一种硬岩取芯钻头的制作方法

本发明涉及一种建筑、水利、交通、桥梁、地铁等地下工程施工领域桩基础成孔、连续槽预成孔的钻进工具，特别是涉及一种在硬岩地质条件下快速钻进取芯的硬岩取芯钻头。

背景技术：

随着城市建设、城镇化建设、基础设施的展开，工程施工对桩基础的要求越来越多。桩基础正在向更深的深度、更大的直径发展，其地质条件更为复杂，遇到的岩石硬度、岩性变化更大。传统的钻进取芯装置及方法存在许多缺陷，已不能适应桩基础的发展需要。

1.冲击钻。由于价格低、使用简单、易操作的优点，在国内使用较多。但是其工作效率低，成孔速度很慢。

2.旋挖钻。目前国内大工程施工多用此设备，旋挖钻在钻进时常采用的方法：①短螺旋钻截齿打碎岩石，然后将钻具提上，换回转斗捞出碎渣，再采用钻具钻进；②筒钻周围镶截齿将岩石硬磨粉碎，然后靠大力扭断取芯，取芯效果差且可控难度大；③牙轮钻头全截面打碎岩石，然后换钻头捞出碎渣或泥浆泵抽泥浆置换；④筒钻周围设牙轮钻头，打碎岩石取芯。旋挖钻及相应的方法在硬岩钻进时功耗大、效率低，同时成本高、购置价格高。

3.潜孔锤。该设备矿山使用较多，常用于钻放炮眼。随着桩工方面的需求，潜孔锤逐步由小孔径向大直径发展，但是耗气量的缺陷制约了大直径的发展。

有鉴于传统的钻进取芯装置存在的缺陷，本发明人基于多年的实践经验及专业知识，并配合学理的应用，以期创设一种硬岩取芯钻头，使其能够满足目前桩基础工程施工的需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服传统的钻进取芯装置存在的缺陷，而提出一种在硬岩地质条件下快速钻进取芯的硬岩取芯钻头，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种硬岩取芯钻头，包括筒体1、取芯装置2，该筒体1的下端安设有第一钻头3；该取芯装置2穿过筒体1并固接在筒体1的上端，其下 端伸出于筒体1且低于前述第一钻头3。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的硬岩取芯钻头，所述第一钻头3设置有两个以上。

前述的硬岩取芯钻头，所述第一钻头3设置有独立的第一驱动装置4，在第一驱动装置4的驱动下第一钻头3可进行自转。

前述的硬岩取芯钻头，所述取芯装置2包括第二驱动装置22，其下部安设有若干个分割部件21，每个分割部件21都位于取芯装置2内部且与第二驱动装置22连接；在第二驱动装置22的驱动下，每个分割部件21由取芯装置2内部向外推出；在第二驱动装置22的反向驱动下，每个分割部件21缩回至取芯装置2内部。

前述的硬岩取芯钻头，所述分割部件21设置有两个以上。

前述的硬岩取芯钻头，所述取芯装置2下端可安设第二钻头5，也可不安设第二钻头5。

借由上述技术方案，本发明一种硬岩取芯钻头克服了传统冲击钻效率低下，传统旋挖钻不适用于硬岩，传统潜孔锤受制于耗气量而不能采用大直径的缺陷，不但制造成本低，工程造价低，而且能高速钻进硬岩，工作效率高且动力消耗小。

附图说明

图1是本发明一种硬岩取芯钻头的结构示意图。

图2是图1的A向视图。

图3是本发明另一实施例一种硬岩取芯钻头的结构示意图。

【主要元件符号说明】

1：筒体 2：取芯装置

21：分割部件 22：第二驱动装置

3：第一钻头 4：第一驱动装置

5：第二钻头

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种硬岩取芯钻头其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1及图2，本发明一种硬岩取芯钻头，包括筒体1、取芯装置2，该筒体1的下端安设有若干个第一钻头3，每个第一钻头3都设置有独立的第一驱动装置4；该取芯装置2穿过筒体1并固接在筒体1的上端，其下端伸出于筒体1且低于前述第一钻头3。

较佳的，所述第一钻头3设置有两个以上，其具体数量可根据直径大小、钻进速度需求来确定。所述第一驱动装置4可采用液压驱动、气压驱动或机械驱动，但本发明不限于此。每个第一钻头3可在筒体1的带动下进行公转，也可以在独立的第一驱动装置4的驱动下进行自转，从而对硬岩不断的进行冲击、破碎，即筒体1为公转，每个第一钻头3也可自转。

较佳的，请参阅图3，所述取芯装置2焊接在筒体1的上端，其下端安设有第二钻头5，也可不安设第二钻头5。该取芯装置2一方面保证了钻进的垂直度，另一方面在钻进斜岩时起到定位作用。

较佳的，所述取芯装置2上端设置有连接装置，借由该连接装置可将本发明的硬岩取芯装置与不同的钻机连接，从而进行作业。

较佳的，所述取芯装置2下部安设有若干个分割部件21，所述分割部件21位于筒体1内。当到达预定进尺后，每个分割部件21在第二驱动装置22的驱动下向外推出，将筒体1内的石块与下方的石块分割开，使石块水平被切断为数块，然后挤压在筒体1、取芯装置2及分割部件21之间的石块被提出至地面，此时每个分割部件21在第二驱动装置22的反向驱动下缩回至取芯装置2的内部，石块掉落在指定的区域。具体的，所述驱动装置22可采用液压驱动、气压驱动或机械驱动，但本发明不限于此。

本发明一种硬岩取芯钻头的工作流程为：首先将本发明的钻头与钻机连接，然后启动钻机。定位的取芯装置2比周围的第一钻头3提前入岩，然后第一钻头3再入岩，在第一驱动装置4的驱动下快速地对硬岩进行冲击、破碎。当钻到预定进尺后，每个分割部件21在第二驱动装置22的驱动下向外推出，将筒体1内的石块与下方的石块分割开，使石块被切断为数块，然后撑在圆形的筒体1内的石块被提出至地面，此时每个分割部件21在第二驱动装置22的反向驱动下缩回至取芯装置2的内部，石块掉落在指定的区域。然后再将钻头放下，继续进行钻进作业。

本发明一种硬岩取芯钻头克服了传统冲击钻效率低下，传统旋挖钻不适用于硬岩，传统潜孔锤受制于耗气量而不能采用大直径的缺陷，不需将石块全部硬磨粉碎，也不需通过非常大的扭矩进行取芯，仅需通过改进的结构将石块分割并整块取出，提高了工作效率，加快了工程进度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本发明所属领域的技术人员来说，凡是利用本发明说明书及附图内容所作出的改进，均同理包括在本发明的专利保护范围内。