一种钻机钻头及硬土层的钻进方法与流程

本发明涉及钻进设备
技术领域：
，特别涉及一种钻机钻头及硬土层的钻进方法。
背景技术：
：钻孔灌注桩是利用螺旋钻机、潜水钻机等就地成孔并灌注混凝土而成的桩，在钻孔灌注桩的施工过程中，如遇到硬土层的卵石层或其他特殊工程地质条件时，通常采用将钻机的常规钻头更换成小口径钻头的钻进工艺，从而减小钻机负荷，提高钻进效率。如图1所示，常规的小口径钻头20主要用于在厚度较小的硬土层实施钻进施工，因此，它只考虑了在小口径钻头20顶端进行加固或改良，在短时间内增大小口径钻头20顶端压强，达到搅碎硬土层并迅速通过此土层的目的；但是，在沿海地区，有些硬土层的卵石层往往厚度达到6米以上，常规的小口径钻头在短时间内无法钻进并通过此土层，而小口径钻头20顶端及周围切割刃磨损较快，使得其钻进速度逐渐降低，直到不得不更换小口径钻头20，导致施工效率大幅降低。技术实现要素：针对采用现有钻机的小口径钻头钻进施工较厚卵石层的过程中，存在钻头磨损严重，施工效率降低下的问题。本发明的目的是提供一种钻机钻头及硬土层的钻进方法，通过改变顶端钻头的结构形式，以及增加刮刀切割刃的数量并进行加固，减少了切割刃的损耗，延长了钻头的使用寿命。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钻机钻头包括：竖向设置的钻杆，连接于所述钻杆顶部的连接件，连接于所述钻杆底部的顶端钻头，套设于所述钻杆且与其同轴设置的导向圈，连接于所述导向圈和所述钻杆之间且沿所述导向圈径向均布的多个加劲片，连接于所述导向圈和所述顶端钻头之间且沿所述导向圈径向均布的多个刮刀，所述刮刀底部沿其长度方向设有双排切割刃，且所述双排切割刃间隔设置。优选的，所述顶端钻头包括：套设于所述钻杆底部并固接的筒状基座，沿径向连接于所述筒状基座底部的至少两个小口径冲击钻头，且所述小口径冲击钻头表面设有多个球齿。优选的，所述加劲片和所述刮刀的数量相同且位置相对应，相对应设置的所述加劲片和所述刮刀的两端分别通过竖向设置的加固杆一和加固杆二连接为一体，且所述加固杆一的侧面连接于所述导向圈内壁，所述加固杆二的侧面连接于所述钻杆外壁。优选的，垂直于所述钻杆轴线并固接于所述钻杆顶部的连接件上均布有多个螺栓孔，使得所述钻机钻头能够通过所述连接件螺栓连接于钻机底端。优选的，所述连接件与所述钻杆之间还设有多个加强肋。另外，本发明还提供了一种硬土层的钻进方法，步骤如下：在钻机钻进硬土层的过程中，当遇硬土层内的卵石层厚度超过6米时，更换本发明所述的钻机钻头实施卵石层的钻进施工。本发明的效果在于：本发明的钻机钻头，相比常规的小口径钻头，由于顶端钻头口径缩小，使得顶端钻头能够套设于钻杆底部，间接增加了刮刀的有效长度，因此，设置于刮刀底部的切割刃能够通过缩小间隙以达到增加数量的目的，而且，本发明的钻机钻头在磨损严重的刮刀位置设置了双排切割刃，进一步增加了切割刃的数量，提高了钻机的钻进效率，同时减少了切割刃的损耗，延长了钻头的使用寿命，并节约了人工成本。本发明的钻机钻头尤其适用于沿海地区卵石层厚度达6米以上的工程地质条件下的钻孔灌注桩施工。附图说明图1为现有技术中小口径钻头的结构示意图；图2为本发明钻机钻头一实施例的结构示意图；图3为本发明钻机钻头一实施例的立体图。