呈螺旋桨状，当组合式螺纹挤土成孔砂井钻头逆时针旋转时，起到压实中粗砂的作用，同时提供组合式螺纹挤土成孔砂井钻头向上的反作用力。
[0028]如图1和图2，所述挤土套筒3的内壁通过十字螺旋连接片2与中空连接杆I相连，主要起挤土作用，上端为开口式，为中粗砂及循环液进口，下端连接锥尖装置，所述挤土套筒3的上端的外径小于其下端的外径，即挤土套筒3顶部略微收窄，在钻孔有轻微缩颈时，起到恢复砂井成孔直径的作用。
[0029]如图1和图2，所述锥尖装置铰接固定于所述挤土套筒3的下端，所述螺纹6呈螺旋状布设于所述挤土套筒3和所述锥尖装置的外侧，当组合式螺纹挤土成孔砂井钻头顺时针转动时，给组合式螺纹挤土成孔砂井钻头提供向下动力；组合式螺纹挤土成孔砂井钻头逆时针旋转时，提供向上动力。其中，所述锥尖装置为活瓣锥尖4或预制锥尖。所述活瓣锥尖4通过铰链固定于所述挤土套筒3的下端，且所述铰链位于所述挤土套筒3的内侧，铰链需要有足够的强度保证活瓣锥尖4与挤土套筒3同步转动。所述活瓣锥尖4包括6-12瓣，每相邻两瓣之间采用企口缝相接，防止淤泥进入所述挤土套筒3的内部。所述预制锥尖为一次性锥尖，可替代活瓣粧尖，其由多孔隙细粒混凝土制成，并通过预留插孔与所述挤土套筒3的底部设有的插件相接。插孔为梯形，挤土套筒3逆时针旋转时自动脱落；预制锥尖顶部刻有环形凹槽，挤土套筒3插入后可防止淤泥进入挤土套筒3，预制锥尖用模具批量制作，锥体外侧设有螺旋状螺纹6，便于挤土钻进。
[0030]所述组合式螺纹挤土成孔砂井钻头具有以下有益效果:
[0031]1、组合式螺纹挤土成孔砂井钻头为挤土成孔砂井施工工艺的关键设备，由中空连接杆1、十字螺旋连接片2、挤土套筒3、活瓣锥尖4、螺纹6等部件组成。组合式螺纹钻头挤土成孔砂井充分利用了软土的高压缩性的特性，通过特殊的钻头结构设计和合理的施工工艺设计，有效提高了成孔效率，保证成孔质量，同时防止了泥浆对砂垫层的污染，与复合地基处理软土相比，有着显著的经济效益。
[0032]2、与套管成孔法(袋装砂井、砂粧采用)、履带臂架式成孔(塑料排水板采用)相比，所述组合式螺纹挤土成孔砂井钻头成孔深度不受限制，施工高度受限小，能够在施工高度受限时使用，并且能处理深厚软土。
[0033]3、与水冲成孔法相比，没有高压水切割软土形成的大量泥浆，所述组合式螺纹挤土成孔砂井钻头不会对砂垫层形成污染；成孔直径均匀，而水冲成孔法成孔孔径无法得到保证，谷易塌孔。
[0034]4、与岩心管取土钻进成孔、螺旋钻进成孔法相比，所述组合式螺纹挤土成孔砂井钻头不需要反复提出钻头取土，工效高；岩心管取土及螺旋钻头取土时，孔内局部形成负压，钻孔易缩颈和塌孔，且取出的软土容易污染砂垫层。
[0035]目前国内对深厚软土地基的处理方法较少，通常采用薄壁管粧穿透软土形成复合地基的方式进行处理，道路工程常用桥梁形式跨越深厚软土。本专利提出的所述组合式螺纹挤土成孔砂井钻头为挤土成孔砂井施工工艺的关键设备，挤土成孔砂井造价约为薄壁管粧的1/3~1/2，桥梁工程的1/5~1/3，经济效益显著；挤土成孔无泥浆排放，无取土形成的固体废弃物，施工噪音小，环保施工，社会效益明显。
[0036] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，固定于钻杆的下端，其特征在于，包括中空连接杆、十字螺旋连接片、挤土套筒、锥尖装置以及螺纹； 所述中空连接杆位于所述挤土套筒内的轴线处，其上端凸出于所述挤土套筒，并与所述钻杆连接，下端位于所述挤土套筒内； 所述十字螺旋连接片呈螺旋桨状的固定于所述中空连接杆的外壁，其包括多个叶片，多个所述叶片的端部均连接所述挤土套筒的内壁； 所述锥尖装置铰接固定于所述挤土套筒的下端，所述螺纹呈螺旋状布设于所述挤土套筒和所述锥尖装置的外侧。
2.如权利要求1所述的组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，其特征在于:所述中空连接杆的底部设有滤网。
3.如权利要求2所述的组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，其特征在于:所述滤网的孔径小于 0.25mm。
4.如权利要求1所述的组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，其特征在于:所述挤土套筒的上端的外径小于其下端的外径。
5.如权利要求1所述的组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，其特征在于:所述锥尖装置为活辧锥尖或预制锥尖。
6.如权利要求5所述的组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，其特征在于:所述活瓣锥尖通过铰链固定于所述挤土套筒的下端，且所述铰链位于所述挤土套筒的内侧。
7.如权利要求6所述的组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，其特征在于:所述活瓣锥尖包括6-12瓣，每相邻两瓣之间采用企口缝相接。
8.如权利要求5所述的组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，其特征在于:所述预制锥尖通过预留插孔与所述挤土套筒的插件相接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种组合式螺纹挤土成孔砂井钻头，固定于钻杆的下端，包括中空连接杆、十字螺旋连接片、挤土套筒、锥尖装置以及螺纹；所述中空连接杆位于所述挤土套筒内的轴线处，其上端凸出于所述挤土套筒，并与所述钻杆连接，下端位于所述挤土套筒内；所述十字螺旋连接片呈螺旋桨状的固定于所述中空连接杆的外壁，其包括多个叶片，多个所述叶片的端部均连接所述挤土套筒的内壁；所述锥尖装置铰接固定于所述挤土套筒的下端，所述螺纹呈螺旋状布设于所述挤土套筒和所述锥尖装置的外侧。所述组合式螺纹挤土成孔砂井钻头具有无泥浆排放、无取土形成的固体废弃物、施工噪音小、环保施工、社会效益明显以及可提高工作效率等有益效果。
【IPC分类】E21B10-44
【公开号】CN204357355
【申请号】CN201420807524
【发明人】吴福宝, 何晖, 王志勇, 柏威伟
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月19日