专利名称：旋挖钻具和旋挖钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及旋挖钻机技术领域，特别涉及一种旋挖钻具。此外，本实用新型还涉及一种包括该旋挖钻具的旋挖钻机。
背景技术：
近年来，随着我国高速公路、高速铁路等基础设施建设的快速发展，旋挖钻机得到了越来越广泛的应用。我国地域幅员辽阔，几乎所有的地质形态都可以在我国找到。在各种地质形态中，石灰岩及其岩溶地层广泛分布于我国广西、湖南、江西和贵州等地，该种地层存在有软地层与硬岩层的接触面，该接触面往往是斜接触面，因而在对硬岩层进行钻进时，钻具与硬岩层往往成斜面钻进，极易出现斜孔现象。一旦出现斜孔，会给施工带来巨大损失，使得施工进程耗时耗财耗力。以下将结合现有技术中钻具的结构对上述问题作具体介绍。请参考图1，图1为现有技术中一种旋挖钻具的结构示意图。该现有技术中的旋挖钻具包括筒体1'，筒体1'的上方设有顶板2'，顶板2'上连接有连接方4'，筒体1'的底壁上设有底部钻齿3'。使用该现有技术中的钻具对石灰岩及其岩溶地层进行钻进时，由于该地层的软地层与硬岩层之间为斜接触面，在对硬岩层进行钻进时，钻具一侧的底部钻齿与斜面硬岩层接触钻进，而钻具另一侧的底部钻齿悬空， 不与硬岩层接触，因而钻具的受力不平衡，发生偏斜，进而获得的钻进孔极易出现斜孔现象。有鉴于此，如何对现有技术中的旋挖钻具进行改进，从而使其在面对软地层与硬岩层为斜接触面的地质形态时，具有较好的定位导向性能，避免出现斜孔现象，是本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题为提供一种旋挖钻具，该旋挖钻具的结构设计在面对软地层与硬岩层为斜接触面的地质形态时，具有较好的定位导向性能，能够避免出现斜孔现象。此外，本实用新型另一个要解决的技术问题为提供一种包括该旋挖钻具的旋挖钻机。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种旋挖钻具，包括筒体，所述筒体的顶部设有顶板，所述筒体的底部设有底部钻齿；所述旋挖钻具还包括螺旋钻头，所述螺旋钻头设于所述筒体内，且所述螺旋钻头的下端部由所述筒体的底部伸出。优选地，所述螺旋钻头包括设于所述筒体内并连接于所述顶板上的芯轴，所述芯轴的周向外部缠绕有螺旋叶片，所述螺旋叶片上设有第一钻齿。优选地，所述螺旋叶片随着向所述顶板的方向延伸，其外径逐渐增大。优选地，所述芯轴的下端面连接有盖板，所述盖板上设有第二钻齿。优选地，所述筒体的内壁与所述芯轴之间进一步连接有加强板。[0012]优选地，所述加强板的下端面上进一步设有第三钻齿。优选地，在所述筒体的径向上，所述第三钻齿设于所述底部钻齿与距离所述芯轴最远的所述第一钻齿之间。优选地，所述芯轴进一步通过垫板连接于所述顶板上。优选地，所述芯轴的圆周侧壁与所述垫板之间进一步设有多个加强筋板。此外，为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种旋挖钻机，包括钻杆；所述旋挖钻机还包括上述任一项所述的旋挖钻具，所述顶板的顶壁连接有连接方，所述钻杆与所述连接方连接。在现有技术的基础上，本实用新型所提供的旋挖钻具还包括螺旋钻头，所述螺旋钻头设于所述筒体内，且所述螺旋钻头的下端部由所述筒体的底部伸出。施工过程中，在软地层与硬岩层之间为斜接触面的工况下，当钻具对硬岩层进行钻进时，由于螺旋钻头的下端部从筒体的底部伸出，因而螺旋钻头先与斜接触面接触钻进， 由于螺旋钻头与斜接触面的接触钻进类似于一种点接触钻进，因而螺旋钻头的定位导向性能较好，不会发生倾斜；随着螺旋钻头继续钻进，筒体一侧的底部钻齿与斜面岩层接触钻进，此时由于有螺旋钻头定位导向，因而筒体不会发生倾斜；随着继续钻进，筒体另一侧的底部钻齿与斜面岩层接触钻进，此时筒体整体钻入硬岩层中，筒体也起到定位导向作用，当筒体的大部分钻入硬岩层中时，此时软地层与硬岩层的斜接触面定位完成，可以改用其他钻具进行钻进，或者采用本发明继续钻进。综上所述，本实用新型所提供的旋挖钻具在面对软地层与硬岩层为斜接触面的地质形态时，具有较好的定位导向性能，能够避免出现斜孔现象。此外，本实用新型所提供的包括该旋挖钻具的旋挖钻机，其技术效果与上述旋挖钻具的技术效果相同，在此不再赘述。