图中标号如下：钻机钻头10；钻杆11；连接件12；导向圈14；加劲片15；刮刀16；双排切割刃16a；加固杆一17a；加固杆二17b；筒状基座18；小口径冲击钻头19；球齿19a；小口径钻头20。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。实施例1：结合图2和图3说明本发明的钻机钻头10，它包括：竖向设置的钻杆11，连接于钻杆11顶部的连接件12，连接于钻杆11底部的顶端钻头，套设于钻杆11且与其同轴设置的导向圈14，连接于导向圈14和钻杆11之间且沿导向圈14径向均布的多个加劲片15，连接于导向圈14和顶端钻头之间且沿导向圈14径向均布的多个刮刀16，刮刀16底部沿其长度方向设有双排切割刃16a，且双排切割刃16a间隔设置。本发明的钻机钻头10，相比常规的小口径钻头，由于顶端钻头口径缩小，使得顶端钻头能够套设于钻杆11底部，间接增加了刮刀16的有效长度，因此，设置于刮刀16底部的切割刃能够通过缩小间隙以达到增加数量的目的，而且，本发明的钻机钻头10在磨损严重的刮刀16位置设置了双排切割刃16a，进一步增加了切割刃的数量，提高了钻机的钻进效率，同时减少了切割刃的损耗，延长了钻头的使用寿命，并节约了人工成本。本发明的钻机钻头10尤其适用于沿海地区卵石层厚度达6米以上的工程地质条件下的钻孔灌注桩施工。如图3所示，顶端钻头包括：套设于钻杆11底部并固接的筒状基座18，沿径向连接于筒状基座18底部的至少两个小口径冲击钻头19，且小口径冲击钻头19表面设有多个球齿19a，小冲击钻头采用莲藕式钻头，增加了顶端钻头的耐磨性，减少顶端钻头损坏并减少了其更换频率，使得钻孔灌注桩施工周期缩短。请继续参考图3，为实现刮刀16与钻机钻头10的稳固连接，加劲片15和刮刀16的数量相同且位置相对应，相对应设置的加劲片15和刮刀16的两端分别通过竖向设置的加固杆一17a和加固杆二17b连接为一体，且加固杆一17a的侧面连接于导向圈14内壁，加固杆二17b的侧面连接于钻杆11外壁，由加劲片15、刮刀16及连接于其两端的加固杆共同构成一稳定的框架，使得刮刀16及双排切割刃16a能够牢固连接于钻杆11和导向圈14之间，保证钻进的施工安全。如图2和图3所示，垂直于钻杆11轴线并固接于钻杆11顶部的连接件12上均布有多个螺栓孔，使得钻机钻头10能够通过连接件12螺栓连接于钻机底端，拆装方便；，而且，连接件12与钻杆11之间还设有多个加强肋，实现连接件12与钻杆11之间牢固连接。实施例2：一种硬土层的钻进方法，具体步骤如下：在钻机钻进硬土层的过程中，当遇硬土层内的卵石层厚度超过6米时，更换如实施例1所述的钻机钻头10实施卵石层的钻进施工。由于钻孔灌注桩施工步骤为现有技术，此处不再赘述。采用本发明的钻机钻头10施工钻孔灌注桩后，通过现场多次试验，得出相关数据统计如下，表一为本发明的钻机钻头10成孔时间及合金钢磨损统计表，表二为单根钻孔灌注桩成孔费用对比表。表一：使用的钻头成孔时间(分钟)合金钢钻头磨损量(％)常规的小口径钻头259发明的钻机钻头124表二(单位：元)综上所述，采用本发明的钻机钻头10辅助钻机施工钻孔灌注桩，不但提高了钻机的钻进效率，减少了切割刃的损耗，延长了钻头的使用寿命，而且，节约了人工成本，具有良好的经济效益。上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。当前第1页12