本申請(qǐng)同一日提交的本 申請(qǐng)人:的相應(yīng)的國際申請(qǐng)"自鉆巖錨桿"中公開了這種布置，本文通 過交叉引用的方式結(jié)合了該申請(qǐng)的內(nèi)容。
在一個(gè)形式中，所述鉆尖從錨桿的軸線徑向延伸出來，延伸距離 比所述軸更大，以在所述軸和鉆出的孔的壁面之間形成通道。在一個(gè) 形式中，所述鉆尖直接位于所述錨桿的軸上，所述軸可以諸如通過銑 削或鍛造操作而被加工成接納所述鉆尖。
在一可選形式中，所述巖錨桿還包括鉆頭，其被連接到所述軸的 一端并在其上包括有所述鉆尖。在這種布置中，所述鉆頭通過一定聯(lián)
接而被連接到所述軸的所述一端，該聯(lián)接布置成當(dāng)所述軸沿至少一個(gè) 方向旋轉(zhuǎn)時(shí)從所述軸給所述鉆頭施加旋轉(zhuǎn)。在這點(diǎn)上，所述聯(lián)接可以 為永久的，即，所述鉆頭可以被焊接到所述軸上，或者可選地，所述 鉆頭可以是可拆卸的。在后一布置中，所述聯(lián)接可以為允許施加旋轉(zhuǎn) 的相互配合的突起和凹槽形式，或者可選地，也可以采用螺紋聯(lián)接， 其中所述鉆頭包括具有外螺紋的鉆柄和設(shè)置在所述軸的內(nèi)表面上的互 補(bǔ)內(nèi)螺紋。
在一個(gè)形式中，所述錨固裝置設(shè)置在所述第一端部的附近。在上
述的布置中，當(dāng)所述至少一個(gè)擴(kuò)張件被限制沿所述軸進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，
這個(gè)擴(kuò)張件可以在該至少一個(gè)擴(kuò)張件的一端處被限制，從而允許所述 擴(kuò)張件的其余部分向外徑向延伸。在一個(gè)形式中，所述至少一個(gè)擴(kuò)張
件可以位于繞所述軸布置的槽中，或它可以被繞著所述軸設(shè)置的保持 套環(huán)卡住。在一可選的形式中，所述擴(kuò)張件可以設(shè)計(jì)成被卡在所述鉆頭和所述軸的端部之間，從而限制所述擴(kuò)張件的軸向運(yùn)動(dòng)。
在一個(gè)形式中，所述擴(kuò)張件從所述限制端部朝向所述錨桿的第二 端部向下伸出。在另一形式中，所述擴(kuò)張件朝向所述錨桿的第一端部 向上伸出。在后一布置中，所述至少一個(gè)擴(kuò)張件可定位在與所述第一 端部間隔開的位置處的一個(gè)槽中，或支承抵靠在與所述第一端部間隔 的位置處、設(shè)置在所述軸上的保持套環(huán)上。
在一個(gè)特定的形式中，設(shè)置有多個(gè)擴(kuò)張件，它們?cè)谑褂脮r(shí)關(guān)于所 述軸線成角度地隔開。在一個(gè)特定的形式中，設(shè)置有連接器，其將所 述擴(kuò)張件相互連接起來，且其布置成與所述錨桿的軸接合，以防止所 述擴(kuò)張件沿所述軸的軸向運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)形式中，這個(gè)連接器可以形成 為多個(gè)部件，或者能發(fā)生變形，以繞所述軸中的凹槽延伸并定位在該 凹槽中。
在關(guān)于上述布置的可選布置中，所述擴(kuò)張件可以形成為包括中心 孔的單個(gè)部件。在這種布置中，在一個(gè)形式中，所述擴(kuò)張件設(shè)計(jì)成定 位于所述鉆頭和所述軸的端部之間，且所述鉆頭的鉆柄布置成在形成 于所述連接器的孔內(nèi)延伸。在另一形式中，所述軸延伸穿過所述孔且 所述擴(kuò)張件通過一個(gè)或多個(gè)保持套環(huán)而被保持在適當(dāng)位置。
在一個(gè)特定的形式中，所述巖錨桿還包括驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件，其布置在 所述第二端部附近并設(shè)計(jì)用于與所述鉆鑿設(shè)備相互接合。該驅(qū)動(dòng)聯(lián)接 件還連接到所述軸上，以允許向所述錨桿的軸施加旋轉(zhuǎn)和推動(dòng)。
在一個(gè)特定的形式中，所述驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件為驅(qū)動(dòng)螺母的形式，其通 過螺紋聯(lián)接而與錨桿的軸連接，該螺紋聯(lián)接包括位于所述軸上的外螺 紋和位于所述驅(qū)動(dòng)螺母內(nèi)表面上的互補(bǔ)內(nèi)螺紋。
在一個(gè)特定的形式中，設(shè)置有止動(dòng)件，其用于禁止所述驅(qū)動(dòng)螺母軸向運(yùn)動(dòng)超過所述軸上的預(yù)定位置。在一個(gè)特定的形式中，這個(gè)止動(dòng) 件為鎖定螺母的形式，其被固定到所述軸上并通過螺紋聯(lián)接而連接到 所述軸上，該螺紋聯(lián)接優(yōu)選地具有與所述驅(qū)動(dòng)螺母上使用的旋向相反 的旋向的螺紋。
在一個(gè)形式中，設(shè)置有扭矩裝置，用于限制驅(qū)動(dòng)螺母沿著所述軸 的軸向運(yùn)動(dòng)，直到向所述螺母施加了預(yù)定扭矩為止。在一個(gè)特定的形 式中，這個(gè)扭矩裝置為徑向延伸穿過所述螺母并進(jìn)入所述軸的扭矩銷 (torque pin)的形式，且其中所述扭矩銷用于在對(duì)所述螺母施加了預(yù) 定扭矩時(shí)剪斷。在一個(gè)形式中，所述扭矩裝置還可以作為止動(dòng)件，以 禁止所述驅(qū)動(dòng)螺母軸向運(yùn)動(dòng)超過所述軸上的預(yù)定位置。
