上为例对本发明进行阐述。
[0046]如图5所示，一级切削环4和二级切削环5都是切削破碎岩土体的主要结构，它们的中心均为贯通状的结构。其中，一级切削环4包括多个一级切削单元42、多个一级贯通孔43和多个一级仿生喷嘴8 ;多个一级贯通孔43沿周向分别设置于相邻的两个一级切削单元42之间；每个所述一级贯通孔43的出口端均嵌固有一个一级仿生喷嘴8。二级切削环5包括多个二级切削单元51、多个二级贯通孔52和多个二级仿生喷嘴8，多个二级贯通孔52沿周向分别设置于相邻的两个二级切削单元51之间；每个所述二级贯通孔52的出口端均嵌固有一个二级仿生喷嘴8。
[0047]需要说明的是:嵌固于一级贯通孔43出口端处的一级仿生喷嘴8和嵌固于二级贯通孔52出口端处的二级仿生喷嘴8的结构型式是一致的，但其尺寸应与对应贯通孔的孔径相适宜。
[0048]如图4-1、图4-2所示，所述仿生喷嘴(一级、二级仿生喷嘴8)的中部设有内腔，所述内腔的内壁面上设有若干个仿生环槽83，优选:所述内腔的内壁面上按照一定的间距均匀设有若干个仿生环槽83 ;所述仿生喷嘴8的一端设有与所述内腔相连通的仿生喷嘴入口 81，所述仿生喷嘴8的另一端设有与所述内腔相连通的仿生喷嘴出口 82，且所述仿生喷嘴入口 81的孔径大于所述仿生喷嘴出口 82的孔径。
[0049]如图5所示，一级切削环4的下部通过第六连接螺纹41与过渡接头3相连冲部为环状的扩孔器主体部分，主要由若干个一级切削单元42和一级贯通孔43沿周向均布构成，其中的一级切削单元42是切削破碎已有小径钻孔(由孕镶金刚石钻头I钻进而成)孔壁周遭岩土体的主要结构，一级切削单元42由一级切削具421、一级钢体422和一级孕镶金刚石条423构成。一级切削具421嵌固于一级钢体422中构成切削单元的主体，本发明采用的一级切削具421的排布方式取决于扩孔钻进时钻具回转的方向，即一级切削具421的正面(切削面)朝向应与钻具回转的方向一致。一级孕镶金刚石条423嵌固在一级钢体422的外侧用于扩孔钻进时对扩孔钻进后形成的大直径钻孔的保径。一级贯通孔43沿周向均匀地布设在相邻的两个一级切削单元42之间，一级贯通孔43呈30°至60°的贯通状斜孔，一级贯通孔43的数目与一级切削单元42的数目一致，也可以根据需要将一级贯通孔43的数目设为小于一级切削单元42的数目。一级仿生喷嘴8通过螺纹、焊接或过盈配合的方式嵌固于一级贯通孔43的出口端处，一级仿生喷嘴8的数目与一级贯通孔43的数目相一致。可考虑一级切削具421采用PDC材料制成，但不局限于此，也可采用CBN、斯拉乌季契、TSP、P⑶等其它适宜切削破碎岩土体的材料制成。
[0050]二级切削环5的下端面距离一级切削环4的上端面20至70cm，其中部的主体部分为环状的结构，它的直径大于一级切削环4，具体的直径差值需依据最终欲扩孔钻进成的钻孔的孔径而定，可考虑将二级切削环5的直径(外径)设置为一级切削环4的直径(外径)的两倍。二级切削环5的中部主体部分主要由若干个二级切削单元51和二级贯通孔52沿周向均布构成，其中的二级切削单元51是切削破碎已有小径钻孔(由孕镶金刚石钻头I钻进，并经一级切削环4扩孔钻进后而成)孔壁周遭岩土体的主要结构，它由二级切削具511、二级钢体512和二级孕镶金刚石条513构成，二级切削具511嵌固于二级钢体512中构成切削单元的主体，本发明采用的二级切削具511的排布方式取决于扩孔钻进时钻具回转的方向，即二级切削具511的正面(切削面)朝向应与钻具回转的方向一致。