一种旋喷钻杆的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种与高压旋喷动力头配合使用的一种旋喷钻杆。

背景技术：

旋喷钻机是一种用来输送高压水泥浆、高压空气和高压水等介质，在高压的工作条件下，能保证持续的动密性和静密性的一种钻进工具。在旋喷钻机通常设置有一个高压旋喷动力头，并通过该高压旋喷动力头将高压水泥浆、高压空气及高压水通过钻杆进行输送，并最终在位于钻杆末端的旋喷钻杆中射出，并依靠旋喷钻杆末端的旋钻部对地基进行旋钻，并通过水平转动进行扩孔、旋喷注浆，以最终形成混凝土桩柱。

现有技术中的旋喷钻杆为了输送三种介质，通常在钻杆内部设置多个橡胶软管。由于橡胶软管的寿命存在一定的限制，因此当使用一定的时间后，橡胶软管会由于老化而发生故障。因此，传统的旋喷钻杆存在使用寿命较低的缺陷。同时，现有技术中的旋喷钻杆存在通常采用一体化结构设计，一旦内部某个零件发生损坏则会给维修带来很大的困难。

有鉴于此，有必要对现有技术中的旋喷钻杆予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于公开一种旋喷钻杆，用以实现长寿命、低故障率的效果，同时简化旋喷钻杆的内部结构，以便于维修。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种旋喷钻杆，包括：钻头，与钻头轴向装配的挡圈、内筒及外筒，与外筒呈一体式结构的连接筒，以及嵌设在内筒与连接筒之间并嵌套设置的第一套筒及第二套筒；所述钻头内部形成喷浆室，并侧部嵌设对称设置的偶数个与喷浆室连通的第一喷嘴，所述第一喷嘴形成高压水泥浆喷射口；所述内筒由第一连接筒、芯管及第二连接筒轴向卡接而成，并形成与喷浆室连通的中空通道，所述第二连接筒延伸入第二套筒内；所述连接筒的侧部嵌设对称设置的偶数个第二喷嘴；所述连接筒与第一套筒之间形成第一环状腔体，所述第一套筒与第二套筒之间形成第二环状腔体；所述第二喷嘴形成与第一环状腔体连通并呈环状的高压空气喷射口以及与第二环状腔体连通的高压水喷射口；所述连接筒反向于钻头的一端端部具敞口，并在连接筒的内侧壁上开设有螺纹。

作为本发明的进一步改进，所述钻头包括呈圆锥形的旋切部及安装部；所述第一喷嘴嵌设在安装部的侧部。

作为本发明的进一步改进，所述内筒与外筒之间形成第三环状腔体。

作为本发明的进一步改进，所述挡圈阻隔喷浆室与第三环状腔体。

作为本发明的进一步改进，所述钻头的侧部嵌设两排对称设置的第一喷嘴。

作为本发明的进一步改进，所述第一喷嘴内部形成锥形腔体，所述锥形腔体的内壁面的锥度为0.1～0.3。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本发明中，在旋喷钻杆内形成三个独立的介质传输通道，并通过第一喷嘴与第二喷嘴将高压水泥浆、高压水和高压空气喷射出去，并通过钻头作水平转动进行扩孔、旋喷注浆，以最终形成混凝土桩柱；通过本发明，避免使用橡胶软管输送介质，从而实现了延长寿命、降低故障率的效果，同时简化了旋喷钻杆的内部结构，具有维修方便的技术优点。

附图说明

图1为本发明中一种旋喷钻杆的轴向剖视图；

图2为沿图1中a-a线的剖视图；

图3为图1中所示出的第一喷嘴沿轴向的横截面结构示意图；

图4为图1中所示出的第二喷嘴沿轴向的横截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

请参图1至图4所示出的本发明一种旋喷钻杆的一种具体实施方式。

在本实施方式中，一种旋喷钻杆，包括：钻头10，与钻头10轴向装配的挡圈21、内筒及外筒，与外筒呈一体式结构的连接筒26，以及嵌设在内筒与连接筒26之间并嵌套设置的第一套筒27及第二套筒32。

钻头10包括呈圆锥形的旋切部11及安装部12。所述第一喷嘴20嵌设在安装部12的侧部。安装部12开设有两圈柱状通道14，并在柱状通道14的开口处形成一个台阶141，第一喷嘴20嵌入柱状通道14中。该柱状通道14与喷浆室13连通。输送至喷浆室13的高压水泥浆可从柱状通道14中沿箭头200的方向侧向喷出，并最终通过多个第一喷嘴20进行喷射高压水泥浆。

旋切部11呈圆锥形并整体采用硬质合金制成，并与安装部12通过焊接的方式形成一个整体。钻头10内部形成喷浆室13，并侧部嵌设对称设置的偶数个与喷浆室13连通的第一喷嘴20，所述第一喷嘴20形成高压水泥浆喷射口203。具体的，所述钻头10的侧部嵌设两排对称设置的第一喷嘴20。配合参照图2所示，钻头10的侧部中每一圈或者每一排包括五个第一喷嘴20。喷浆室13大致呈圆柱体形状。