在所述自鉆巖錨桿的一個(gè)特定實(shí)施方式的操作中，所述錨桿經(jīng)由 驅(qū)動(dòng)螺母而被固定到鉆鑿設(shè)備上，所述驅(qū)動(dòng)螺母使所述錨桿沿第一方 向旋轉(zhuǎn)。鉆鑿流體被泵送到所述第一端部，淹沒所述巖錨桿的切割表 面。當(dāng)完成鉆鑿階段時(shí)，所述鉆鑿設(shè)備然后使所述錨桿沿相反的方向 旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致所述錨固裝置啟動(dòng)，且在一個(gè)特定的形式中，使所述心軸 沿著所述錨桿的軸軸向運(yùn)動(dòng)，從而使所述擴(kuò)張件擴(kuò)張。
在一個(gè)特定的形式中，用于心軸和驅(qū)動(dòng)螺母的螺紋聯(lián)接具有相同 旋向的螺紋。通過這種布置，當(dāng)沿第二方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于通過所述扭 矩銷而防止產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此所述驅(qū)動(dòng)螺母與所述軸一起旋轉(zhuǎn)，從 而使所述軸沿第二方向旋轉(zhuǎn)。如果所述帶繞著所述擴(kuò)張件布置，則這 個(gè)旋轉(zhuǎn)會(huì)使得所述帶的垂片向外張開，從而形成所述帶，這又使得所 述擴(kuò)張件和心軸開始相對(duì)于所述錨桿的軸滑動(dòng)。如果不設(shè)置帶，則會(huì) 使所述擴(kuò)張件直接夾持住孔的壁面，以使所述擴(kuò)張件滑動(dòng)。在錨固裝 置和所述軸之間產(chǎn)生的這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)使所述心軸旋開所述軸的螺紋， 從而使所述擴(kuò)張件徑向向外移動(dòng)，與所述鉆出孔的巖石表面更緊密地 相接合。當(dāng)所述擴(kuò)張件牢固地與所述壁面接合時(shí)，所述錨桿被牢固地保持 在適當(dāng)位置。因此，如果需要的話，可以卸下所述鉆鑿設(shè)備，并且稍 后可以將漿料注入所述孔中，從而將所述錨桿固定就位。
在此時(shí)，還可以通過持續(xù)沿第二方向?qū)λ鲵?qū)動(dòng)螺母施加扭矩， 使所述錨桿處于張緊狀態(tài)中。在特定的點(diǎn)下，所述擴(kuò)張件被壓迫得抵 靠于所述巖石壁面，使得所述楔形部分不能沿著所述軸再進(jìn)一步移動(dòng)。 然后，這有效地約束了所述錨桿并禁止其再進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。這在所述驅(qū) 動(dòng)螺母處產(chǎn)生扭矩，直到扭矩到達(dá)將會(huì)剪斷所述扭矩銷而允許所述驅(qū) 動(dòng)螺母相對(duì)于所述軸移動(dòng)的點(diǎn)為止。
一旦所述驅(qū)動(dòng)螺母能沿著所述錨桿軸移動(dòng)時(shí)，其將移動(dòng)得與巖石 層的外表面接合(直接地或通過支承板接合)，這使得所述錨桿隨著 所述驅(qū)動(dòng)螺母與錨固裝置之間的錨桿距離縮短而處于張緊狀態(tài)中。這 使得巖石層處于壓縮狀態(tài)下。 一旦所述錨桿處在足夠大的張緊作用下， 則可以卸下所述鉆鑿設(shè)備，并且可以進(jìn)行最后階段，即通過將漿料引 入通過所述錨桿的內(nèi)側(cè)通道而將所述錨桿固定就位。


方便的是下面通過參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方式。附圖中的 細(xì)節(jié)和相關(guān)說明應(yīng)被理解為并不代替前文對(duì)本發(fā)明的廣義描述的一般 性。
在附圖中
圖l是自鉆巖錨桿的示意立體圖2是圖1的巖錨桿的第一端部的展開圖3是圖1的巖錨桿的第一端部的立體圖4是圖1的巖錨桿的第一端部位于巖石層時(shí)的剖視圖5是圖1的巖錨桿的錨固帶處于收縮狀態(tài)的細(xì)節(jié)圖6表示出處于展開狀態(tài)的圖5的錨固帶；圖7是圖1的巖錨桿的第二端部的分解圖； 圖8是圖1的巖錨桿的第二端部的立體圖； 圖9是圖8的第二端部位于巖石層時(shí)的剖視圖； 圖IO是圖1的巖錨桿的變型；
圖11是自鉆巖錨桿的第二實(shí)施方式的示意立體圖12是圖11的巖錨桿的第一端部的分解圖13是圖11的巖錨桿的第一端部的立體圖14是圖11的巖錨桿的第一端部位于巖石層時(shí)的剖視圖15是圖11的巖錨桿的錨固帶處于收縮狀態(tài)的細(xì)節(jié)圖16表示出處于展開狀態(tài)的圖15的錨固帶；
圖17是圖11的巖錨桿的第二端部的立體圖18是位于圖17的巖錨桿的第二端部處的灌注用驅(qū)動(dòng)螺母的立
