一种变径扩孔钻头的制作方法

本实用新型涉及地下空间施工技术领域，具体涉及一种变径扩孔钻头。

背景技术：

地下空间建设过程中遇到围岩软硬不均的情况日益增多，因此，需要充分考虑软弱地层和较硬地层的钻孔施工时地质不同的因素。扩孔施工是一种目前解决该问题的有效手段之一，通过扩孔，实现较硬地层内的钻孔施工，但当前采用的扩孔锤头多为多活节式扩孔锤头，施工过程中如一处活节发生故障，则整个扩孔锤头及无法正常工作，严重影响了钻孔施工。本实用新型提供一种变径扩孔钻头，有效解决多活节式扩孔锤头故障率高，且无法完全有效扩孔的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种变径扩孔钻头，结构简单，成本低廉，能够有效的进行扩孔施工，提高施工效率。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种变径扩孔钻头，设在钻具前端，位于钻孔钢管中，包括扩孔卡架、切削钻头、扩孔变径板、扩孔钻头、连接固定板、连接轴和限位板；所述扩孔卡架为框架形板，其上部为梯形，下部为门型框架，所述扩孔变径板、扩孔钻头、连接固定板和连接轴设在扩孔卡架的框架内；

所述连接轴水平设在扩孔卡架门型框架之间，所述扩孔变径板和连接固定板通过连接轴设在扩孔卡架的门型框架内，均设置两块，所述连接固定板垂直于扩孔卡架设置，其外侧面与扩孔卡架的框架内侧面贴合；所述扩孔变径板设在两块连接固定板之间，其内端活动连接在连接轴上，且其内侧面相互贴合，两块扩孔变径板相背设置；

所述限位板设置在两块连接固定板之间，位于连接轴下方，共两块；

所述切削钻头设在扩孔卡架的侧边上，包括主切削钻头和副切削钻头；

所述扩孔钻头设在扩孔变径板的外端面上。

进一步地，所述副切削钻头包括副切削钻头一和副切削钻头二，所述主切削钻头设置两个，所述副切削钻头一设置一个；所述扩孔卡架由上而下设置主切削钻头、副切削钻头一、主切削钻头和副切削钻头二，上部三个钻头分别交错设在扩孔卡架的两个侧边上，所述副切削钻头二设置两对，对称设在扩孔卡架的两侧边上。

进一步地，所述扩孔钻头包括主扩孔钻头和副扩孔钻头，所述主扩孔钻头设在扩孔变径板的外端面上，所述副扩孔钻头设在主扩孔钻头上侧。

进一步地，所述扩孔变径板与中轴线的调整角度为30-120°。

进一步地，上部的所述主切削钻头的切削直径为0.4-0.6倍管径，所述副切削钻头一的切削直径为0.5-0.7倍管径，下部的所述主切削钻头的切削直径为0.6-0.8倍管径，所述副切削钻头二的切削直径为0.7-0.9倍管径。

进一步地，所述主扩孔钻头的扩孔直径为1-1.2倍管径，所述副扩孔钻头的扩孔直径为0.9-1倍管径。

进一步地，所述扩孔变径板合拢时，所述副切削钻头二位于扩孔钻头的下方；所述扩孔变径板展开时，所述副切削钻头二位于扩孔钻头的上方。

进一步地，所述扩孔钻头可拆卸连接在扩孔变径板上，所述切削钻头可拆卸连接扩孔卡架上。

进一步地，所述扩孔变径板展开时，所述限位板的上表面与扩孔变径板的侧面贴合。

进一步地，所述连接固定板竖向设置，其顶部与扩孔卡架内侧面贴合；所述限位板的两端面与连接固定板的侧面贴合。

本实用新型有益效果如下：

通过扩孔变径板的调节，在不同地质条件下实现扩孔和切削的切换，满足施工的需要；

扩孔变径板的调节方便灵活，扩孔能力强，独立进行扩孔施工，故障率低；

设置多个扩孔钻头和切削钻头，实现连续切削，减小切削难度，保证切削进度；

本实用新型结构简单，连接可靠，制作成本低，并且安装便捷，良好的实现扩孔及切削作用，有效降低施工过程中故障，提升施工效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型切削钻头设置示意图；

