一种有效直径可调控的钻头的制作方法

本实用新型属于岩土锚固支护、地基加固领域，具体涉及一种有效直径可调控的钻头。

背景技术：

在传统的岩土锚固支护工程中，通常采用螺旋钻机成孔，由于螺旋钻具成孔直径上下一致，主要依靠锚固体与钻孔直径的侧摩阻力起作用，要想达到支护的效果，必须加长锚固长度，不仅浪费大量的注浆材料，还会增加工程量。若在孔底一定深度处扩大钻孔直径，即底部直径大，浅部直径小，细部钻孔可以直接阻止锚固体的移动而且极大的增大了钻孔与锚固体的摩阻力。传统的扩孔方式主要有高压旋喷、爆破扩孔，对于敏感型岩土体采用高压旋喷显然是不利的，而且爆破会对岩土体产生巨大扰动，降低原岩土的强度。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种有效直径可调控的钻头，可以调控不同深度处的钻孔直径的大小，且可以有效避免对原状岩土体的扰动。

本实用新型的技术方案具体为：

一种有效直径可调控的钻头，包括钻筒，钻筒内设置有中心杆，中心杆套设于外套管中，中心杆的长度大于外套管，中心杆上铰接连接有侧翼单盘支架的一端，侧翼单盘支架的另一端铰接连接在外套管上，侧翼单盘支架上设置有可调控刀盘，外套管的底部连接有动力装置。

所述侧翼单盘支架包括第一支架和第二支架，第一支架上设置有可调控刀盘，第一支架和第二支架通过连接铰连接，侧翼单盘支架整体为菱形结构，侧翼单盘支架关于中心杆对称设置。

所述中心杆的顶部设置有锥形刀盘，中心杆的底部固定连接在钻筒上，钻筒底部为十字筋结构，钻筒顶部连接有环形刀盘，钻筒底部外侧设置有螺纹连接口。

所述动力装置为穿心式液压油缸，中心杆底部从穿心式液压油缸中穿出后固定在钻筒底部的十字筋上，外套管与穿心式液压油缸连接，外套管与穿心式液压油缸之间设置有环形垫片。

相对于现有技术，本实用新型的技术效果为，通过可控制侧翼单盘支架可以使钻孔直径大小在任意位置调整，有利于提高岩土锚固支护效果，在扩孔的同时，可以有效避免因扩孔对原状岩土体的扰动。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型钻孔直径扩大后的结构示意图。

图3是图2的a向剖面图。

具体实施方式

如图1-3中所示，一种有效直径可调控的钻头，包括钻筒1，在钻孔的过程中钻筒能够起到导向作用和保护钻杆的作用，有利于确保钻孔角度及有效直径的精度，钻筒1内设置有中心杆2，中心杆2套设于外套管3中，外套管可以沿中心杆相对滑动，中心杆2的长度大于外套管3，中心杆2上铰接连接有侧翼单盘支架4的一端，侧翼单盘支架4的另一端铰接连接在外套管3上，侧翼单盘支架4上设置有可调控刀盘5，外套管3的底部连接有动力装置6，通过动力装置6控制外套管3定向移动来控制可变形钻头的有效钻孔直径大小。

侧翼单盘支架4包括第一支架41和第二支架42，第一支架41上带有可调控刀盘5，下侧的第二支架42作为传动支撑架，第一支架41和第二支架42通过连接铰7连接，侧翼单盘支架4整体为菱形结构，侧翼单盘支架4关于中心杆2对称设置。

中心杆2的顶部设置有锥形刀盘8，中心杆2的底部固定连接在钻筒1上，钻筒1底部为十字筋结构，钻筒1顶部连接有环形刀盘9，钻筒1底部外侧设置有螺纹连接口10，螺纹连接口10能够用来连加长的螺纹钻杆。

动力装置6为穿心式液压油缸，中心杆2底部从穿心式液压油缸中穿出后固定在钻筒1底部的十字筋上，外套管3与穿心式液压油缸连接，外套管3与穿心式液压油缸之间设置有环形垫片11。

其工作原理是：将中心杆2顶端与侧翼单盘支架4铰接连接，中心杆的外套管与动力装置6顶端相连。钻孔时，将侧翼单盘支架4调至与钻筒直径相同，当钻至指定扩孔深度时，通过动力装置将连接有侧翼单盘支架4的外套管3向深处推移，由于侧翼单盘支架4菱形结构水平向对角线变长，使侧翼单盘支架4沿孔径方向伸展，从而达到扩大钻孔直径的目的。当拔出钻杆时，通过动力装置将外套管拉回至初始位即可拔出。

值得说明的是，本实用新型钻头通过改变传力装置及刀盘形式，将原本不可控的钻孔直径，变得可控化，同时，该钻头形式可以一次性达到扩孔的效果，无需将钻杆提出更换钻头，可以适用各类土体，有效减少原状岩土体的扰动；通过钻孔直径的控制，可以极大降低劳动强度，缩短施工工期，减少注浆使用量。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种有效直径可调控的钻头，其特征在于：包括钻筒（1），钻筒（1）内设置有中心杆（2），中心杆（2）套设于外套管（3）中，中心杆（2）的长度大于外套管（3），中心杆（2）上铰接连接有侧翼单盘支架（4）的一端，侧翼单盘支架（4）的另一端铰接连接在外套管（3）上，侧翼单盘支架（4）上设置有可调控刀盘（5），外套管（3）的底部连接有动力装置（6）。

2.如权利要求1所述的有效直径可调控的钻头，其特征在于：所述侧翼单盘支架（4）包括第一支架（41）和第二支架（42），第一支架（41）上设置有可调控刀盘（5），第一支架（41）和第二支架（42）通过连接铰（7）连接，侧翼单盘支架（4）整体为菱形结构，侧翼单盘支架（4）关于中心杆（2）对称设置。

3.如权利要求1所述的有效直径可调控的钻头，其特征在于：所述中心杆（2）的顶部设置有锥形刀盘（8），中心杆（2）的底部固定连接在钻筒（1）上，钻筒（1）底部为十字筋结构，钻筒（1）顶部连接有环形刀盘（9），钻筒（1）底部外侧设置有螺纹连接口（10）。

4.如权利要求3所述的有效直径可调控的钻头，其特征在于：所述动力装置（6）为穿心式液压油缸，中心杆（2）底部从穿心式液压油缸中穿出后固定在钻筒（1）底部的十字筋上，外套管（3）与穿心式液压油缸连接，外套管（3）与穿心式液压油缸之间设置有环形垫片（11）。

技术总结
一种有效直径可调控的钻头，包括钻筒，钻筒内设置有中心杆，中心杆套设于外套管中，中心杆的长度大于外套管，中心杆上铰接连接有侧翼单盘支架的一端，侧翼单盘支架的另一端铰接连接在外套管上，侧翼单盘支架上设置有可调控刀盘，外套管的底部连接有动力装置。相对于现有技术，本实用新型的技术效果为，通过可控制侧翼单盘支架可以使钻孔直径大小在任意位置调整，有利于提高岩土锚固支护效果，在扩孔的同时，可以有效避免因扩孔对原状岩土体的扰动。

技术研发人员：王道路;石明生;王超杰;郝燕洁
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2019.06.13
技术公布日：2020.04.07