體圖19是圖17的巖錨桿的第二端部位于巖石層時(shí)的剖視圖；以及 圖20是圖11的巖錨桿的變型。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了自鉆巖錨桿10，其包括第一 (鉆鑿)端部11和第二 (螺母)端部12，以及在相對(duì)的端部11、 12之間延伸的軸13。軸13 通常由鋼制成，該軸為中空的并包括中心通道14 (參見圖4和圖9)， 該中心通道允許流體從螺母端部12流動(dòng)經(jīng)過，到達(dá)鉆鑿端部11。至少 軸13的中心部分可以被穿孔有多個(gè)從中心通道14徑向向外延伸的孔。 使用時(shí)，自鉆巖錨桿IO連接到鉆鑿設(shè)備(未示出)并用作鉆桿，以在 巖石層500中鉆出孔100 (參見圖4和9)。之后，如下面將要詳細(xì)描 述的一樣，將巖錨桿IO固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，從而為巖石層500提供支 撐。
鉆鑿端部11包括在其遠(yuǎn)端處具有鉆尖16的鉆頭15和錨固裝置 23，該錨固裝置在使用時(shí)用于將錨桿保持在鉆出的孔中。錨固裝置23 可用于將錨桿IO保持在鉆出的孔中，以在將漿料引入到孔IOO中、而永久地將錨桿固定就位之前臨時(shí)地將所述錨桿固定就位，并且/或者用 于使所述錨桿張緊，從而使巖石層500處于壓縮狀態(tài)下。
圖2至圖6最佳地示出了鉆鑿端部11的細(xì)節(jié)。
如在圖2中最佳地示出的一樣，鉆頭15包括在其外端包括鉆尖 16的鉆頭主體17和在其外表面包括有外螺紋22的鉆頭鉆柄18。通道 19從鉆柄18的遠(yuǎn)端延伸穿過到達(dá)鉆頭主體17的遠(yuǎn)端。這個(gè)通道19設(shè) 置成當(dāng)鉆頭15固定于軸端20 (如圖4中最佳地示出)時(shí)與軸的通道 14流體連通。軸端20包括內(nèi)螺紋21 (參見圖4)，其與鉆頭鉆柄18 上的外螺紋22互補(bǔ)。這樣，鉆頭15能以簡單的方式螺紋連接在軸13 的軸端20上。
在鉆鑿操作中，鉆鑿設(shè)備通常使鉆軸右旋旋轉(zhuǎn)。為了確保鉆頭15 在鉆鑿操作中不會(huì)與軸分離，鉆頭15和軸13之間的螺紋聯(lián)接為右旋 螺紋，以便促使鉆頭和軸之間的螺紋聯(lián)接在鉆鑿操作中緊固。
錨固裝置23設(shè)置在鉆頭15的下方并包括一對(duì)擴(kuò)張件24，該對(duì)擴(kuò) 張件設(shè)計(jì)用于從如圖中示出的縮回位置向外運(yùn)動(dòng)到擴(kuò)張位置(未示 出)，在此擴(kuò)張位置，擴(kuò)張件24與鉆出的孔100的壁101接合。
擴(kuò)張件24通過連接器25相互聯(lián)接起來。這個(gè)連接器通常由彈簧 鋼制成并包括主體部分26和連接支腳27。連接支腳27被焊接(或以 其他方式固定)到擴(kuò)張件24的近端28。通過用彈簧鋼制成連接器25， 其可彎曲，從而形成活動(dòng)鉸鏈，允許擴(kuò)張件樞轉(zhuǎn)，從而使得擴(kuò)張件能 夠容易地在其縮回位置和其擴(kuò)張位置之間運(yùn)動(dòng)。
在使用中，連接器的主體26布置成以使擴(kuò)張件可繞軸的軸線20 旋轉(zhuǎn)但阻止它們沿錨桿的軸軸向運(yùn)動(dòng)的方式被卡在鉆頭15和軸端20 之間。錨固裝置23還包括心軸29，呈示出形式的心軸包括相對(duì)的傾斜
面30和31。心軸29包括頭部32和兩個(gè)懸垂支腳33和34，且頭部32 的相對(duì)面和支腳33， 34的相對(duì)邊緣面分別形成了傾斜面30和31中的 一個(gè)傾斜面。
心軸布置成使傾斜面30和31設(shè)計(jì)為與擴(kuò)張件24的內(nèi)表面35抵 靠，從而使心軸朝向軸的螺母端部12的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得擴(kuò)張件從其縮回 位置向其展開位置移動(dòng)。
為了能夠引起這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，心軸在示出的布置結(jié)構(gòu)中通過螺紋 聯(lián)接而被連接到錨桿的軸上，該螺紋聯(lián)接由形成在心軸29的頭部32 中的內(nèi)孔37中的內(nèi)螺紋36和形成在錨桿的軸13上的外螺紋38構(gòu)成。
心軸29和錨桿的軸13之間的螺紋聯(lián)接為左旋螺紋，從而使得當(dāng) 錨桿進(jìn)行鉆鑿操作(在軸的右旋旋轉(zhuǎn)的作用下)時(shí)，心軸和軸之間的 任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)將使心軸朝向鉆鑿端部移動(dòng)，從而確保擴(kuò)張件不會(huì)移動(dòng) 到它們的擴(kuò)張狀態(tài)。
錨固裝置23還包括錨固帶39，其繞著擴(kuò)張件24的遠(yuǎn)端40布置。 錨固帶39通常由聚合材料制成并包括帶主體41和多個(gè)垂片42，這些 多個(gè)垂片繞帶主體41的周邊布置，形成成型面43。
錨固帶39的這個(gè)成型面43設(shè)置成采取兩種狀態(tài)，最佳如圖5和 圖6中示出。在圖5示出的第一狀態(tài)下，垂片42相對(duì)于帶主體41折 疊。這個(gè)狀態(tài)在帶進(jìn)行右旋旋轉(zhuǎn)時(shí)出線，如在鉆鑿操作中的情況一樣。 在最佳如圖6中示出的第二狀態(tài)中，垂片42從帶主體39向外伸出。 這在錨桿的軸進(jìn)行相反旋轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)，并且這通過帶在該旋轉(zhuǎn)作 用下越過鉆出的孔的壁面101而引起。當(dāng)在此第二 (或擴(kuò)張)狀態(tài)時(shí)， 所述帶有更大傾向接合鉆出的孔的壁面101。 一旦進(jìn)行夾持，則錨固裝置開始相對(duì)于軸滑動(dòng)，從而引起一定程度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)又使 得心軸開始沿著軸旋繞，從而使擴(kuò)張件向外移動(dòng)。
