专利名称：一种螺旋钻头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钻头，尤指涉及在反循环钻机或者回旋钻机中使用的螺旋钻头。
背景技术：
随着高层建筑、公路、铁路、桥涵工程的发展，对基础工程的施工要求也越来越高， 考虑建筑的载荷和工程地质状况，目前较大部分工程桩基的施工要穿过第四系土层、卵石 层等复杂地层，并且将桩基础的持力层设计在基体岩石上，以便提高单桩承载力，这同时也 给桩基础施工提出了更高的要求。 在桩基础施工中，钻孔灌注桩是码头、高等级公路桥梁等施工中普遍采用的一种 基础结构形式，在施工时，利用钻机的钻头进行钻井掘进，通常该钻头由钢管、钢板或钢筋 焊接而成，其工作原理是，钻机通过钻杆将旋转动力传至钻头，水下的钻头在旋转过程中， 切削泥土并将其搅成泥浆，随着水的不断注入和钻头的不断进入，泥浆被托出井孔，排放于 泥浆池中，很快水土离析，泥土沉淀于池底，水析出，再次被注入井孔，形成新的泥浆，再次 被排入泥浆池，依此循环，最终形成井孔。达到设计深度，泥井合格后，安装钢筋骨架、灌注 混凝土形成桩基。 但在实际施工过程中，在钻机钻孔的过程中，经常会遇到孤石或卵石层等地形，由 于孤石或者卵石会随同钻头一起滚动，进而导致钻机无法有效钻进，极易出现卡钻、损坏钻 头等现象，此时， 一般的方法是立即移开钻机，改用冲击钻机或者冲抓钻机将孤石击碎或者 抓出，从而排除卵石、孤石，但这种方法用工多，耗时长，因为对原反循环钻机或回旋钻机已 成孔的四周土层未曾挤密，若直接改用冲击钻机或者冲抓钻机容易造成塌孔，尤其是较深 的钻孔灌注桩更是如此，通常的做法是将原来的土孔填满粘土重新冲击以便挤密孔壁四周 的土层并护壁，并且成孔后清孔时间过长，经常清洗不干净，即难清孔，因此，需要对现有的 钻头进行改进，以便能够在钻进的同时即可取出孤石。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题而做出，其目的在于提供一种能够在钻进的同时， 取出孤石的螺旋钻头。 为了实现上述发明目的，本发明涉及的一种螺旋钻头，主轴，其一端设有用于同钻 机的钻杆连接的法兰盘；多个加强肋，其一端被固定在主轴的靠近法兰盘一侧的外壁周边 上，并且与所述主轴成规定角度地向外分开着斜向下延伸，其上还固定连接有上螺旋杆；上 螺旋杆和下螺旋杆，具有沿着圆柱体外表面螺旋延伸而形成的螺旋形状及规定长度，所述 上螺旋杆被固定连接在多个加强肋上，而且，该上螺旋杆和下螺旋杆隔着规定间隔且相对 应地分别设置在上、下方；多个竖向分布钢筋，以规定间距竖向分布、且被固定连接在所述 上螺旋杆与下螺旋杆之间；多个横向分布钢筋，放射状地设置在所述下螺旋杆与所述主轴 之间，并且，这些横向分布钢筋的一端被固定连接在所述下螺旋杆上，其另一端被固定在所 述主轴上；以及齿状犁头，被固定安装在设于所述下螺旋杆的位于下侧的一端与所述主轴板上，并且沿着所述耐磨钢板的长度方向设置。 采用该种设计后，由于螺纹钢筋与螺旋片一体构成螺旋状的槽斗，在钻进的过程 中，随着钻头的旋转钻进，钻孔底的孤石或者卵石被螺旋钻头破碎，同时，其破碎的孤石或 者卵石能够随着旋转而进入该螺旋槽斗中，由于槽斗形成一个储石仓，孤石或者卵石不会 随着钻头的转动而滚动，因此，钻头可以有效的钻进，接着，将钻头提出泥浆面后，即可以轻 松取出孤石或者卵石，继续下沉钻杆，反复捞取大块孤石，就可以将大孤石清除干净。
此外，作为一种改进，也可以是，当所述上螺旋杆和下螺旋杆5分别被投影到一个 平面时，该上、下螺旋杆的投影部分应形成3/4圆周。 另外，作为一种改进，也可以是，该齿状犁头相对于经过所述耐磨钢板且垂直于所 述主轴的平面以30。的倾角向斜下方倾斜设置。 此外，作为一种改进，也可以是，所述多个加强肋的形状为梯形，包括斜杆部、沿竖 直方向延伸的垂直延伸部、自该垂直延伸部弯折延伸至主轴的水平延伸部，其中，该垂直延 伸部的长度相当于所述上螺旋杆与下螺旋杆之间的间隔，而且，该梯形加强肋的两端分别 固定连接在主轴的上下端。 由于梯形加强肋能够更好的承压能力，因此，可以更好的加强整个钻头的刚度，从 而使钻头更有效地钻进。 另外，作为一种改进，也可以是，在所述主轴的未设有法兰盘的另一端，固定安装 有U形竖向齿板。 此外，作为一种改进，也可以是，所述上螺旋杆、下螺旋杆、横向分布钢筋、竖向分
