用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头，包括：钻柄、其顶端连接所述钻柄底端的钻体，其中，所述钻体包括：其顶端连接所述钻柄底端的本体；设置在所述本体底端的多个磨削组件；设置在所述本体外壁上的用于排出岩粉的多个排浆槽，其每个排浆槽的排浆口与所述多个磨削组件中的两个磨削组件相邻；设置在本体底端的用于分别封闭每个磨削组件一部分的多个弧形体。本实用新型的摩擦式钻头，结构简单，钻进工效高，施工辅助用时少，施工成本低，不易出现孔内卡钻，保证施工安全，确保工程质量，加快工程进度。
【专利说明】
用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头
技术领域
[0001]本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头。
【背景技术】
[0002]在对地基进行处理的过程中，会遇到各种地质条件，如完整坚硬深厚的岩石，该类岩石强度大且深厚，如深厚微风化花岗岩，其岩石强度最大可达132MPa。现有技术中，在对坚硬深厚的岩石进行钻进施工时，都是采用常规冲击钻配十字钻头冲砸的施工方法，采用这种方法，钻孔内容易出现卡住钻头的情况，且十字钻的四角经常折断，使得钻进工效极低，施工辅助用时多，施工成本高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头，其结构简单，钻进工效高，施工辅助用时少，施工成本低，不易出现孔内卡钻，保证施工安全，确保工程质量，加快工程进度。
[0004]为实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供一种用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头，包括钻柄、其顶端连接所述钻柄底端的钻体，其中，所述钻体包括:其顶端连接所述钻柄底端的本体;设置在所述本体底端的多个磨削组件;设置在所述本体外壁上的用于排出岩粉的多个排浆槽，其每个排浆槽的排浆口与所述多个磨削组件中的两个磨削组件相邻；设置在本体底端的用于分别封闭每个磨削组件一部分的多个弧形体。
[0005]其中，所述磨削组件包括:设置于所述本体底端的一对第一磨削块;设置于所述本体底端且位于一对第一磨削块内侧的第二磨削块;其中，所述第二磨削块与所述一对第一磨削块呈Y字形分布。
[0006]其中，所述本体底部具有多个瓣爪，每个所述磨削组件安置于一个瓣爪上。
[0007]优选的，每个所述弧形体设置于所述本体的一个瓣爪的边缘。
[0008]优选的，每个所述瓣爪上的弧形体的内侧面与该瓣爪上的一对第一磨削块的外侧面分别相接触，以便弧形体封闭一对第一磨削块。
[0009]其中，所述第二磨削块的外侧面与所述一对第一磨削块的内侧面之间留有用于与所述排浆口相连通的预留水口。
[0010]其中，所述本体的每个瓣爪的外侧面呈弧形，所述弧形体的外径等于所述瓣爪的半径。
[0011 ]其中，所述排浆槽的排浆口的半径大于所述排浆槽其它部分的半径。
[0012]优选的，所述第一磨削块和所述第二磨削块分别为其一条棱边朝下的三棱体。
[0013]优选的，所述第一磨削块和所述第二磨削块均由高强度合金制成。
[0014]与现有技术相比，本实用新型实施例的用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头具有如下优点:
[0015]I)、本实施例的摩擦式钻头，具有多个磨削组件，通过多个磨削组件采用平面磨削的方式对深厚基岩成槽施工，增大了磨削组件与基岩之间的接触面积，使钻头对基岩的冲击力均匀，在磨削造孔的过程中不易出现卡钻现象，具有造孔纠偏的作用。
[0016]2)、本实施例的摩擦式钻头，多个磨削组件和多个弧形体之间可以形成蜂窝形的临空面，从而利于钻头对基岩钻进时的成孔破碎，提尚钻进工效，加快施工进度；
[0017]3)、本实施例的摩擦式钻头，在第一磨削块和第二磨削块之间留有预留水口，且预留水口与排浆口相连通，从而使钻头磨削基岩时形成的岩粉甚至磨削块的碎渣会被及时排出而不会积聚于孔底，因此不会在孔底形成较厚的沉淀物，避免沉淀物缓冲钻头的冲击力和钻头对沉淀物进行重复钻进，提高了钻头的钻进工效，提高施工进度；
[0018]4)、本实施例的摩擦式钻头，弧形体将对应的一对第一磨削块的外侧面封闭，且弧形体的外径与对应瓣爪的半径相同，因此，可确保钻头钻进基岩造孔时，孔的边缘圆滑而无齿牙阻力，提高钻进时的施工效率，减少修孔的辅助工时，确保工程质量；
[0019]5)、本实施例的摩擦式钻头，各磨削块由耐磨耐冲击的高强度合金制成，在磨削基岩时不会轻易掉渣或破碎，减少对钻头进行维修、对钻孔进行排渣、修孔的辅助工时，提高钻进工效;