圖10中示出了巖錨桿50，圖IO包括巖錨桿10的錨固裝置23的 變型。由于錨桿50包括了錨桿10的多個(gè)特征，因此相同的特征由相 同附圖標(biāo)記表示。
在錨桿50中，設(shè)置有擴(kuò)張組件51，其包括擴(kuò)張件24和繞錨桿50 的軸13設(shè)置的套環(huán)52。套環(huán)52的作用與前一實(shí)施方式的連接器25的 作用相同并與擴(kuò)張件24的近端28相互連接。
與前一實(shí)施方式相反，擴(kuò)張組件51被定位成使擴(kuò)張件的遠(yuǎn)端40 面朝鉆鑿端部ll，而不是如前一實(shí)施方式中一樣面朝螺母端部12。為 了防止擴(kuò)張組件51朝向螺母端部12運(yùn)動(dòng)，將擴(kuò)張組件51定位在一個(gè) 保持裝置53上，該保持裝置包括軸向固定在錨桿的軸13上的止推環(huán) 54和設(shè)置在止推環(huán)54與套環(huán)52之間的滑動(dòng)環(huán)55。
在與前一實(shí)施方式一致的布置中，擴(kuò)張組件51包括心軸29，該 心軸布置成使其傾斜表面30和31設(shè)計(jì)為抵靠擴(kuò)張件24的內(nèi)表面35。 這樣，禁止了心軸29與擴(kuò)張件24之間繞軸線的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。另外，心 軸29朝向軸的螺母端部12的相對(duì)于運(yùn)動(dòng)使得擴(kuò)張件從其縮回位置移 向其展開位置。而且，心軸通過螺紋聯(lián)接(未示出)而連接到錨桿的 軸。心軸29和錨桿的軸13之間的螺紋聯(lián)接為左旋螺紋，從而當(dāng)巖錨 桿進(jìn)行鉆鑿操作(在軸的右旋旋轉(zhuǎn)作用下)時(shí)，心軸和軸之間的任何 相對(duì)運(yùn)動(dòng)將使得心軸朝向鉆鑿端部移動(dòng)，從而確保擴(kuò)張件不會(huì)移動(dòng)到 它們的擴(kuò)張狀態(tài)。在錨桿50左旋旋轉(zhuǎn)的作用下，擴(kuò)張件布置成開始旋 轉(zhuǎn)(雖然未示出)，錨固裝置23也可以包括有用于促使該旋轉(zhuǎn)的帶39。 由于心軸部分29和擴(kuò)張組件51 —起旋轉(zhuǎn)，故而這個(gè)旋轉(zhuǎn)被傳遞至心 軸29，從而致動(dòng)所述錨固裝置23并使心軸朝向螺母端部12運(yùn)動(dòng)。圖7至圖9示出了巖錨桿10的螺母端部12。驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件43設(shè)置 在端部12附近并設(shè)置用于和鉆鑿設(shè)備與軸相互接合，從而使得能夠旋 轉(zhuǎn)和推進(jìn)錨桿的軸。驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件43的形式為通過螺紋聯(lián)接而連接到錨 桿的軸13上的驅(qū)動(dòng)螺母，該螺紋聯(lián)接由布置在軸13上的外螺紋44和 布置在驅(qū)動(dòng)螺母的內(nèi)表面上的互補(bǔ)內(nèi)螺紋45構(gòu)成。
呈示出形式的螺紋聯(lián)接為左旋螺紋，因此在鉆鑿操作中，施加于 驅(qū)動(dòng)螺母上的扭矩趨于使螺母放開軸13的第二端部。為了防止出現(xiàn)這 種情況，設(shè)置止動(dòng)組件46，它用于禁止驅(qū)動(dòng)螺母軸向運(yùn)動(dòng)超過軸上的 預(yù)定位置。在所示的形式中，該止動(dòng)組件為鎖定螺母47的形式，其固 定于軸的末端部分48，所述末端部分的直徑減小。鎖定螺母47通過螺 紋聯(lián)接而連接到末端部分48上(即，末端上的外螺紋49和螺母上的 互補(bǔ)內(nèi)螺紋50)，該螺紋聯(lián)接與驅(qū)動(dòng)螺母的螺紋聯(lián)接的旋向相反。
另外，驅(qū)動(dòng)螺母47還通過扭矩銷51連接到軸上，該扭矩銷布置 成限制驅(qū)動(dòng)螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，直到有預(yù)定扭矩施加于螺母為止。扭矩 銷51徑向延伸通過螺母47并進(jìn)入軸13中(最佳如圖9中示出)，并 且它用于在有預(yù)定扭矩作用于螺母時(shí)剪斷。如果扭矩銷設(shè)計(jì)成具有足 夠的強(qiáng)度，則可以避免需要引入鎖定螺母47。
雖然在示出形式中，顯示出自鉆巖錨桿IO具有帶中心通道的軸， 但是應(yīng)明白本發(fā)明并不限于這種布置。例如，巖錨桿可以包括沿其長 度的相當(dāng)大部分為實(shí)心的軸。圖11至圖20示出了這種布置。
圖11示出了根據(jù)另一實(shí)施方式的自鉆巖錨桿210，其包括第一(鉆
鑿)端部211和第二 (螺母)端部212，以及在相對(duì)的端部211、 212