图3为本实用新型扩孔变径板与限位板连接示意图；

图4为本实用新型扩孔变径板连接示意图；

图5为本实用新型扩孔钻头设置示意图。

附图标记：1-扩孔卡架，2-切削钻头，21-主切削钻头，22-副切削钻头，221-副切削钻头一，222-副切削钻头二，3-扩孔变径板，4-扩孔钻头，41-主扩孔钻头，42-副扩孔钻头，5-连接固定板，6-连接轴，7-限位板。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，一种变径扩孔钻头，设在钻具前端，位于钻孔钢管中，包括扩孔卡架1、切削钻头2、扩孔变径板3、扩孔钻头4、连接固定板5、连接轴6和限位板7；所述扩孔卡架1为框架形板，其上部为梯形，下部为门型框架，所述扩孔变径板3、扩孔钻头4、连接固定板5和连接轴6设在扩孔卡架1的框架内；

所述连接轴6水平设在扩孔卡架1门型框架之间，所述扩孔变径板3和连接固定板5通过连接轴6设在扩孔卡架1的门型框架内，均设置两块，所述连接固定板5垂直于扩孔卡架1设置，其外侧面与扩孔卡架1的框架内侧面贴合；所述扩孔变径板3设在两块连接固定板5之间，其内端活动连接在连接轴6上，且其内侧面相互贴合，两块扩孔变径板3相背设置；

所述限位板7设置在两块连接固定板5之间，位于连接轴6下方；进一步地，所述限位板7对称设置两块，分别位于连接轴6的两侧；

所述切削钻头2设在扩孔卡架1的侧边上，包括主切削钻头21和副切削钻头22；

所述扩孔钻头4设在扩孔变径板3的外端面上。

本实用新型设在钻具顶端，位于钻孔钢管中，通过钻具的伸缩将钻头收回或伸出钻孔钢管外实现变径扩孔；钻头完全缩在钻孔钢管中，并且扩孔变径板3完全位于钻孔钢管中时，通过钻孔钢管壁的限制，钻头处于合拢状态，此时只有切削钻头2工作，进行切削钻进；钻头完全伸出钻孔钢管外，并且扩孔变径板3伸出钻孔钢管外并且完全展开时，钻头处于展开状态，并且切削钻头2和扩孔钻头4同时工作，进行扩孔钻进。因为钻头的限制，钻头只有合拢和展开两个状态，在进行钻进施工时，根据地质情况，采用切削钻进或扩孔钻进。

如图2所示，进一步地，所述副切削钻头22包括副切削钻头一221和副切削钻头二222，所述主切削钻头21设置两个，所述副切削钻头一221设置一个；所述扩孔卡架1由上而下设置主切削钻头21、副切削钻头一221、主切削钻头21和副切削钻头二222，上部三个钻头分别交错设在扩孔卡架1的两个侧边上，所述副切削钻头二222设置两对，对称设在扩孔卡架1的两侧边上。

通过由上而下设置多级多个切削钻头2，在钻进时通过不同位置的钻头由前到后逐级进行切削直径的增大，既减小了钻头的磨损，又利于切削钻进的进行。

如图5所示，进一步地，所述扩孔钻头4包括主扩孔钻头41和副扩孔钻头42，所述主扩孔钻头41设在扩孔变径板3的外端面上，所述副扩孔钻头42设在主扩孔钻头41上侧。进一步地，所述主扩孔钻头41、副扩孔钻头42与扩孔变径板3一一对应设置。设置副扩孔钻头42在进行扩孔钻进时，先进行副扩孔钻头42小直径的扩孔钻进，然后使用主扩孔钻头41进一步地进行大直径的扩孔钻进，逐级进行扩孔。

如图1、3所示，进一步地，所述扩孔变径板3与中轴线的调整角度为30-120°。所述扩孔变径板3通过伸出量的不同来控制其展开角度，随着钢管的相对后退，扩孔钻头4逐渐露出并与土层接触，土层的压力迫使扩孔变径板3带着扩孔钻头4向外展开，扩孔变径板3的底部侧面与钻孔钢管接触，支撑和限制扩孔变径板3；当扩孔变径板3合拢状态时，两个扩孔变径板3之间的夹角为60°，当扩孔变径板3展开状态时，两个扩孔变径板3之间的角度为240°。所述扩孔变径板3展开状态时，限位板7对扩孔变径板3进行支撑和限制，合拢状态时，通过钻孔钢管的管壁限制扩孔变径板3，对其进行支撑和限制。

