旋挖钻具及作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及施工设备技术领域，尤其涉及一种旋挖钻具及作业机械。


背景技术：

2.当前，旋挖灌注桩在桥梁、铁路、楼宇和体育场馆的桩基施工中得到广泛应用，施工中通常采用带有硬质合金切削齿或者牙轮齿的回转钻头切削破碎岩土实现钻进，该方法技术成熟，作业效率高，成孔质量好。
3.随着建筑大型化，桩基深度不断增加，地质环境更加复杂，尤其是深部岩层硬度越来越高。而现有的碎岩钻具均为机械式，依靠钻齿的冲击和切削作用破碎岩石，对高强度岩石的钻进困难，钻齿损耗严重，作业效率低而施工成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种旋挖钻具及作业机械，用以解决现有技术中的旋挖钻具在深部岩层钻进过程中钻进困难且钻齿损耗严重的问题。
5.本实用新型提供一种旋挖钻具，包括：
6.钻杆，钻杆的底部设置有方头；
7.钻斗，与方头可拆卸连接，钻斗的侧壁内部形成有安装腔；
8.至少一个喷头，设置在钻斗的钻齿根部；
9.供水管路，其一端穿过所述安装腔连接所述喷头，以适于向所述喷头供水。
10.根据本实用新型提供的一种旋挖钻具，钻斗包括同轴设置的外筒体和内筒体，外筒体与内筒体之间形成安装腔，外筒体与内筒体的边缘固定连接。
11.根据本实用新型提供的一种旋挖钻具，供水管路包括：
12.第一供水段，所述第一供水段布置在所述安装腔内，所述第一供水段的一端连接所述喷头；
13.第二供水段，设置在方头内，第二供水段的一端适于与第一供水段背离喷头的一端连通；
14.第三供水段，设置在钻杆内，并沿钻杆的轴向延伸，第三供水段的一端与第二供水段背离第一供水段的一端连通。
15.根据本实用新型提供的一种旋挖钻具，第三供水段的轴线与钻杆的轴线重合。
16.根据本实用新型提供的一种旋挖钻具，第二供水段包括轴向段和与轴向段连通的径向段，径向段适于与第一供水段连通，轴向段适于与第三供水段连通。
17.根据本实用新型提供的一种旋挖钻具，喷头、第一供水段以及径向段分别设置有两个以上，各喷头、第一供水段以及径向段对应设置。
18.根据本实用新型提供的一种旋挖钻具，第二供水段为方头内的孔洞结构。
19.根据本实用新型提供的一种旋挖钻具，供水管路还包括：
20.连接段，连接段设置在钻斗上背离钻齿的一端，连接段的一端连通第一供水段，连
接段的另一端与第二供水段可拆卸连接。
21.根据本实用新型提供的一种旋挖钻具，喷头的喷射端位于钻齿的尖部靠近方头的一侧。
22.本实用新型还提供一种作业机械，包括：供水设备和如上所述的旋挖钻具，供水设备的出水口连通供水管路。
23.本实用新型提供的旋挖钻具，在钻斗上设置喷头，通过喷头喷出高压水时，能够利用高压水射流的冲击和水锲效应与钻齿齿尖的冲击剪切力共同作用于坚硬岩层进行破碎钻孔作业。高压水射流技术和机械旋挖相结合，能够扩大岩石破碎范围；利用高压水射流的破碎作用，能够降低机械钻齿阻力，提高破碎钻进效率；利用高压水射流的冷却作用，能够降低钻齿温度和磨损程度，降低经济成本；利用高压水射流的冲刷作用，能够带走岩石碎屑避免重复破碎，提高能量利用效率。另外，本实用新型提供的旋挖钻具，将第一供水段隐藏在安装腔内，能够避免高压水管磨损，提高系统安全性，降低经济成本。
24.进一步地，在本实用新型提供的作业机械中，由于具备如上所述的旋挖钻具，因此同样具备如上所述的优势。
附图说明
25.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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
26.图1是本实用新型提供的一种旋挖钻具的整体结构示意图；
27.图2是本实用新型提供的一种旋挖钻具的剖视图；
28.图3是本实用新型提供的一种旋挖钻具中钻斗的正视图；
29.图4是本实用新型提供的一种旋挖钻具中钻斗的剖视图；
30.附图标记：1、钻杆；2、方头；3、供水管路；31、第一供水段；32、第二供水段；321、轴向段；322、径向段；33、第三供水段；34、连接段；4、钻斗；41、外筒体；42、内筒体；43、钻齿；5、喷头。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
32.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；
可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
34.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
36.下面结合图1-图4描述本实用新型实施例的旋挖钻具，图1示出了本实用新型实施例中旋挖钻具的整体结构示意图；图2示出了本实用新型实施例中旋挖钻具的剖视图；图3示出了本实用新型实施例提供的旋挖钻具中钻斗4的剖视图；图4示出了本实用新型实施例提供的旋挖钻具中钻斗4的仰视图。本实用新型实施例的旋挖钻具包括钻杆1、钻斗4、至少一个喷头5和供水管路3。钻杆1的底部设置有方头2，钻斗4与方头2通过销或螺栓等结构可拆卸连接，钻斗4的底部设置有多个钻齿43，各钻齿43可设置不同的朝向，以便于进行钻进。喷头5设置在钻斗4的钻齿43根部，喷头5的喷射端向下，在进行钻进时，通过喷头5能够向下喷出高压水流，辅助钻齿43进行钻进。