之間延伸的軸。軸213通常由鋼制成，該軸沿其長度的主要(第二) 部分為實(shí)心的并包括有沿鉆鑿端部附近的錨桿的遠(yuǎn)端(第一)部分的
內(nèi)側(cè)通道24 (參見圖14)。內(nèi)側(cè)通道通過側(cè)向端口 260和通過端部端
口261，在兩個(gè)位置處與軸的外部連通。鉆鑿端部211包括有在其遠(yuǎn)端處有鉆尖216的鉆頭215和錨固裝 置223，該錨固裝置在使用時(shí)設(shè)置用于將錨桿保持在鉆出的孔中。錨固 裝置223沿著錨桿的第一部分延伸并用于將錨桿210保持在鉆出的孔 中，以在將漿料引入到鉆出的孔100中而永久地將錨桿固定就位之前 臨時(shí)地將所述錨桿固定就位，并且/或者用于使所述錨桿張緊，從而使 巖石層500處于壓縮狀態(tài)下。
圖12至圖16最佳地示出了鉆鑿端部211的細(xì)節(jié)。
如在圖12中最佳地示出，鉆頭215包括在其外端包括鉆尖216的 鉆頭主體217和在其外表面包括有外螺紋222的鉆頭鉆柄218。通道 219從鉆柄218的遠(yuǎn)端延伸穿過，到達(dá)鉆頭主體217的遠(yuǎn)端。這個(gè)通道 219設(shè)置成當(dāng)鉆頭215固定于軸端220 (如圖4中最佳地示出)時(shí)與 軸的內(nèi)側(cè)通道214的端部端口 261流體連通。軸端220包括內(nèi)螺紋221 (參見圖4)，其與鉆頭鉆柄218上的外螺紋222互補(bǔ)。這樣，鉆頭 215能以簡單的方式螺紋連接在軸213的軸端220上。
在鉆鑿操作中，鉆鑿設(shè)備通常使鉆軸右旋旋轉(zhuǎn)。為了確保鉆頭215 在鉆鑿操作中不會(huì)與軸分離，鉆頭215和軸213之間的螺紋聯(lián)接為右 旋螺紋，從而趨于促使鉆頭和軸之間的螺紋聯(lián)接在鉆鑿操作中緊固。
錨固裝置223及其操作的形式與前一實(shí)施方式的一致，因此相同 的特征由相同的附圖標(biāo)記表示，但是前綴上數(shù)字"2"，以區(qū)分不同的 實(shí)施方式。圖20中類似示出了錨桿210的錨固裝置223的變形，且其 形式與圖10中示出的一樣，因此相同的特征由相同的附圖標(biāo)記表示， 但是前綴上數(shù)字"2"，以區(qū)分不同的實(shí)施方式。
如在圖11和圖14中最佳地示出，巖錨桿210包括沿軸213的主 要部分的軸套262。軸套261從錨固裝置223 (或擴(kuò)張組件251)的附近朝向螺母端部212延伸并到達(dá)螺母端部附近。軸套的作用是形成循 環(huán)路徑的至少一部分，以允許流體在螺母端部212與鉆鑿端部211之 間經(jīng)過。通過形成在錨桿的軸213和軸套262之間的通道以及內(nèi)側(cè)通 道214而形成了循環(huán)路徑。如在圖14中最佳地示出，內(nèi)側(cè)通道214與 形成在軸213和軸套262之間的、穿過惻向端口 260的通道263連通。 由于軸套262不需要承受任何大的載荷，因此軸套可由諸如塑料等廉 價(jià)的材料制成。用塑料來制造軸套的另一優(yōu)點(diǎn)在于，其可以提供防水 屏障，以抑制鋼制軸在處于適當(dāng)位置時(shí)的腐蝕。
循環(huán)路徑還包括形成在軸套262和鉆出的孔100的壁面101之間 的外側(cè)通道264。通過鉆尖216徑向延伸的距離大于軸套262半徑而形 成這個(gè)外側(cè)通道。
軸套262在其遠(yuǎn)端265處由套環(huán)266密封。這個(gè)套環(huán)266在示出 的形式下包括有內(nèi)螺紋并螺紋連接到在軸213的上部上加工出來的外 螺紋238。
軸套262的近端267還通過與驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件243的相互接合而被密 封起來，下面將詳細(xì)描述驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件。
圖17至圖19示出了巖錨桿210的螺母端部212，其包括有驅(qū)動(dòng) 聯(lián)接件243。驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件設(shè)置在端部212的附近并布置成與鉆鑿設(shè)備與 軸相互接合，從而允許向錨桿的軸213施加旋轉(zhuǎn)和推進(jìn)力。驅(qū)動(dòng)聯(lián)接 件243為灌注用驅(qū)動(dòng)螺母243的形式(如在圖18中最佳地示出)，其 通過螺紋聯(lián)接而連接到錨桿的軸213，該螺紋聯(lián)接由設(shè)置在軸213上的 外螺紋244和設(shè)置在驅(qū)動(dòng)螺母243的內(nèi)表面上的互補(bǔ)內(nèi)螺紋245構(gòu)成。
呈示出形式的螺紋聯(lián)接為左旋螺紋，從而在鉆鑿操作中，作用于 驅(qū)動(dòng)螺母的扭矩趨于使其松開軸213的第二端部。為了防止出現(xiàn)這種 情況，設(shè)置止動(dòng)組件246，它用于抑制驅(qū)動(dòng)螺母軸向運(yùn)動(dòng)超過軸上的預(yù)定位置。在所示的形式中，該止動(dòng)組件為鎖定螺母247的形式，其固 定于軸的末端部分248，所述末端部分的直徑減小。鎖定螺母247通過 螺紋聯(lián)接(即，末端上的外螺紋249和螺母上的互補(bǔ)內(nèi)螺紋250)而連 接到末端部分248上，該螺紋聯(lián)接與驅(qū)動(dòng)螺母的螺紋聯(lián)接的旋向相反。
