一种用于钻凿可变孔径桩孔的钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程钻机技术领域，尤其涉及一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头。
【背景技术】
[0002]大孔径矿井在钻凿时，一般是利用钻头钻凿出小孔，在钻进一定深度后改用较大直径的钻头钻进，这就要求钻头的外径可变，在钻凿时先先缩小直径，以穿过钢粧外径较小的过渡段，当钻头进入到下部外径较大的直线段时，钻头张开，直径变大，然后再钻进。
[0003]以海上风力发电机单粧基础孔钻进为例，国外同类变径钻头普遍采用油缸驱动的单摆臂结构，摆臂的末端布置刀具作为扩孔钻头，通常一个钻头均布多个摆臂机构，当所有摆臂机构同步摆动时即可实现钻头的变径，但这种可变径钻头的扩孔钻头部分在张开过程中不能保持与钻头轴心线的平移，从而不能做到同一个钻头钻凿其可张开范围内的所有孔径的需要，理论上一个变径钻头只能满足一种变径孔的需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，能够实现变径钻头变幅范围内任意直径变径钻孔的需要，适用于上部小孔径、下部大孔径的工程粧孔。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的上端外表面固定设置有多副耳板，每副耳板上均设置有下连杆，下连杆的一端与耳板铰接，另一端与扩孔钻头铰接，扩孔钻头的下端面上设置有扩孔滚刀;所述钻头本体上还设置有液压缸，液压缸的活塞杆与下连杆的中部铰接，液压缸的缸筒与钻头本体的下端外表面铰接;钻头本体的下表面固定设置有滚刀座，滚刀座的下端面上设置有平底滚刀。
[0006]所述耳板上还设置有上连杆，上连杆的一端与耳板铰接，另一端与扩孔钻头连接，上连杆的长度与下连杆的长度相等，且上连杆与下连杆平行设置，所述上连杆、下连杆、扩孔钻头及钻头本体组成平行四连杆结构。
[0007]所述耳板有四副，沿钻头本体周向均匀设置。
[0008]所述钻头本体为中空结构，中空结构内设置有排渣管，所述排渣管的底端连接吸渣管，吸渣管设置在滚刀座内。
[0009]所述吸渣管上端直径与排渣管的内径相等，吸渣管下端截面为长腰形结构，所述长腰形为两相对侧边以外凸圆弧连接，另两边为直线的方形。
[0010]所述吸渣管采用偏心布置。
[0011]所述排渣管的上端外侧设置有进气管，进气管与排渣管相连通。
[0012]所述排渣管与进气管平行设置，且排渣管的外表面与进气管的外表面相接触，进气管和排渣管相接触的面上均设置有进气口。
[0013]所述排渣管内设置有压缩空气混合器，排渣管外套设有密封圈。
[0014]本发明通过调整液压缸的伸缩来带动下连杆、上连杆和扩孔钻头动作，实现变径钻头变幅范围内任意直径变径钻孔的需要;平底滚刀用于钻凿钻头前方的岩石或土层，扩孔滚刀用于钻凿钻头周围的岩石或土层，钻凿出的岩石和泥浆混合物在压缩空气的作用下从吸渣管和排渣管排出钻头，吸渣管和排渣管的设计很好的解决了现有的扩径钻头无法排出岩渣的问题，使得本发明的排岩渣效率更高，可用于任何上部小孔径，下部大孔径的工程粧孔的钻凿。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的剖视图；
图2为本发明的滚刀布置图。
【具体实施方式】
[0016]如图1及图2所示，本发明包括钻头本体I，钻头本体I的上端外表面固定设置有若干副耳板2，若干副耳板2沿钻头本体I的周向均匀设置，每副耳板2上均连接有上连杆3和下连杆6，上连杆3和下连杆6的一端均与耳板2铰接，另一端均与扩孔钻头4铰接，上连杆3的长度与下连杆6的长度相等，且上连杆3与下连杆6平行设置，保证扩孔钻头4的中心轴线始终与钻头本体I的中心轴线平行，上连杆3、耳板2、下连杆6和扩孔钻头4组成平行四连杆结构，在本实施例中，采用四组平行四连杆机构，四组平行四连杆结构沿钻头本体I的周向均匀设置;钻头本体I上还设置有多组液压缸5，多组液压缸5沿钻头本体I的周向均匀设置，每组液压缸5的缸筒均与钻头本体I的下端外表面铰接，液压缸5的活塞杆与下连杆6的中部铰接，平行四连杆结构在液压缸5的作用下移动，从而带动扩孔钻头4张开，实现钻头的变径，扩孔钻头4的下端面上设置有扩孔滚刀7，扩孔滚刀7利用滚动做功，从而对岩石或土层进行钻凿。扩孔钻头4及扩孔滚刀7的结构均为现有技术，不再赘述。
[0017]钻头本体I的下表面固定设置有滚刀座8，滚刀座8的下端面上设置有平底滚刀9，平底滚刀9用于钻凿钻头前方的岩石或土层，扩孔滚刀7用于钻凿钻头周围的岩石或土层。
[0018]钻头本体I为中空结构，中空结构内设置有排渣管11，排渣管11的上端外侧设置有进气管12，进气管12与排渣管11相连通，在本实施例中，排渣管11与进气管12平行设置，排渣管11的外表面与进气管12的外表面相接触，进气管12和排渣管11相接触的面上均设置有进气口，进气管12用于为钻头提供压缩空气，从而将钻头钻凿出的岩渣吸出，排渣管11的底端连接吸渣管10，吸渣管10设置在滚刀座8内，吸渣管10上端直径与排渣管11的内径相等，吸渣管10的下端为长腰形结构，长腰形即为两相对侧边以外凸圆弧连接的方形。
