用于潜孔钻机的钻扩一体装置的制作方法

本实用新型涉及钻孔技术领域，尤其涉及一种用于潜孔钻机的钻扩一体装置。

背景技术：

岩石锚杆在很多领域获得需求与运用，岩石锚杆的锚固孔施工一般采用潜孔钻机，先钻孔后底部需要扩孔，为了达到岩石锚固设计需求，该孔扩大值一般为钻孔的数倍。岩石锚杆孔很深，达十几米、正常施工先用钻杆钻孔，后取出钻杆，换上扩孔刀片扩孔，因钻孔深达十米以上，现有的潜孔钻机在换扩孔刀片工序很繁琐，严重耽误施工进度。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种用于潜孔钻机的钻扩一体装置，在实现钻孔工序后可以直接进行扩孔工序，无需取出钻杆及换装扩孔刀片，提高了施工效率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种用于潜孔钻机的钻扩一体装置，包括调节组件及钻扩组件，调节组件的顶端用于连接潜孔钻机，调节组件的底端与所述钻扩组件相连接，其中，

其中，调节组件包括若干顺次相连的钻杆节，各所述钻杆节内均设置有气管，且各所述气管顺次相连，最顶端的钻杆节内设置有与气管相连接的供气阀，所述供气阀的进气口与钻杆节内腔相通；

钻扩组件，包括筒体，所述筒体顶端与调节组件最底端的钻杆节相连接，筒体的底端连接有钻头，所述筒体内设置有圆筒腔，所述气管的最低端与圆筒腔相连通，圆筒腔中心轴线处设置有导向杆，所述导向杆上套接有可沿圆筒腔内壁上下滑动的复位楔块，复位楔块下端所对应的筒体外周壁内铰接有若干扩孔刀片；

在圆筒腔内通入气体时，复位楔块向下移动以驱使扩孔刀片沿筒体外周壁撑开；在圆筒腔内释放气体时，复位楔块向上移动以驱使扩孔刀片朝筒体内收拢。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述导向杆的两端分别穿过圆筒腔的顶面及底面，且分别与圆筒腔的顶面及底面密封连接，所述导向杆的底端延伸至钻头内，所述导向杆内具有供气通道。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述复位楔块包括从上往下顺次连接的第一圆柱段、第二圆柱段及圆台段，所述第一圆柱段、圆台段及第二圆柱段的直径依次递减，所述圆筒腔内上端设置有与第一圆柱段相配合的第一容纳腔，第一容纳腔下方设置有与圆台段相配合的第二容纳腔。

进一步，优选的，所述第一容纳腔与第二容纳腔之间还设置有第三容纳腔，所述第一容纳腔、第三容纳腔及第二容纳腔的直径依次递减，所述第三容纳腔的内端面上固定连接有复位弹簧，复位弹簧的顶端与第一圆柱段的下端面相抵持。

进一步，优选的，复位楔块所对应的筒体外周壁上设置有用于容纳所述扩孔刀片的容纳槽，扩孔刀片的顶端与容纳槽上端铰连接。

进一步，优选的，所述扩孔刀片朝向复位楔块的一侧上端设置有与圆台段相配合的倾斜面。

优选的，若干所述扩孔刀片绕筒体中心轴线等间距排布。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型公开的用于潜孔钻机的钻扩一体装置，通过若干钻杆节顺次相连，可以调节整个调节组件的长度，通过调节组件上端与潜孔钻机相连，调节组件的下端与钻扩组件相连，可以满足不同深度钻孔需求。在钻孔时，通过关闭供气阀，复位楔块在复位弹簧力的作用下向上移动以驱使扩孔刀片朝筒体内收拢，使得该装置在潜孔钻机驱动下，实施钻孔工序，完成钻孔工序后，通过打开供气阀对圆筒腔内通入高压气体，高压气体推动复位楔块向下移动，以驱使扩孔刀片沿第二筒体外周壁撑开，从而实施扩孔工序。相对于现有技术而言，本实用新型在钻孔完成后，无需将整个装置从钻孔中拨出进行扩孔刀片的安装，通过钻孔和扩孔两道工序优化成钻孔后直接扩孔一道工序，提高了施工效率。

(2)通过设置第一容纳腔，可以限制复位楔块向下移动的行程，通过在第三容纳腔室内设置复位弹簧，在钻孔时，可以不对圆筒腔进行供气，利用复位弹簧的弹力可以将复位楔块推到圆筒腔的顶部，从而使复位楔块带动扩孔刀片与筒体合拢，保证整个装置在插入锚固孔中时更加顺畅。