另外，驅(qū)動(dòng)螺母243還通過扭矩銷251而連接到軸上，該扭矩銷 布置成限制驅(qū)動(dòng)螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，直到有預(yù)定扭矩施加于螺母為止。 扭矩銷251徑向延伸通過螺母247并進(jìn)入軸213中(最佳如圖19中示 出)，并且它用于在有預(yù)定扭矩作用于螺母時(shí)剪斷。如果扭矩銷251 設(shè)計(jì)成具有足夠的強(qiáng)度，則可以避免需要引入鎖定螺母247。
如在圖18中最佳地示出，驅(qū)動(dòng)螺母243包括環(huán)形凹槽268和套環(huán) 268，套環(huán)設(shè)置成接納套筒的近端267，從而將驅(qū)動(dòng)螺母243密封于該 近端。另外，驅(qū)動(dòng)螺母243還包括有端口 270，其允許流體被引入通道 263或從通道263流出，該通道263設(shè)置在套筒262和軸213之間。
支承板271和球形墊圈272可以設(shè)置在軸213上并由驅(qū)動(dòng)螺母243 卡住。支承板271布置成支承抵靠巖石層500的外面501。
在操作中，錨桿10或210通過驅(qū)動(dòng)螺母43， 243而被固定于鉆遭 設(shè)備，該鉆鑿設(shè)備使錨桿沿第一方向旋轉(zhuǎn)。鉆鑿流體被泵送通過錨桿 的循環(huán)通道，淹過巖錨桿的切割表面。
當(dāng)完成鉆鑿階段時(shí)，所述鉆鑿設(shè)備然后使錨桿沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。 由于扭矩銷防止了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此驅(qū)動(dòng)螺母43， 243與軸一起旋轉(zhuǎn)。 這個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)設(shè)置用于在擴(kuò)張件24， 224和心軸29， 229中相對(duì)于 錨桿的軸產(chǎn)生"滑動(dòng)"。通過使帶39， 239進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使得帶的 垂片42， 242向外張開，使帶夾持住壁面101，可以促使所述滑動(dòng)。在 錨固裝置和軸之間產(chǎn)生的這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得心軸松開軸的螺紋，從而 使擴(kuò)張件徑向向外運(yùn)動(dòng)，接合鉆出的孔的巖石表面。當(dāng)擴(kuò)張件與壁面接合時(shí)，錨桿被牢固地保持在適當(dāng)位置。因此， 如果需要的話，則可以卸下所述鉆鑿設(shè)備并稍后可以將漿料注入所述 孔中，從而將所述錨桿固定就位。
在此階段時(shí)，還可以通過持續(xù)沿第二方向?qū)︱?qū)動(dòng)螺母43， 243施 加扭矩而使所述錨桿處于張緊狀態(tài)。在一個(gè)特定點(diǎn)下，擴(kuò)張件24， 224 被壓迫得抵靠于所述巖石壁面，使得所述楔形部分不能沿著所述軸再 進(jìn)一步移動(dòng)。然后，這有效地約束了錨桿并禁止其再進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。這 在驅(qū)動(dòng)螺母43， 243處產(chǎn)生扭矩，直到扭矩到達(dá)將會(huì)剪斷扭矩銷51， 251而允許驅(qū)動(dòng)螺母相對(duì)于軸移動(dòng)的點(diǎn)為止。然后，這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)使 螺母旋緊所述軸。
一旦所述驅(qū)動(dòng)螺母能沿著所述錨桿的軸移動(dòng)時(shí)，其將移動(dòng)成與巖 石層500的外表面102接合(直接地或通過支承板接合)，從而使得 所述錨桿隨著所述驅(qū)動(dòng)螺母與錨固裝置之間的錨桿的有效長度縮短而 處于張緊狀態(tài)。這使得巖石層處于壓縮狀態(tài)下。 一旦所述錨桿處在足 夠大的張緊作用下，則可以卸下所述鉆鑿設(shè)備，從而可以進(jìn)行最后階 段，即通過將漿料引入穿過所述錨桿的內(nèi)側(cè)通道而將所述錨桿固定就 位。
在本發(fā)明的所附權(quán)利要求書以及前面的說明中，除了文中需要， 或者由于表述語言或必須的含義，詞語"包括"或諸如"包括有"的 變形都是在包括的含義下使用的，即，限定存在有所述的特征，但并 不排除在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中的其他特征的存在或增加。
在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以對(duì)前述的部分進(jìn)行各 種變形和/或修改。
權(quán)利要求
