专利名称：潜孔钻具扶正器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种辅助潜孔冲击钻具扶正导向、改善钻孔偏差的施工器材，特 别是一种潜孔钻具扶正器。
背景技术：
高边坡支护施工，大型建筑基础施工中，一股采用预应力锚索施工技术来加固加 强地基、控制地质缺陷。多数情况下，预应力锚索在坡面上以一定间排距、梅花形布置，钻孔 角度水平向下倾斜三至五度。锚索施工设计对锚索孔间排距、钻孔角度偏差都有严格地要 求。预应力锚索设计长度通常在四十余米，甚至五、六十米。在施工部位岩石级别高、 强度大的情况下，从施工便捷、发挥设备效率来考虑，一股采用潜孔钻具施工钻孔。虽然潜 孔钻具有许多先进之处，一个重要不足是潜孔钻具的结构沉重。水平钻进过程中，随着钻孔 深度增加，在重力的作用影响下，锚索孔道会逐渐地弯曲，逐渐地向下倾斜。钻孔施工过程 中的这种现象俗称“沉头”。严重情况下，角度偏差超过设计要求，需要调整、返工甚至重新 开孔处理。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种潜孔钻具扶正器，可以减少钻孔角度 偏差，提高钻孔成型质量。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种潜孔钻具扶正器，由 扶正器主体和调整环组成，扶正器主体安装在钻杆与钻头之间，调整环安装在钻杆上；扶正 器主体和调整环的圆周上设有多个支撑体，支撑体之间的深槽形成排屑通道。所述的支撑体前端设有硬质合金。所述的扶正器主体中心设有压缩空气孔，扶正器主体的一端设有锥形螺纹，另一 端设有锥形内螺纹，设有锥形内螺纹一端的外表面还设有钳口槽。所述的调整环沿中轴面剖切，剖切面两侧设有凸台和连接孔。所述的支撑体在圆周上有12个。本实用新型的工作原理是扶正器主体连接在钻头尾端，钻杆再与扶正器主体连 接，调整环安装在钻杆上适当位置。由于合金钢制造的钻头、钻杆具有很高的刚度、强度，从 钻头到扶正器主体再到调整环三者之间的这段距离很短，可以考虑等同如刚体。这样在钻 头、扶正器主体和调整环三者外径的整个圆周上纵向连线，可以理解形成了一段空间圆柱 筒体，在施工过程中这三者是同步回转，如同起到导向钢筒的作用。和在地质勘探中采用金 刚石环形钻头钻进，取出岩芯进行地质研究所使用的取出岩芯钢筒一样，岩芯钢筒在施工 过程中也可以起到扶正导向作用，可以控制钻进过程中的偏差。从力学中力矩平衡的原理分析，把钻头、扶正器主体、钻杆和调整环作为对象研 究，以扶正器主体为平衡支点时，钻头、钻头的质心与力臂的乘积；调整环到扶正器主体之间的这段钻杆的质心与力臂的乘积；当二者能够平衡或者钻杆这端力矩偏大时，可以改善 潜孔钻具钻进过程中“沉头”现象。现场施工中简单的运算，决定调整环在某根钻杆上的合理安装位置时，调整环之 后的这段钻杆其质量是不可忽视的。从现场使用，结合锚索孔道钻进的实际情况分析、考 虑，调整环之后的这段钻杆质量和锚索孔道岩壁对调整环的平衡、约束都起了辅助作用。本实用新型的有益效果是安装了扶正器主体、调整环的钻头和钻头，整体组合在 一起时，所产生的效果，相当于在钻头后安装了一段导向钢管。钻进过程中，在与锚索孔道 岩壁的共同作用下，起到给潜孔钻具扶正导向、改善钻孔偏差的重要作用。弥补了潜孔钻具 在重力作用下，施工过程中产生向下沉头，造成倾斜角度误差的不足。扶正器主体、调整环 上钎焊的硬质合金，坚固耐磨，可以提高使用寿命。本实用新型可以改善孔道质量，提高生产效率，减少成本消耗。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1是本实用新型中扶正器 主体的主视图；图2是
图1的A-A剖视图；图3是本实用新型中调整环的主视图；图4是图 3的B-B剖视图；图5是本实用新型的装配示意图。
具体实施方式
如图5中，一种潜孔钻具扶正器，由扶正器主体1和调整环2组成，扶正器主体1 安装在钻杆11与钻头10之间，调整环2安装在钻杆11上；如
