一种可摆动非对称的岩孔扩底钻具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于±建设备技术领域和矿山工程设备技术领域，设及一种可摆动非对称 的岩孔扩底钻具。
【背景技术】
[0002] 众所周知，扩大头错杆(错杆包括错索在内，下同）的拉拔力远大于等径错杆的拉 拔力，而扩底粧的承载力也远大于等径粧的承载力。扩大头错杆和扩底粧的实现，重要的是 解决孔底的局部扩孔问题。目前，±体中的局部扩孔已完全实现了，但在岩体中的局部扩孔 未见实现的报导。
[000引在岩石中局部扩孔，尤其煤矿的S小错杆("S小"指小直径钻头、小直径错杆孔、 小直径药卷)，因为孔径小，围岩硬，无法将±孔扩底方法移植到岩石中。
[0004]为了解决运一问题，设计一种可摆动非对称岩孔扩底钻具，当其遇到孔底岩面时， 在旋压下斜面钻具边切削岩石边张开钻头，逐渐扩大切削岩石范围；当切削钻头完全张开 后，随着对钻头的旋压，钻头将持续保持一个较大直径的岩石切削范围，形成一段扩大直径 的钻孔，从而实现扩底(局部扩孔）的目的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种可摆动非对称的岩孔扩底钻具，解决了岩体中局部扩 孔的问题。
[0006] 本发明所采用的技术方案是包括切削层、基座和底座；切削层镶嵌或镶焊于基座 的上斜面，基座底部为半圆盘状禅舌，半圆盘禅舌置于底座的禅槽内，并通过其圆屯、处的较 接螺孔用较接螺钉与底座可转动的较接，带有切削层的基座可W绕较接螺钉转动，底座内 设有中空孔，中空孔一端连通禅槽，另一端连通钻杆内部的冷却水通道，基座内设有导水 孔，导水孔一端为入水口位于半圆盘禅舌边缘，另一端为连通切削层中的出水孔。
[0007] 进一步，所述的切削层为独立的部件，针状或片状硬质合金孕镶于胎体中构成切 削层，在基座上斜面边缘设槽，切削层为器皿盖形状，两者凹凸相扣，并通过螺钉连接加固。
[0008] 进一步，所述的切削层也可为一定数量的硬质合金切削具，或金刚石颗粒，或金刚 石一硬质合金复合片，按一定的形式镶焊在基座的上斜面上，和基座构成一体。
[0009] 进一步，所述禅槽为半圆形，半圆盘禅舌位于禅槽内的部分中，背切削层一侧的圆 盘禅舌径向与禅槽留空2~5mm间隔、另一侧留空0~2mm间隔。
[0010] 进一步，所述钻头(钻头指切削层和基座两部分，下同）全张开时，切削层的切削范 围应达到钻头扩孔的半径，W确保能切削岩石。
[0011] 本发明的有益效果是能够广泛用于岩体扩底错杆、岩体扩底粧的设计与施工中。
【附图说明】
[0012]图1为可摆动非对称岩孔扩底钻具剖面图； 图2为切削层与基座、底座立体图； 图3为底座俯视图； 图4为切削层与基座摆动位置图； 图5为扩孔尺寸计算图； 图6 (a)为扩孔钻具插入至孔底； 图6 (b)为钻头在旋压过程中切削岩石并张开； 图6 (C)为钻头在旋压过程中切削岩石并随钻进； 图6 (d)为钻头最大张开度，形成一段扩大直径的孔桐。
[0013] 图中，1.切削层，2.基座，3.底座，4.螺钉，5.半圆盘禅舌，6.禅槽，7.较接螺钉， 8.中空孔，9.钻杆，10.导水孔，11.出水孔，12.加强髓，13.较接螺孔。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0015] 本发明的可摆动非对称岩孔扩底钻具，当其遇到孔底岩面时，在旋压下斜面钻具 边切削岩石边张开钻头，逐渐扩大切削岩石范围；当切削钻头完全张开后，随着对钻头的旋 压，钻头将持续保持一个较大直径的岩石切削范围，形成一段扩大直径的钻孔，从而实现扩 底(局部扩孔）的目的。
[0016] 如图1至图3所示，钻具由切削层1、基座2和底座3组成。切削层1由针状或片 状硬质合金孕镶于胎体中构成，通过螺钉4镶嵌于基座2的上斜面上(镶嵌方式可采用基座 2上斜面边缘设槽，切削层1做器皿盖形状，两者凹凸相扣，并辅W螺钉4加固稳定)。切削 层1也可为一定数量的硬质合金切削具，或金刚石颗粒，或金刚石一硬质合金复合片等，按 一定的形式镶焊在基座2的上斜面上，和基座2构成一体。基座2上的半圆盘禅舌5插入 到底座3上的禅槽6中，并通过半圆盘圆屯、处的较接螺孔13用较接螺钉7与底座3可转动 的较接。底座3为中空，有中空孔8,其一端连通禅槽6,另一端连通钻杆9内部的冷却水通 道。
[0017] 钻具设计有钻头冷却水通道。高压水通过钻杆9,进入底座3的中空孔8,并顺着 半圆形禅槽6,向外喷射。为了将更多的高压水引导至钻头的切削层1，背切削层1 一侧的 圆盘禅舌5径向与禅槽6留空2^5mm间隔，而另一侧留(T2mm的间隔。高压水顺势进入基 座2中的导水孔10,并到达切削层中的出水孔11，喷向切削的岩面。
[0018] 为了保证钻头的冷却效果，出水孔11的尺寸可选为4 5mm左右，钻头直径增大时， 导水孔10和出水孔11尺寸可适当增大。
[0019] 为了提高钻具抗扭能力，可在底座3外周加一层加强髓12。图4为切削层与基座 2摆动位置示意图。位置1的基座2左侧边与底座3侧边平行。位置2为基座2右底边与 底座3顶面密贴，代表钻头张开度为0°。位置3为基座2左底边与底座3顶面密贴，代表 钻头张开度最大。
[0020] 本发明的切削层1可全覆盖底座3上斜面，也可W部分覆盖。运主要取决于钻头 全张开时，切削层1的切削范围应超出钻头扩孔的半径，W确保非切削层部分不接触待切 削的岩石。也即图5中的d'点（ed和e'd'为切削层范围）的垂直投影，必须位于O点的 右侧。
[0021] 钻头扩孔半径主要与基座2的高度（图5中的ef，用A表示)、切削层I的坡度（图 5中的Zdef,用5表示)、基座2背切削层侧的底面坡度（图5中的Zfof',用a表示）密 切有关。理论上，扩孔后的孔（半）径为：
，底座3直径为2r，对 于(640W下钻头，a通常W15。~25。为