[0019]吸渣管10下端截面为长腰形结构，长腰形结构为两相对侧边以外凸圆弧连接，另两边为直线的方形，吸渣管10采用偏心布置，岩渣在压缩空气的作用下，经吸渣管10和排渣管11排出钻头。在本实施例中，排渣管11内设置有压缩空气混合器14，排渣管11外套设有密封圈13，压缩空气混合器14为气举反循环洗井方式的特定结构，为现有装置，不再赘述。
[0020]本发明在工作之前，首先向粧孔内注入水或泥浆，使钻头工作在水中或泥浆中，无需另外为钻头设置注水管;在工作时，平底滚刀9对粧孔进行前向钻凿，液压缸5的活塞杆伸缩，带动上连杆3和下连杆6移动，从而带动扩孔钻头4向外伸展，从而实现钻头的变径，扩孔滚刀7用于对粧孔进行扩径;钻凿出的岩石和泥浆混合物在压缩空气的作用下从吸渣管10和排渣管11排出钻头，偏心布置的排渣管10的排岩渣效率更高。
[0021]本发明通过调整液压缸5的伸缩来带动下连杆6、上连杆3和扩孔钻头4动作，实现变径钻头变幅范围内任意直径钻孔的需要，同时排岩渣效率高，可用于任何上部小孔径，下部大孔径的工程粧孔的钻凿。
【主权项】
1.一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:包括钻头本体，所述钻头本体的上端外表面固定设置有多副耳板，每副耳板上均设置有下连杆，下连杆的一端与耳板铰接，另一端与扩孔钻头铰接，扩孔钻头的下端面上设置有扩孔滚刀;所述钻头本体上还设置有液压缸，液压缸的活塞杆与下连杆的中部铰接，液压缸的缸筒与钻头本体的下端外表面铰接；钻头本体的下表面固定设置有滚刀座，滚刀座的下端面上设置有平底滚刀。2.如权利要求1所述的一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:所述耳板上还设置有上连杆，上连杆的一端与耳板铰接，另一端与扩孔钻头连接，上连杆的长度与下连杆的长度相等，且上连杆与下连杆平行设置，所述上连杆、下连杆、扩孔钻头及耳板组成平行四连杆结构。3.如权利要求1或2所述的一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:所述耳板有四副，沿钻头本体周向均匀设置。4.如权利要求1或2所述的一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:所述钻头本体为中空结构，中空结构内设置有排渣管，所述排渣管的底端连接吸渣管，吸渣管设置在滚刀座内。5.如权利要求4所述的一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:所述吸渣管上端直径与排渣管的内径相等，吸渣管下端截面为长腰形结构，所述长腰形为两相对侧边以外凸圆弧连接，另两边为直线的方形。6.如权利要求5所述的一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:所述吸渣管采用偏心布置。7.如权利要求4所述的一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:所述排渣管的上端外侧设置有进气管，进气管与排渣管相连通。8.如权利要求7所述的一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:所述排渣管与进气管平行设置，且排渣管的外表面与进气管的外表面相接触，进气管和排渣管相接触的面上均设置有进气口。9.如权利要求4所述的一种用于钻凿可变孔径粧孔的钻头，其特征在于:所述排渣管内设置有压缩空气混合器，排渣管外套设有密封圈。
【专利摘要】本发明提供了一种用于钻凿可变孔径桩孔的钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的上端外表面固定设置有多个耳板，每个耳板上均设置有下连杆，下连杆的一端与耳板铰接，另一端与扩孔钻头铰接，扩孔钻头的下端面上设置有扩孔滚刀；钻头本体上还设置有液压缸，液压缸的活塞杆与下连杆的中部铰接，液压缸的缸筒与钻头本体的下端外表面铰接；钻头本体的下表面固定设置有滚刀座，滚刀座的下端面上设置有平底滚刀。本发明能够实现变径钻头变幅范围内任意直径变径钻孔的需要，适用于上部小孔径、下部大孔径的工程桩孔。
【IPC分类】E21B10/32, E21B10/61
【公开号】CN105625947
【申请号】CN201610170629
【发明人】廖卫勇, 仝洪昌, 李泽, 杨建民, 张乐平, 王海波, 孙鹏翔, 王徽华, 李源
【申请人】平煤建工集团特殊凿井工程有限公司, 江苏龙源振华海洋工程有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月24日