进一步地，上部的所述主切削钻头21的切削直径为0.4-0.6倍管径，所述副切削钻头一221的切削直径为0.5-0.7倍管径，下部的所述主切削钻头21的切削直径为0.6-0.8倍管径，所述副切削钻头二222的切削直径为0.7-0.9倍管径。

所述切削钻头2的切削直径的范围是通过更换不同尺寸规格的切削钻头2实现的，对于不同土质和施工要求选用不同尺寸规格的切削钻头2进行施工。本实施例优选的，上部的所述主切削钻头21的切削直径为0.6倍管径，所述副切削钻头一221的切削直径为0.7倍管径，下部的所述主切削钻头21的切削直径为0.8倍管径，所述副切削钻头二222的切削直径为0.9倍管径。

如图3、4所示，进一步地，所述主扩孔钻头41的扩孔直径为1-1.2倍管径，所述副扩孔钻头42的扩孔直径为0.9-1倍管径。

所述扩孔钻头4的扩孔直径的范围是通过更换不同尺寸规格的扩孔钻头4实现的，因为扩孔钻头4只有合拢和展开两种状态，分别是不工作和工作状态；通过更换不同尺寸规格的扩孔钻头4，使其在工作状态时实现不同的扩孔直径。优选的，所述主扩孔钻头41选用1.2倍管径钻头，所述副扩孔钻头42选用1倍管径钻头。

如图1所示，进一步地，所述扩孔变径板3合拢时，所述副切削钻头二222位于扩孔钻头4的下方；所述扩孔变径板3展开时，所述副切削钻头二222位于扩孔钻头4的上方。在进行扩孔钻进时，首先由副切削钻头二222进行的扩孔，然后由副扩孔钻头42和主扩孔钻头41进行逐次进行扩孔钻进，减小副扩孔钻头42和主扩孔钻头41的扩孔压力，并逐级进行扩孔可以有效减少钻头的磨损，降低钻进难度，提升钻进效率。

进一步地，所述扩孔钻头4可拆卸连接在扩孔变径板3上，所述切削钻头2可拆卸连接扩孔卡架1上。切削钻头2和扩孔钻头4采用可拆卸方式连接，便于维护和更换，并且适用不同尺寸规格的钻头。

进一步地，所述扩孔变径板3展开时，所述限位板7的上表面与扩孔变径板3的侧面贴合。设置限位板7为了支撑扩孔变径板3，提供反力，使其进行扩孔钻进。所述限位板7设在连接轴6的下方，并且倾斜设置，当扩孔变径板3展开时，扩孔变径板3的下方侧面与限位板7的上表面平行且贴合，为其进行钻进提供反力。

如图1所示，进一步地，所述连接固定板5竖向设置，其顶部与扩孔卡架1内侧面贴合；所述限位板7的两端面与连接固定板5的侧面贴合。

进一步地，所述扩孔卡架1外侧设有出土螺旋片，所述出土螺旋片间断设置，其内侧边与扩孔卡架1或连接固定板5焊接连接。间断设置的出土螺旋片对扩孔变径板3的运动进行让位，并且能满足出土的需要。

进一步地，所述限位板7下方设有连接座，所述连接座的上端与限位板7和扩孔卡架1固定连接。所述连接座用于和钻具或钻杆连接，且与扩孔卡架1焊接连接。

本实用新型使用时，首先通过限位板7下方的连接座与钻孔钢管内的钻具连接，形成完整的钻进装置；然后根据地质勘探资料，确定施工工艺和进度；正式施工，通过切削钻头2对岩土层进行切削钻进，然后边钻进边通过出土螺旋片出土；

正式施工钻进时，在软弱地层不需要扩孔工作时，扩孔变径板3处于合拢状态，完全位于钻孔钢管内；在较硬地层需要进行扩孔施工时，钻头逐步伸出钻孔钢管外，并边伸出边展开，当扩孔变径板3完全伸出管外时，扩孔变径板3与限位板7贴合，扩孔变径板3完全展开，进行扩孔钻进，此时也是扩孔范围最大的状态。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。