(3)在进行扩孔操作时，只需要开启供气阀，通过气泵向气管内注入高压气体，高压气体充填第一容纳腔，从而推动第一圆柱段向下移动，进而使整个复位楔块向下移动，并通过第一容纳腔限制第一圆柱段的移动行程，当完成扩孔后，打开供气阀，第一容纳腔室内的高压气体释放后，在复位弹簧的作用下，复位楔块向上移动，扩孔刀片合拢。由此，该装置在钻孔、扩孔过程的衔接上，操作简单，且整个装置结构简单，易于实用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的潜孔钻机的钻扩一体装置钻孔状态时的结构示意图；

图2为本实用新型公开的潜孔钻机的钻扩一体装置扩孔状态时的结构示意图；

图3为图1中a处局部放大图；

图4为图2中b处局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2，本实用新型实施例公开了一种用于潜孔钻机的钻扩一体装置，包括调节组件1及钻扩组件2，调节组件1的顶端用于连接潜孔钻机，调节组件1的底端与所述钻扩组件2相连接。

其中，调节组件1用于驱使钻扩组件2伸入到锚固孔中，并为钻扩组件2在锚固孔中提供深度支撑。调节组件1包括若干顺次相连的钻杆节11，各钻杆节11内均设置有气管12，且各气管12顺次相连，最顶端的钻杆节11内设置有与气管12相连接的供气阀13，供气阀13与钻杆节11的内腔相连通。由于岩石锚孔的设计深度很深，需要在钻孔过程中根据需要安装不同数量的钻杆节11，最顶端的钻杆节11与潜孔钻机相连接，钻杆节11之间采用螺纹旋接方式进行连接，各气管12之间通过接头进行连接。初始状态下，有外部空压机或高压气泵向钻杆节11内灌注高压气体，通过打开供气阀13，高压气体通过供气阀13、气管12与钻孔组件相连，进而提供灌注高压气体。

钻扩组件2，用于在锚固孔中完成钻扩及扩孔作业。钻扩组件2包括筒体21，筒体21顶端与调节组件1最底端的钻杆节11相连接，筒体21的底端连接有钻头22，所述筒体21内设置有圆筒腔211，气管12的最低端与圆筒腔211相连通，圆筒腔211中心轴线处设置有导向杆23，导向杆23上套接有可沿圆筒腔211内壁上下滑动的复位楔块24，复位楔块24下端所对应的筒体21外周壁内铰接有若干扩孔刀片25。

采用上述技术方案，根据钻孔设计深度，在潜孔钻机下方顺次连接若干钻杆节11及气管12，并将气管12的最低端与圆筒腔211连通，通过若干钻杆节11顺次相连，可以调节整个调节组件1的长度，通过调节组件1上端与潜孔钻机相连，调节组件1的下端与钻扩组件2相连，可以满足不同深度钻孔需求。通过关闭供气阀，复位楔块在复位弹簧力的作用下向上移动以驱使扩孔刀片朝筒体内收拢，使得该装置在潜孔钻机驱动下，实施钻孔工序，完成钻孔工序后，通过打开供气阀对圆筒腔内通入高压气体，高压气体推动复位楔块向下移动，以驱使扩孔刀片沿第二筒体外周壁撑开，从而实施扩孔工序。相对于现有技术而言，本实用新型在钻孔完成后，无需将整个装置从钻孔中拨出进行扩孔刀片的安装，通过钻孔和扩孔两道工序优化成钻孔后直接扩孔一道工序，提高了施工效率。

具体的，本实用新型还通过如下技术方案进行实现。

在本实施例中，导向杆23的两端分别穿过圆筒腔211的顶面及底面，且分别与圆筒腔211的顶面及底面密封连接，导向杆23的底端延伸至钻头22内，导向杆23内具有供气通道。供气通道与调节组件1的内腔相连通，由此，在该装置进行钻孔作业时，向调节组件内注入高压气体，高压气体通过导向杆23的供气通道进入到钻头内，由此保证钻头22工作，正常钻孔。在本实施例中，导向杆为中空，从而构成供气通道。