布钢筋、梯形加强肋的垂直延伸部、水平延伸部中的一个或多个构件由螺纹钢构成。 另外，作为一种改进，也可以是，在所述主轴与所述下螺旋线之间，设有将所述多
根横向分布钢筋固定连接起来的多根加强螺旋杆。 由于多圈螺旋分布钢筋，能够使螺旋钻头承受更大的重量，同时，增加钻头的刚 度，此外，由于该螺旋片由螺旋钢筋与分布钢筋构成，钢筋之间的空隙能够充分固定孤石或 者卵石，进而能够防止在钻进过程中孤石或者卵石脱落，进而能够防止钻头存满石头后向 上提时脱落。 采用该设计后，当遇到孤石、卵石时，随着该螺旋钻头的钻进，大粒径的卵石被旋 入螺旋槽斗中，反复捞取大块孤石，就可以将大孤石清除干净，功效明显提高，节省了施工 成本，取得了较好的技术效果。
图1是表示本发明的第一实施例涉及的螺旋钻头的具体结构的示意图。
图2是表示本发明的第二实施例涉及的螺旋钻头的具体结构的示意图。
具体实施例方式
下面，结合附图进一步详细说明本发明的具体实施方式
。 图1是表示本发明的第一实施例涉及的螺旋钻头的具体结构示意图。如该图所 示，本发明的螺旋钻头包括主轴102，其可以用钢管构成，其一端设有用于同钻机的钻杆 连接的法兰盘IOI，在另一端可以安装有U形竖向齿板；多个加强肋103、103'、103"...，
4该多个加强肋103、103'、103"...的一端被固定在主轴102的靠近法兰盘101 —侧的外 壁周边上，该多个加强肋与主轴102成规定角度地向外分开着斜向下延伸，在其另一端分 别固定连接有上螺旋杆104 ;上螺旋杆104和下螺旋杆105，具有沿着圆柱体外表面螺旋延 伸而形成的螺旋形状及规定长度，所述上螺旋杆104被固定连接在多个加强肋103、103'、 103"...的一端，该上螺旋杆104和下螺旋杆105隔着规定间隔且相对应地分别设置在上、 下方，并且，该上螺旋杆104与下螺旋杆105之间通过以规定间距(例如100mm)竖向分布 设置的多个竖向分布钢筋111相互连接。而且，当所述上螺旋杆104和下螺旋杆105分别 被投影到一个平面时，该上、下螺旋杆的投影部分应形成3/4圆周，即上、下螺旋杆的形状 应该是具有3/4周的螺旋形。 而且，该下螺旋杆105与主轴102之间放射状地设置有多根横向分布钢筋107，这 些横向分布钢筋107的一端被固定连接在所述下螺旋杆105上，其另一端被固定在主轴102 上，并且，优选这些横向分布钢筋107的设置方向同主轴102垂直。 在主轴102与下螺旋线105之间，还可以设有将所述多根横向分布钢筋107固定 连接起来的多根加强螺旋杆106，该加强螺旋杆106的形状与下螺旋杆105相对应。
此外，在下螺旋杆105的位于下侧的一端与主轴102之间，固定安装有与主轴垂直 的耐磨钢板112，在所述耐磨钢板112上沿着长度方向固定安装有齿状犁头IIO，该齿状犁 头110相对于经过耐磨钢板112且垂直于主轴102的平面以30°的倾角向斜下方倾斜设 置，从而利用该齿状犁头IIO进行钻孔作业。 另外，为了保持未设有齿状犁头110的、上螺旋杆104及下螺旋杆105的另一端的 稳固，利用若干根水平固定杆108将上螺旋杆104及下螺旋杆105的所述另一端固定连接 到主轴102上。从而，水平固定杆108、上螺纹杆104和下螺纹杆105、横向分布钢筋107及 竖向分布钢筋111构成螺旋状的螺旋槽斗。 根据上述结构，由于水平固定杆、上螺纹杆和下螺纹杆、横向分布钢筋及竖向分布 钢筋构成了螺旋槽斗，因此，在钻进的过程中，随着钻头的旋转钻进，钻孔底的孤石或者卵 石可以被螺旋钻头破碎，同时，其破碎的孤石或者卵石能够随着旋转而进入该螺旋槽斗中， 并且，其不会随着钻头的转动而滚动。 此外，由于还可以设置多根加强螺旋杆106，能够使螺旋钻头承受更大的重量，进 而增加钻头的强度。此外，加强螺旋杆与横向分布钢筋之间的空隙能够充分固定孤石或者 卵石，进而能够防止在钻进过程中孤石或者卵石脱落，同时也能够防止螺旋钻头中存满石 头后向上提起时的脱落，螺旋钻头可以有效地钻进。之后，将螺旋钻头提出泥浆面后，即可 以轻松取出孤石或者卵石，继续下沉钻杆，反复捞取大块孤石，这样就可以将大孤石清除干 净，施工效率明显提高，节省了成本。 下面，参照图2说明本发明的第二实施例涉及的螺旋钻头的具体结构。如图2所 示，同第一实施例相比，第二实施例涉及的螺旋钻头的区别点在于，其加强肋103、103'、 103"...