图1、图3中，扶正器主体1和 调整环2的圆周上设有多个支撑体3、3'，支撑体3、3'之间的深槽形成排屑通道。所述的支撑体3、3'前端设有硬质合金4、4'。如图2中，所述的扶正器主体1中心设有压缩空气孔7，扶正器主体1的一端设有 锥形螺纹5，另一端设有锥形内螺纹6，设有锥形内螺纹6 —端的外表面还设有钳口槽8。如图4中，所述的调整环2沿中轴面剖切，剖切面两侧设有凸台和连接孔9。所述的支撑体3、3'在圆周上有12个。为改善现有潜孔钻具在锚索钻孔施工中的不足，减少钻孔角度偏差，提高钻孔成 型质量。本实用新型提供的潜孔钻具扶正器，分为两件加工，一件是扶正器主体1，另一件是 剖分式调整环2。略大于钻头11外径的扶正器主体1上加工了十二个支撑体3，支撑体3之间的深 槽作为排屑通道，便于吹出钻孔过程中产生的钻屑，支撑体3的顶端加工有凹槽，每道凹槽 中钎焊有硬质合金4，钎焊的十二块硬质合金4顶端外接圆的直径略小于钻头10的直径。 锥形螺纹5、锥形内螺纹6用于和钻杆11和钻头10的接头配合连接，压缩空气孔7作为压 缩空气的通道，锥形内螺纹6外表面加工有连接使用的钳口槽8。调整环2上同样加工了十二个支撑体3’，支撑体3’之间的深槽作为排屑通道，支 撑体3’的顶端加工有凹槽，每道凹槽中钎焊有硬质合金4’，钎焊的十二块硬质合金4’顶端 外接圆的直径略小于钻头10的直径。调整环2因为安装固定在钻杆11上，作业中需要适 当进行调整，所以设计为剖分式，在剖切面两侧侧面加工了凸台和螺栓的连接孔9。施工中 采用连接螺栓通过凸台和连接孔9将剖分式的两片调整环2连接在一起。[0024]采用十二个支撑体3、3'是综合考虑了硬质合金4、4’与外接圆的拟合度，排屑通 道的大小，以及摩擦力之后的优化方案。施工现场锚索孔施工部位，将扶正器主体1安装在钻头10尾端，钻杆11再与扶正 器主体连接接；调整环2可以参考力学中力矩平衡的原理，通过简单地运算；或者根据实践 经验，安装在钻杆11适当位置。现场施工过程中，从开孔钻进到扶正器主体1、调整环2陆续进入锚索孔道之中， 是一个渐进的过程。施工部位上，钻孔设备受到空间位置的限制，不可能一次性安装到位， 整体投入生产运用。扶正器主体1可以在开钻前连接到位，同步投入工作。随着施工进展， 调整环2才可以安装在适当的位置。
权利要求一种潜孔钻具扶正器，其特征在于由扶正器主体(1)和调整环(2)组成，扶正器主体(1)安装在钻杆(11)与钻头(10)之间，调整环(2)安装在钻杆(11)上；扶正器主体(1)和调整环(2)的圆周上设有多个支撑体(3、3′)，支撑体(3、3′)之间的深槽形成排屑通道。
2.根据权利要求1所述的一种潜孔钻具扶正器，其特征在于所述的支撑体(3、3') 前端设有硬质合金(4、4')。
3.根据权利要求1所述的一种潜孔钻具扶正器，其特征在于所述的扶正器主体(1) 中心设有压缩空气孔(7)，扶正器主体(1)的一端设有锥形螺纹(5)，另一端设有锥形内螺 纹(6)，设有锥形内螺纹(6) —端的外表面还设有钳口槽(8)。
4.根据权利要求1所述的一种潜孔钻具扶正器，其特征在于所述的调整环(2)沿中 轴面剖切，剖切面两侧设有凸台和连接孔(9)。
5.根据权利要求1或2所述的一种潜孔钻具扶正器，其特征在于所述的支撑体(3、 3')在圆周上有12个。
专利摘要本实用新型提供了一种潜孔钻具扶正器，涉及一种辅助潜孔冲击钻具扶正导向、改善钻孔偏差的施工器材，由扶正器主体和调整环组成，扶正器主体安装在钻杆与钻头之间，调整环安装在钻杆上；扶正器主体和调整环的圆周上设有多个支撑体，支撑体之间的深槽形成排屑通道。所述的支撑体前端设有硬质合金。本实用新型的有益效果是钻进过程中，在与锚索孔道岩壁的共同作用下，起到给潜孔钻具扶正导向、改善钻孔偏差的重要作用。弥补了潜孔钻具在重力作用下，施工过程中产生向下沉头，造成倾斜角度误差的不足。扶正器主体、调整环上钎焊的硬质合金，坚固耐磨，可以提高使用寿命。
文档编号E21B17/10GK201714317SQ201020154740
公开日2011年1月19日 申请日期2010年4月10日 优先权日2010年4月10日
发明者倪明, 倪永祺 申请人:葛洲坝集团第二工程有限公司