为了使复位楔块24能够在圆筒腔211内移动的同时，可以很好的驱动扩孔刀片25撑开及合拢。参照附图3和4所示，本实用新型采用的技术方案是：在复位楔块24上做了改进，具体的，复位楔块24包括从上往下顺次连接的第一圆柱段241、第二圆柱段242及圆台段243，所述第一圆柱段241、圆台段243及第二圆柱段242的直径依次递减。在本实施中，圆台段243的上端直径大于下端直径，进而方便圆台段243与扩孔刀片25相互作用，从而实现圆台段243将扩孔刀片25撑开或合拢，通过设置第二圆柱段242，方便在复位楔块24向下移动的过程中，圆台段243推动扩孔刀片25撑开时，扩孔刀片25的顶部可以容纳在第一圆柱段241外周面处。圆筒腔211内上端设置有与第一圆柱段241相配合的第一容纳腔2111，第一容纳腔2111下方设置有与圆台段234相配合的第二容纳腔2112，第一圆柱段241的直径大于圆台段243的直径，因此，第一容纳腔2111的直径则大于第二容纳腔2112的直径，由此，复位楔块24在向下移动到合适位置后，第一圆柱段241的下端面会抵接到第一容纳腔2111的底部端面，进而限制了整个复位楔块24的运动行程。

由于在进行钻孔过程中，扩孔刀片25需要始终与筒体21保持合拢，由于复位楔块24具有一定的重量，会沿导向杆23向下滑动，从而使扩孔刀片撑开，不便于插入到锚固孔中，故此，本实用新型对此作了进一步的改进，在第一容纳腔2111与第二容纳腔2112之间还设置有第三容纳腔2113，第一容纳腔2111、第三容纳腔2113及第二容纳腔2112的直径依次递减，第三容纳腔2113的内端面上固定连接有复位弹簧26，复位弹簧26的顶端与第一圆柱段241的下端面相抵持。采用这样的技术方案，在钻孔作业时，利用复位弹簧26的弹力可以将复位楔块24推到圆筒腔211的顶部，从而使复位楔块24带动扩孔刀片25与筒体21合拢，保证整个装置在插入锚固孔中时更加顺畅。

需要说明的是，复位弹簧26的弹力大于复位楔块24的重力。这样以来，在初始状态下，复位弹簧26可以推动复位楔块24处于圆筒腔211的顶部，保持扩孔刀片25处于合拢状态。

在本实施例中，复位楔块24所对应的筒体21外周壁上设置有用于容纳扩孔刀片25的容纳槽212，扩孔刀片25的顶端与容纳槽212上端铰连接。由此，在复位楔块24的驱使下，扩孔刀片25能够从容纳槽212中向外呈伞型撑开，同时，扩孔刀片25在合拢后，进入到容纳槽212中，进而使扩孔刀片25与筒体21融为一体。

为了使圆台段243能够顺利的使扩孔刀片25撑起，本实施中，扩孔刀片25朝向复位楔块24的一侧上端设置有与圆台段243相配合的倾斜面251。由此以来，复位楔块24向下移动时，圆台段243的斜面抵持扩孔刀片25的倾斜面251，扩孔刀片25的顶端绕容纳槽212向外旋转，进而实现扩孔刀片25撑开，此时扩孔刀片25的顶端向第二圆柱段242方向旋转，使得扩孔刀片25的顶端卡在第一圆柱段241内。当需要扩孔刀片25合拢时，复位楔块24向上移动，圆台段243滑过扩孔刀片25的倾斜面251，并驱动扩孔刀片25的顶端旋转，从而使扩孔刀片25绕容纳槽212向内旋转，进而实现扩孔刀片25与筒体21合拢。

优选的，若干扩孔刀片25绕筒体21中心轴线等间距排布。由此，可以在扩孔刀片25呈伞型撑开后，在潜孔钻机的旋转配合下，能够快速高效的实施扩孔。

本实用新型的工作原理是：

将若干钻杆节11顺次相连到潜孔钻机上，并连接好气管12，组成一定长度的调节组件1，将调节组件1的下端与钻扩组件2相连接，在进行钻孔过程中，复位复位弹簧26推动复位楔块24处于圆筒腔211的顶部，保持扩孔刀片25处于合拢状态。当钻孔达到设计深度时，打开供气阀13，启动气泵，通过气泵调节组件所在的钻杆节11内持续灌注高压气体，高压气体通过供气阀进气口、气管对圆筒腔211内通入高压气体，高压气体推动复位楔块24向下移动，以驱使扩孔刀片25沿第二筒体21外周壁撑开，待复位楔块24到达预定行程后，关闭供气阀13，从而实施扩孔工序。当完成扩孔工序后，打开供气阀13，圆筒腔211内的高压气体释放，复位弹簧26驱动复位楔块24向上移动，从而驱动扩孔刀片25合拢，便可将整个装置从锚固孔中取出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。