图1为现有技术中一种旋挖钻具的结构示意图；图2为本实用新型一种实施例中旋挖钻具的结构示意图；图3为图2中旋挖钻具的纵剖面结构示意图；图4为图2中旋挖钻具的A-A向剖视图；图5为图2中旋挖钻具的仰视图；图6为图2中旋挖钻具的俯视图。其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为1'筒体；2'顶板；3'底部钻齿；4'连接方。图2至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为1筒体；2顶板；3底部钻齿；4连接方；51芯轴；52螺旋叶片；53第一钻齿；54盖板；55第二钻齿；6加强板；61第三钻齿；71垫板；72加强筋板。
具体实施方式
[0034]本实用新型的核心为提供一种旋挖钻具，该旋挖钻具的结构设计在面对软地层与硬岩层为斜接触面的地质形态时，具有较好的定位导向性能，能够避免出现斜孔现象。此外，本实用新型另一个核心为提供一种包括该旋挖钻具的旋挖钻机。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图2和图3，图2为本实用新型一种实施例中旋挖钻具的结构示意图；图3 为图2中旋挖钻具的纵剖面结构示意图。在一种实施例中，本实用新型所提供的旋挖钻具，包括筒体1，该筒体1的顶部连接有顶板2，顶板2的顶壁上连接有连接方4 ；该筒体1的底部设有底部钻齿3。在此基础上，如图2和图3所示，本实用新型所提供的旋挖钻具还包括螺旋钻头，所述螺旋钻头设于筒体1内，且所述螺旋钻头的下端部由筒体1的底部伸出。施工过程中，在软地层与硬岩层之间为斜接触面的工况下，当钻具对硬岩层进行钻进时，由于螺旋钻头的下端部从筒体1的底部伸出，因而螺旋钻头先与斜接触面接触钻进，由于螺旋钻头与斜接触面的接触钻进类似于一种点接触钻进，因而螺旋钻头的定位导向性能较好，不会发生倾斜；随着螺旋钻头继续钻进，筒体1 一侧的底部钻齿3与斜面岩层接触钻进，此时由于螺旋钻头的定位导向，筒体1不会发生倾斜；随着继续钻进，筒体1另一侧的底部钻齿3与斜面岩层接触钻进，此时筒体1径向整体钻入硬岩层中，筒体1也起到定位导向作用，当筒体沿轴向的大部分钻入硬岩层中时，软地层与硬岩层的斜接触面定位完成，可以改用其他钻具进行钻进，或者采用本发明继续钻进。此外，本实用新型所提供的旋挖钻具仅是在现有技术中旋挖钻具的筒体1内部加设了螺旋钻头，对其他结构没有作出改变，因而结构简单，安装方便，加工成本低。在上述技术方案中，可以对螺旋钻头的机构作出进一步设计。比如，如图2和图3 所示，所述螺旋钻头包括芯轴51，该芯轴51设于筒体1内并连接于顶板2上；在此基础上， 芯轴51的周向外部缠绕有螺旋叶片52，螺旋叶片52上设有第一钻齿53 ；具体地，螺旋叶片 52的边缘位置设有第一钻齿53，并且第一钻齿53的数量可以为多个。施工过程中，上述结构的螺旋钻头在具有较好的定位导向性能的基础上，其协渣能力比较强；具体地，随着钻进，钻渣沿螺旋叶片52上升，并随着钻进的持续该钻渣逐渐被挤压在筒体1与螺旋叶片52之间，筒体1内钻渣不易掉出，因而一次钻进完毕钻具提升时， 钻渣随之提出。具体地，螺旋叶片52随着向顶板2的方向延伸，其外径可以逐渐增大，因而协渣能力更强，并且破坏岩层的范围更广，尽可能使得筒体1的内壁与芯轴51之间的岩石遭到破碎。此外，如图3所示，芯轴51的下端面可以连接有盖板M，盖板M上可以设有第二钻齿55。施工过程中，钻进斜面硬岩层时，盖板M上的第二钻齿55先于斜面硬岩层接触钻进并定位，然后随着钻进，螺旋叶片52上的第一钻齿53再与斜面硬岩层接触钻进，该种结构设计进一步提高了螺旋钻头的定位导向性能。请参考图4、图5和图6，图4为图2中旋挖钻具的A-A向剖视图；图5为图2中旋挖钻具的仰视图；图6为图2中旋挖钻具的俯视图。在上述任一种技术方案中，还可以作出进一步改进。