1. 一種自鉆巖錨桿，其包括第一端部和第二端部，在該第一端部和第二端部之間延伸的軸，以及錨固裝置，所述第一端部具有用以穿透巖石的鉆尖，且所述第二端部適合于連接到鉆鑿設(shè)備上，以使所述錨桿旋轉(zhuǎn)并推動(dòng)該錨桿，所述錨固裝置用于在錨桿定位在鉆出的孔中時(shí)保持該錨桿，并且該錨固裝置包括有心軸，所述心軸具有一個(gè)或多個(gè)相對(duì)于所述軸傾斜的外表面，所述心軸被安裝到所述軸上，或與所述軸一體地形成；以及覆蓋所述心軸的至少一個(gè)擴(kuò)張件，其中所述至少一個(gè)擴(kuò)張件在所述心軸和所述至少一個(gè)擴(kuò)張件之間發(fā)生預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑向向外移動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自鉆巖錨桿，其中，所述預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng) 是所述心軸相對(duì)于所述至少一個(gè)擴(kuò)張件在沿著所述軸朝向所述第二端 部的軸向方向上的運(yùn)動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自鉆巖錨桿，其中所述心軸被安裝在所 述軸上，且通過所述心軸的傾斜表面與所述至少一個(gè)擴(kuò)張件的內(nèi)表面 的接合，約束所述至少一個(gè)擴(kuò)張件和所述心軸繞所述軸的軸線的相對(duì) 轉(zhuǎn)動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的自鉆巖錨桿，其中所述至少一個(gè)擴(kuò) 張件被限制沿著所述錨桿的所述軸進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自鉆巖錨桿，其中所述心軸經(jīng)由螺紋聯(lián) 接而與所述軸連接，所述螺紋聯(lián)接包括所述軸上的外螺紋和設(shè)置在所 述心軸的內(nèi)表面上的互補(bǔ)內(nèi)螺紋。
6. 根據(jù)前述任一項(xiàng)所述的自鉆巖錨桿，其中所述錨桿在鉆鑿操作 中沿第一方向繞著所述軸的軸線旋轉(zhuǎn)，并且沿相反的第二方向旋轉(zhuǎn)，以使所述心軸與所述至少一個(gè)擴(kuò)張件之間產(chǎn)生所述預(yù)定運(yùn)動(dòng)，從而使 所述錨固裝置能夠用于將所述錨桿保持在鉆出的孔中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自鉆巖錨桿，還包括繞所述錨固裝置設(shè)置的帶，所述帶包括成型面，該成型面布置成當(dāng)所述帶沿所述第二方 向旋轉(zhuǎn)時(shí)夾持住鉆出的孔的壁面，從而使得所述軸相對(duì)于所述錨固裝 置發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的自鉆巖錨桿，其中所述帶的成型面設(shè)置 成在所述錨桿沿所述第一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)越過巖石表面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的自鉆巖錨桿，其中所述帶包括有帶 主體和多個(gè)垂片，所述多個(gè)垂片形成了所述帶的成型面并且從所述帶 主體延伸出來，其中，當(dāng)所述帶的表面與鉆出孔的壁面接合時(shí)，所述 垂片在沿所述第一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)被偏置成相對(duì)于所述帶主體折疊起來， 并且在所述錨桿沿所述第二方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述垂片被偏置成向外延伸， 以夾持住鉆出孔的壁面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的自鉆巖錨桿，其中所述 帶由聚合材料制成。
11. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自鉆巖錨桿，其中所述錨桿 設(shè)置成當(dāng)定位于鉆出的孔中時(shí)允許流體在所述第一和第二端部之間經(jīng) 過。
12. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自鉆巖錨桿，其中所述鉆尖 徑向延伸的距離大于所述軸的半徑，以提供通道，以便在所述軸和鉆 出孔的壁面之間輸送流體。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的自鉆巖錨桿，其中所述軸包括有內(nèi)側(cè)通道，用于允許流體在所述第一端部和第二端部之間經(jīng)過。
14. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自鉆巖錨桿，還包括鉆頭， 其連接到所述軸的一端并在其上包括有所述鉆尖，所述鉆頭通過一定 聯(lián)接而被連接到所述軸的所述一端，該聯(lián)接設(shè)置成當(dāng)所述軸沿至少一 個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)從所述軸給所述鉆頭施加旋轉(zhuǎn)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的自鉆巖錨桿，其中所述鉆頭和所述軸之間的聯(lián)接包括螺紋聯(lián)接，該螺紋聯(lián)接具有位于所述鉆頭的鉆柄上的 外螺紋和設(shè)置在所述軸的內(nèi)表面上的互補(bǔ)的內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋限定出 所述內(nèi)側(cè)通道。
16. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自鉆巖錨桿，其中所述錨固 裝置還包括連接器，并且所述至少一個(gè)擴(kuò)張件懸于該連接器，且其中 所述連接器被卡住，以防止所述至少一個(gè)擴(kuò)張件沿著所述軸進(jìn)行軸向 運(yùn)動(dòng)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16在從屬于權(quán)利要求14或15時(shí)所述的自鉆巖 錨桿，其中所述連接器被卡在所述鉆頭和所述軸的所述一端之間。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的自鉆巖錨桿，其中所述連接器由設(shè)置 在所述軸上的保持套環(huán)卡住。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的自鉆巖錨桿，其中在 所述連接器和至少一個(gè)擴(kuò)張件之間形成有鉸鏈，且其中所述至少一個(gè) 擴(kuò)張件設(shè)置成通過繞所述鉸鏈的樞轉(zhuǎn)而徑向向外移動(dòng)。
20. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的自鉆巖錨桿，還包括設(shè)置在 所述第二端部附近的驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件，該聯(lián)接件與所述軸連接起來，以允 許使所述錨桿的所述軸旋轉(zhuǎn)并對(duì)該軸施加推進(jìn)力。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的自鉆巖錨桿，其中所述驅(qū)動(dòng)聯(lián)接件為 驅(qū)動(dòng)螺母的形式，其通過螺紋聯(lián)接而被連接到所述錨桿的所述軸，所 述螺紋聯(lián)接由設(shè)置在所述軸上的外螺紋和設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)螺母的內(nèi)表 面上的內(nèi)螺紋構(gòu)成。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的自鉆巖錨桿，還包括止動(dòng)組件， 其固定于所述軸并用于禁止所述驅(qū)動(dòng)螺母超過所述軸上的預(yù)定位置的 軸向運(yùn)動(dòng)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的自鉆巖錨桿，其中所述止動(dòng)組件為固 定于所述軸的末端上的鎖定螺母形式。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20至23所述的自鉆巖錨桿，還包括扭矩裝置， 其用于限制所述驅(qū)動(dòng)螺母沿所述軸的軸向運(yùn)動(dòng)，直到有預(yù)定扭矩施加 于所述螺母為止。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的自鉆巖錨桿，其中所述扭矩裝置為扭 矩銷形式，其徑向延伸穿過所述螺母并進(jìn)入所述軸中，所述扭矩銷用于在預(yù)定大小的扭矩施加于所述螺母時(shí)剪斷。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21當(dāng)從屬于權(quán)利要求5時(shí)所述的自鉆巖錨桿， 其中所述楔形部分和所述驅(qū)動(dòng)螺母與所述軸的螺紋聯(lián)接具有相同的旋 向。
全文摘要
一種自鉆巖錨桿(10)，其包括有軸(13)和錨固裝置(23)。所述錨桿的第一端(11)具有用以穿透巖石的鉆尖(16)，且第二端(12)適合于連接到鉆鑿設(shè)備，以使錨桿旋轉(zhuǎn)并作用推力于錨桿。設(shè)置有循環(huán)通道，以允許流體到達(dá)鉆尖(16)，在一種形式中，在軸(13)中形成有中心通道(14)，以形成所述循環(huán)通道的一部分。錨固裝置(23)用于在定位于鉆出的孔中時(shí)保持錨桿，并且它包括具有一個(gè)或多個(gè)傾斜的外表面(29，30)的心軸(29)和至少一個(gè)覆蓋所述心軸的擴(kuò)張件(24)，該心軸安裝于軸(13)上或與軸形成一體。所述擴(kuò)張件(24)在心軸(29)與該擴(kuò)張件(24)之間發(fā)生預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑向向外移動(dòng)。
文檔編號(hào)E21D20/00GK101305161SQ200680042022
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者史蒂文·韋弗, 約翰·霍斯, 達(dá)雷·韋伯, 馬修·肯尼 申請(qǐng)人:山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司