37.供水管路3包括第一供水段31，第一供水段31的一端连接喷头5，第一供水段31能够向喷头5供水。钻斗4为筒状结构，其侧壁的内部形成有安装腔。第一供水段31布置在安装腔内，能够避免钻进过程中磨损，有利于提高系统安全性，降低使用成本。
38.可选地，钻斗4包括同轴设置的外筒体41和内筒体42，外筒体41的内径大于内筒体42的外径，使外筒体41的内壁与内筒体42的外壁之间形成间隔，外筒体41与内筒体42之间形成安装腔。外筒体41与内筒体42的边缘固定连接，具体可通过焊接连接板等方式进行连接，以使外筒体41与内筒体42之间的相对位置固定。第一供水段31可以通过点焊或管卡等方式与外筒体41的内壁和/或内筒体42的外壁固定连接，将第一供水段31安装在安装腔内后，可对安装腔的上、下两端进行封堵，避免岩石颗粒等杂物进入安装腔内。
39.在本实用新型一些实施例中，供水管路3还包括第二供水段32和第三供水段33，第二供水段32设置在方头2内，第三供水段33设置在钻杆1内，第二供水段32的一端适于与第一供水段31背离喷头5的一端连通，第三供水段33的一端与第二供水段32背离第一供水段31的一端连通，第三供水段33的另一端适于连通供水设备，供水设备提供的高压水可依次经过第三供水段33、第二供水段32和第一供水段31供应至喷头5内。由于第三供水段33、第二供水段32和第一供水段31均隐藏在设备内部，能够有效避免出现管路磨损、缠绕等情况。
40.可选地，第三供水段33的轴线与钻杆1的轴线重合，使第三供水段33随钻杆1同步旋转时不会出现偏心的情况，进而使第三供水段33和钻杆1受力均衡，有利于提高使用寿命，降低使用噪声。
41.可选地，第二供水段32包括轴向段321和与轴向段321连通的径向段322，轴向段321与径向段322相互垂直。径向段322适于与第一供水段31连通，轴向段321适于与第三供水段33连通。
42.可选地，喷头5、第一供水段31以及径向段322分别设置有两个以上，各喷头5、第一供水段31以及径向段322对应设置，各径向段322同时与轴向段321连通，第三供水段33内的高压水进入轴向段321内后，分流至各径向段322，并经过对应的第一供水段31供应至对应的喷头5。
43.可选地，各径向段322绕方头2的中心线周向均匀布置，与径向段322连接的第一供水段31沿钻斗4的轴向设置，喷头5位于第一供水段31的底端。由此，能够使各喷头5在钻斗4的底部周向均匀分布，达到更好的破碎效果。
44.可选地，第二供水段32为方头2内的孔洞结构。在铸造过程中直接铸造形成，或在铸造完成后车孔形成，无需在方头2的内部安装水管，有利于简化生产步骤。
45.在本实用新型一些实施例中，供水管路3还包括连接段34，连接段34设置在钻斗4上背离钻齿43的一端，连接段34的一端连通第一供水段31，连接段34的另一端与第二供水段32可拆卸连接。通过设置连接段34能够便于钻斗4安装时将第一供水段31与第二供水段32连接，在钻斗4拆除时将断开第一供水段31与第二供水段32的连接。
46.可选地，连接段34的端部设置有外螺纹接头，并通过该外螺纹接头与第二供水段32进行连接。
47.可选地，第二供水段32与第三供水段33之间通过管端插接的方式实现密封连接。
48.在本实用新型一些实施例中，喷头5的喷射端位于钻齿43的尖部靠近方头2的一侧，即喷头5的喷射端高于钻齿43的尖部，能够避免喷头5直接与地层摩擦接触，防止喷头5磨损、堵塞。
49.可选地，喷头5的喷射端朝向与其相邻的钻齿43的尖部，各喷头5的角度根据其相邻的钻齿43的角度灵活布置。喷头5喷出的高压水射流与其对应的钻齿43齿尖可以共同作用于岩石上的同一点，利用高压水射流的冲击和水锲效应与钻齿43齿尖的冲击剪切力共同作用破碎岩石，并且还能够对齿尖起到降温的作用。
50.本实用新型实施例还提供一种作业机械，其包括供水设备和如上所述的旋挖钻具，供水设备的出水口连通供水管路3。供水设备采用高压水泵机组，高压水泵机组的出水口连通第三供水段33的顶端。
51.可选地，供水设备的出水口位置与第三供水段33之间通过旋转密封接头连接，避免供水设备的管路影响钻杆1的旋转。
52.可选地，供水设备为供水管路3供应的水压介于20mpa-200mpa，能够满足常见坚硬岩层的旋挖破碎钻进作业需求。
53.本实用新型提供的旋挖钻具及作业机械，将高压水射流技术和机械旋挖相结合，能够扩大岩石破碎范围、降低机械钻齿43阻力，提高破碎钻进效率，降低钻齿43温度和磨损程度，降低经济成本；并且还能利用高压水射流的冲刷作用，能够带走岩石碎屑避免重复破
碎，提高能量利用效率。另外，本实用新型提供的旋挖钻具及作业机械，对供水管路3重新布局，避免其磨损，有利于提高系统安全性，降低经济成本。
54.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。