二级孕镶金刚石条513嵌固在二级钢体512的外侧用于扩孔钻进时对扩孔钻进后形成的大直径钻孔的保径。二级贯通孔52沿周向均匀地布设在相邻的两个二级切削单元51之间，二级贯通孔52呈30°至60°的贯通状斜孔，二级贯通孔52的数目与二级切削单元51的数目一致，也可以根据需要将二级贯通孔52的数目设为小于二级切削单元51的数目。二级仿生喷嘴8通过螺纹、焊接或过盈配合的方式嵌固于二级贯通孔52的出口端处，二级仿生喷嘴8的数目与二级贯通孔52的数目相一致。可考虑二级切削具511采用PDC材料制成，但不局限于此，也可采用CBN、斯拉乌季契、TSP、P⑶等其它适宜切削破碎岩土体的材料制成。
[0051]二级切削环5的上部通过第七连接螺纹53与扭力冲击器6或液动冲击器7相连。在钻机提供适宜的回转扭矩和扩孔钻进钻压时，一级切削环4和二级切削环5在钻杆柱的带动下高速回转并切削破碎已有小径钻孔孔壁周遭的岩土体实现扩孔钻进，同时以正循环方式不断循环着的有压浆液(最好采用低固相或无固相泥浆。其中，低固相泥浆:是指粘土含量(以重量计)< 10%，或者指粘土含量(以体积计)< 4%的泥浆；无固相泥浆:是指不加粘土，仅由有机高分子聚合物与水混合配制而成的分散体系。)从嵌固于一级切削环4和二级切削环5上的若干个仿生喷嘴8的仿生喷嘴入口 81流入其内腔，并由仿生喷嘴出口82高速喷出形成高压射流可对将要破碎的孔壁周遭岩土体进行超前(预)冲蚀破碎，以实现辅助一级切削环4和二级切削环5的扩孔钻进，可有效提升对岩土体扩孔钻进时的作业效率。
[0052]本发明的工作原理:
[0053]当放置于地表的钻机提供适宜的回转扭矩和钻压时，孕镶金刚石钻头1、一级切削环4和二级切削环5在钻杆柱的带动下高速回转，并分别对位于孔底和孔壁周遭的岩土体进行回转切削破碎，以分别达到钻进成孔(基于孕镶金刚石钻头I对孔底岩土体的钻进成孔)和对已有小径钻孔的扩孔钻进(基于一级切削环4和二级切削环5对孔壁周遭岩土体的扩孔)，在钻扩孔作业的同时有压浆液(最好采用低固相或无固相泥浆。其中，低固相泥浆:是指粘土含量(以重量计)< 10%，或者指粘土含量(以体积计)< 4%的泥浆；无固相泥浆:是指不加粘土，仅由有机高分子聚合物与水混合配制而成的分散体系。)在由放置于地表的泥浆泵往复抽吸作用下以正循环的方式(有压浆液自地表沿钻杆柱中心通道流向孔底，再从钻杆柱与孔壁间的环状间隙上返至地表)不断循环着，有压浆液从泥浆泵泵出后由钻杆柱上部向下流动直至到达超前喷嘴2的超前喷嘴入口 21处，由于限位台阶34处的横截面积(过流断面)比钻杆柱中心通道的横截面积(过流断面)要小得多，同时超前喷嘴出口 22的孔径也要比仿生喷嘴出口 82的孔径小5至20mm(仿生喷嘴入口 81的孔径及加工于多级扩孔器上倾斜状的一级贯通孔43、二级贯通孔52的孔径更大)，故有压浆液流动到此处时会受到一定的节流阻滞与加速作用，当有压浆液继续流动至超前喷嘴出口 22后高速喷出形成能量相对集中的高压射流，该射流可对处于孔底的岩土体实现超前(预)冲蚀破碎的作用，可有效辅助孕镶金刚石钻头I对处于孔底的岩土体进行破碎，从而有效提升钻进成孔的作业效率，与此同时由高压射流形成的孔底漫流还可有效提升孔底岩肩的排除与冷却孕镶金刚石钻头I的效果。若不断循