比如，如图3和图4所示，筒体1的内壁与芯轴51之间进一步连接有加强板6，该加强板6的数量可以为多个，并沿芯轴 51的周向均勻设置。该加强板6对芯轴51起到固定作用，防止其在钻进过程中晃动，因而能够提高芯轴51在轴向上的定位可靠性。进一步地，如图3和图4所示，加强板6的下端面上进一步设有第三钻齿61。该第三钻齿61可以进一步对筒体1内壁与芯轴51之间的岩层进行破碎，使得岩层破碎充分。具体地，如图5所示，在筒体1的径向上，第三钻齿61设于底部钻齿3与距离芯轴51最远的第一钻齿53之间。施工过程中，距离芯轴51最远的第一钻齿53与底部钻齿 3在筒体1径向上还有一段距离，该距离范围内的岩石由于得不到钻齿破碎，因而其破碎得并不充分；而在上述结构中，由于第三钻齿61设于底部钻齿3与距离芯轴51最远的第一钻齿53之间，因而可由第三钻齿61对该部分岩石进行充分破碎。如图3所示，芯轴51可以进一步通过垫板71连接于顶板2上；同时，为了提高芯轴51与垫板71之间的可靠性，如图3和图4所示，芯轴51的圆周侧壁与垫板71之间进一步设有多个加强筋板72。此外，本发明还提供一种旋挖钻机，包括钻杆；所述旋挖钻机还包括上述任一项所述的旋挖钻具，如图2所示，顶板2的顶壁连接有连接方4，所述钻杆与连接方4连接；所述旋挖钻机的其他部分，可以参照现有技术，本文不再展开。以上对本实用新型所提供旋挖钻具和旋挖钻机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种旋挖钻具，包括筒体(1)，所述筒体(1)的顶部设有顶板O)，所述筒体(1)的底部设有底部钻齿(3)；其特征在于，所述旋挖钻具还包括螺旋钻头，所述螺旋钻头设于所述筒体⑴内，且所述螺旋钻头的下端部由所述筒体⑴的底部伸出。
2.如权利要求1所述的旋挖钻具，其特征在于，所述螺旋钻头包括设于所述筒体(1)内并连接于所述顶板(2)上的芯轴(51)，所述芯轴(51)的周向外部缠绕有螺旋叶片(52)，所述螺旋叶片(5 上设有第一钻齿(53)。
3.如权利要求2所述的旋挖钻具，其特征在于，所述螺旋叶片(52)随着向所述顶板 (2)的方向延伸，其外径逐渐增大。
4.如权利要求2所述的旋挖钻具，其特征在于，所述芯轴(51)的下端面连接有盖板 (M)，所述盖板(54)上设有第二钻齿(55)。
5.如权利要求1至4任一项所述的旋挖钻具，其特征在于，所述筒体(1)的内壁与所述芯轴(51)之间进一步连接有加强板(6)。
6.如权利要求5所述的旋挖钻具，其特征在于，所述加强板(6)的下端面上进一步设有第三钻齿(61)。
7.如权利要求6所述的旋挖钻具，其特征在于，在所述筒体(1)的径向上，所述第三钻齿(55)设于所述底部钻齿(3)与距离所述芯轴(51)最远的第一钻齿(53)之间。
8.如权利要求2至4任一项所述的旋挖钻具，其特征在于，所述芯轴(51)进一步通过垫板(71)连接于所述顶板( 上。
9.如权利要求8所述的旋挖钻具，其特征在于，所述芯轴(51)的圆周侧壁与所述垫板 (71)之间进一步设有多个加强筋板(72)。
10.一种旋挖钻机，包括钻杆；其特征在于，所述旋挖钻机还包括如权利要求1至9任一项所述的旋挖钻具，所述顶板O)的顶壁连接有连接方G)，所述钻杆与所述连接方(4) 连接。
专利摘要本实用新型公开了一种旋挖钻具，包括筒体(1)，所述筒体(1)的顶部设有顶板(2)，所述筒体(1)的底部设有底部钻齿(3)；所述旋挖钻具还包括螺旋钻头，所述螺旋钻头设于所述筒体(1)内，且所述螺旋钻头的下端部由所述筒体(1)的底部伸出。该旋挖钻具的结构设计在面对软地层与硬岩层为斜接触面的地质形态时，具有较好的定位导向性能，能够避免出现斜孔现象。此外，本实用新型还公开了一种包括该旋挖钻具的旋挖钻机。
文档编号E21B10/43GK202031485SQ20112014752
公开日2011年11月9日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者冯建伟, 水俊峰, 邢树兴 申请人:北京市三一重机有限公司