的形状为近似梯形，S卩加强肋103、103'、103"...除了斜杆部301之外，还具有沿 竖直方向延伸的垂直延伸部302和自该垂直延伸部302弯折延伸至主轴102的水平延伸部 303，其中，该垂直延伸部302的长度相当于上螺旋杆104与下螺旋杆105之间的间隔。在 此，该梯形加强肋103、 103'、103"...的两端分别固定连接在主轴102的上下端，并且，其粗 度大于横向分布钢筋和竖向分布钢筋，因此，具有该梯形加强肋的螺旋钻头能够承受更大的载荷和压力，其强度得到进一步加强。 另外，本发明的螺旋钻头中，上、下螺旋杆104、105，横向分布钢筋107，竖向分布钢筋lll，梯形加强肋的垂直延伸部302、水平延伸部303等中的一个或多个构件可以由螺纹钢构成。通过采用螺纹钢，可以通过螺纹钢的突起部更有效地固定位孤石或者卵石。
再者，本发明的螺旋钻头中，各构件之间的固定连接可以采用焊接方式，还可以采用螺纹连接等方式。 需要注意的是，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，简单变化等也不影响本发明创造的实施，都落在本发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
一种螺旋钻头，其特征在于，包括主轴，其一端设有用于同钻机的钻杆连接的法兰盘；多个加强肋，其一端被固定在主轴的靠近法兰盘一侧的外壁周边上，并且与所述主轴成规定角度地向外分开着斜向下延伸，其上还固定连接有上螺旋杆；上螺旋杆和下螺旋杆，具有沿着圆柱体外表面螺旋延伸而形成的螺旋形状及规定长度，所述上螺旋杆被固定连接在多个加强肋上，而且，该上螺旋杆和下螺旋杆隔着规定间隔且相对应地分别设置在上、下方；多个竖向分布钢筋，以规定间距竖向分布、且被固定连接在所述上螺旋杆与下螺旋杆之间；多个横向分布钢筋，放射状地设置在所述下螺旋杆与所述主轴之间，并且，这些横向分布钢筋的一端被固定连接在所述下螺旋杆上，其另一端被固定在所述主轴上；以及齿状犁头，被固定安装在设于所述下螺旋杆的位于下侧的一端与所述主轴之间的耐磨钢板上，并且沿着所述耐磨钢板112的长度方向设置。
2. 如权利要求l所述的螺旋钻头，其特征在于，当所述上螺旋杆和下螺旋杆5分别被投影到一个平面时，该上、下螺旋杆的投影部分 应形成3/4圆周。
3. 如权利要求l所述的螺旋钻头，其特征在于，该齿状犁头相对于经过所述耐磨钢板且垂直于所述主轴的平面以30°的倾角向斜下 方倾斜设置。
4. 如权利要求l所述的螺旋钻头，其特征在于，所述多个加强肋的形状为梯形，包括斜杆部、沿竖直方向延伸的垂直延伸部、自该垂直 延伸部弯折延伸至主轴的水平延伸部，其中，该垂直延伸部的长度相当于所述上螺旋杆与 下螺旋杆之间的间隔，而且，该梯形加强肋的两端分别固定连接在主轴的上下端。
5. 如权利要求l所述的螺旋钻头，其特征在于， 在所述主轴的未设有法兰盘的另一端，固定安装有U形竖向齿板。
6. 如权利要求4所述的螺旋钻头，其特征在于，所述上螺旋杆、下螺旋杆、横向分布钢筋、竖向分布钢筋、梯形加强肋的垂直延伸部、水 平延伸部中的一个或多个构件由螺纹钢构成。
7. 如权利要求l所述的螺旋钻头，其特征在于，在所述主轴与所述下螺旋线之间，设有将所述多根横向分布钢筋固定连接起来的多根 加强螺旋杆。
全文摘要
本发明涉及一种用于钻孔的螺旋钻头，包括主轴；多个加强肋，其一端被固定在主轴上，并且与所述主轴成规定角度地向外分开着斜向下延伸，其上还固定连接有上、下螺旋杆；上螺旋杆和下螺旋杆，具有沿着圆柱体外表面螺旋延伸而形成的螺旋形状及规定长度；多个竖向分布钢筋，以规定间距竖向分布、且被固定连接在所述上螺旋杆与下螺旋杆之间；多个横向分布钢筋，放射状地设置在所述下螺旋杆与所述主轴之间；以及齿状犁头，被固定安装在设于所述下螺旋杆的位于下侧的一端与所述主轴之间的耐磨钢板上，并且沿着所述耐磨钢板的长度方向设置。在钻孔时，可以将孤石储存住，因此能够很好地防止现卡钻、损坏钻头等现象。
文档编号E21B10/00GK101725323SQ200910242058
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者刘思谋 申请人:中冶交通工程技术有限公司