在本实施方式中，内筒由第一连接筒22、芯管23及第二连接筒25轴向卡接而成，并形成与喷浆室13连通的中空通道。第二连接筒25延伸入第二套筒32内。第一连接筒22的轴部形成中空通道221，并在第一连接筒22的两端端部分别三圈凹槽，并在凹槽中嵌设o型密封圈222及o型密封圈223。挡圈21的外侧面上也设置有三圈凹槽，并在凹槽中嵌设o型密封圈211。该第一连接筒22的两端端部形成有台阶224及台阶225，并通过台阶224与安装部12共同夹持挡圈21。芯管23的内部呈中空结构，且一端端部232与台阶225卡接。并通过o型密封圈223阻止高压水泥浆进入至第三环状腔体241中。

同时，第二连接筒25与芯管23的另一端端部233卡接。第二连接筒25内部呈中空并具有中空通道251，并形成卡接芯管23的端部233的o型密封圈252。同时，第二连接筒25的面向连接筒26的一端同样设置若干圈凹槽，并在凹槽中嵌设o型密封圈253及o型密封圈254，以通过o型密封圈253及o型密封圈254保持第二连接筒25与第二套筒32之间的保持密封。

连接筒26的侧部嵌设对称设置的偶数个第二喷嘴29述连接筒26与第一套筒27之间形成第一环状腔体28，第一套筒27与第二套筒32之间形成第二环状腔体30。第二套筒32内部形成中空通道321。第二喷嘴29形成与第一环状腔体28连通并呈环状的高压空气喷射口296以及与第二环状腔体30连通的高压水喷射口294。连接筒26反向于钻头10的一端端部具敞口261，并在连接筒26的内侧壁上开设有螺纹262。从而可通过该螺纹262与内部形成刚性结构的加长杆(未示出)，并作加长和延伸，并可随着该旋喷钻杆延伸入地面以下的深度，套接多根加长杆。

加长杆中形成三个刚性的介质输送通道。三个刚性的介质输送通道分别将高压水泥浆、高压空气和高压水输送至中空通道321、第二环状腔体30及第一环状腔体28中。进一步的，高压水和高压空气通过第二喷嘴29侧向喷出，高压水泥浆通过第一喷嘴20侧向喷出。高压水泥浆分别通过中空通道321、中空通道251、中空通道231、中空通道221输送至喷浆室13中。

结合参照图3及图4所示，在本实施方式中，该内筒与外筒24之间形成第三环状腔体241。挡圈21阻隔喷浆室13与第三环状腔体241。第一喷嘴20内部形成锥形腔体204，所述锥形腔体204的内壁面205的锥度为0.1～0.3，并最优选为0.2。第一喷嘴20包括安装部201及喷射盘202。该喷射盘202中开设有与锥形腔体204连通的高压水泥浆喷射口203。安装部201堵塞柱状通道14，并通过喷射盘202抵靠在台阶141上，并实现可靠装配。

在本实施方式中，该第二套筒32与第一套筒27之间设置有三圈o型密封圈281，第一套筒27与连接筒26之间设置三圈o型密封圈271，从而通过上述o型密封圈281将第二环状腔体30与第三环状腔体241相互隔离；同时通过上述o型密封圈271将第一环状腔体28与第三环状腔体241相互隔离。第一套筒27的侧部开设有若干柱状通道322，且该柱状通道322连续贯通第一环状腔体28与第二环状腔体30。第二喷嘴29嵌入该柱状通道322中。

该第二喷嘴29包括卡设在柱状通道322中的安装部291、喷射盘295，所述喷射盘295中形成圆形的高压水喷射口294以及环形布置在该高压水喷射口294径向外侧的高压空气喷射口296，该高压空气喷射口296呈圆环形。该高压空气喷射口296与第一环状腔体28贯通，该高压水喷射口294与第二环状腔体30贯通。通过安装部291将柱状通道322堵塞，以防止第一环状腔体28与第二环状腔体30中所流经的不同介质发生混合。

同时，在本实施方式中，该第一套筒27面向敞口261一端的侧面上也开设有凹槽，并在凹槽中嵌设o型密封圈272。第一套筒27面向敞口的一端套设轴向凸伸设置的阻挡筒31，以起到对高压水和高压空气实现导引与分隔的效果，以分别高压水和高压空气输入至第二环状腔体30与第一环状腔体28中。

具体的，该该第二喷嘴29轴向配置有锥形腔体292，该锥形腔体292的内壁面293之间的夹角为20度。通过这种结构可显著提高从高压水喷射口294所喷出的高压水的流速，提高对土壤的冲击效果。同时，高压空气喷射口296由内环面298与外环面297组成。内环面298与该旋喷钻杆的纵向延伸方向保持垂直，外环面297与内环面298沿第二喷嘴29的纵向延伸方向相交，并具体形成15度的夹角。

本实施方式中所涉及的所有组件，除了o型密封圈外，均可采用硬质合金，例如钼铬合金或者镍铬合金制成。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。