[0020]6)、本实施例的摩擦式钻头，在钻体或钻头的其它部件设置有吊耳，通过在吊耳内穿设用于牵引钻头的钢丝绳，防止钻头在对基岩进行高速冲击时，出现掉钻情况，提高施工安全与工效。
[0021 ]下面结合附图对本实用新型实施例进行详细说明。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型实施例的摩擦式钻头的主视图；
[0023]图2是图1所示摩擦式钻头的仰视图。
【具体实施方式】
[0024]发明人对常见深厚基岩成槽施工时遇到的问题进行不断研究，发现现有技术中钻进效率低的主要原因包括如下几个方面:
[0025]I)深厚基岩的岩体完整致密强度极高，岩体中裂隙少，钻头的冲凿力由基岩整体均匀传递，钻进效率低；
[0026]2)钻头磨损掉块、掉渣严重，碎铁块、铁渣重量大，积聚于孔底，难以浮渣和排渣，形成较厚的沉淀，缓冲了钻头的冲击力；
[0027]3)焊钻头、修孔、排碴等铺助工作用时多，影响工效。
[0028]针对上述原因，发明人改进现有技术中应用的钻头，由现有技术的十字钻钻头改为本实用新型的摩擦面式及水口改焊法形成的摩擦式钻头。
[0029]如图1所示，为本实用新型实施例提供的用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头的主视图，图2为图1所示摩擦式钻头的仰视图。由图1、图2可知，本实用新型实施例提供的摩擦式钻头包括用于和钻机连接的钻柄1、其顶端连接钻柄I底端的钻体2，其中，钻体2包括:其顶端连接钻柄I底端的本体3;设置在本体3底端的多个磨削组件;设置在本体3外壁上的用于排出岩粉的多个排浆槽4，其每个排浆槽4的排浆口与多个磨削组件中的两个磨削组件相邻;设置在本体3底端的用于分别封闭每个磨削组件一部分的多个弧形体6。
[0030]需要说明的是，本文中的深厚基岩是指硬度最高达132MPa、覆盖层为几米而岩层厚度达20-40米的地质。
[0031 ]具体的，如图1、图2所示，本实施例摩擦式钻头的本体3呈上窄下宽的锥形，在本体3的底端均布设置多个磨削组件(磨削组件可以为2个、3个、4个或更多个，图中仅显示4个磨削组件)，通过多个磨削组件采用平面磨削的方式对深厚基岩成槽施工，增大了磨削组件与基岩之间的接触面积，使钻头对基岩的冲击力均匀，在磨削造孔的过程中不易出现卡钻现象，具有造孔纠偏的作用。在本体3的外壁开设沿其轴向延伸的多个排浆槽4，通过排浆槽4将磨削组件磨削基岩时形成的岩粉排出，以便提高钻进工效，减少对磨削组件的磨损。在本体3底端设置多个弧形体6(弧形体6的数量与磨削组件的数量相同)，通过每个弧形体6封闭一个磨削组件一部分，以便多个磨削组件与对应的多个弧形体之间可以形成蜂窝临空面，利于对基岩钻进时成孔破碎。
[0032]其中，本体3底部具有多个瓣爪，瓣爪的数量可以为2个、3个、4个或更多个，设计时，瓣爪的数量和磨削组件、弧形体的数量相同，相互之间的位置关系也相同，并根据施工的具体情况确定瓣爪的数量。多个排浆槽4分别设置于每两个相邻的瓣爪之间。下面，仅以如图2所示的具有4个瓣爪的摩擦式钻头的结构为例，对本实用新型的摩擦式钻头的结构进行详细说明。
[0033]如图2所示，本实施例的摩擦式钻头具有4个瓣爪，每个瓣爪上安置一个磨削组件和一个弧形体6，弧形体设置于对应瓣爪的边缘。其中，每个瓣爪上的磨削组件包括:设置于本体3底端(即瓣爪底端)的一对第一磨削块5，设置于本体3底端(即瓣爪底端)且位于一对第一磨削块5内侧的第二磨削块7，第二磨削块7与一对第一磨削块5呈Y字形分布，使得第二磨削块7与一对第一磨削块5之间形成利于成孔破碎的临空槽。优选的，第二磨削块7的外侧面与一对第一磨削块5的内侧面之间留有预留水口8，以便磨削块磨削基岩时形成的岩粉从预留水口8流向排浆槽4的排浆口，并经由排浆槽4向外排出，避免岩粉甚至磨削块的碎渣积聚于孔底，难以在孔内浮起和排出，使得孔底形成较厚的沉淀物，而沉淀物缓冲了钻头的冲击力，使钻头对沉淀物进行重复钻进，从而降低钻头的钻进工效，影响施工进度。
[0034]优选的，本体3的每个瓣爪的外侧面呈弧形，瓣爪上的弧形体6的外径等于瓣爪的半径，即，弧形体6沿着本体3的轴向安置在瓣爪底部并朝下延伸。其中，每个瓣爪上的弧形体6的内侧面与该瓣爪上的一对第一磨削块5的外侧面分别相接触，以便弧形体6封闭一对第一磨削块5。设计时，弧形体6的高度可以小于磨削块的高度(此处的高度是指弧形体6和各磨削块沿着本体轴向方向从本体底端朝下延伸的高度)。
[0035]由于瓣爪上的弧形体6将一对第一磨削块5的外侧面封闭，且弧形体6的外径与对应瓣爪的半径相同，因此，可确保钻头钻进基岩造孔时，孔的边缘圆滑而无齿牙阻力，从而提高钻进时的施工效率。
[0036]由于每个瓣爪上的弧形体6、一对第一磨削块5和第二磨削块7之间形成空槽，使得多个瓣爪上的多个磨削组件和多个弧形体6之间可以形成蜂窝形的临空面，从而利于成孔破碎。
[0037]其中，在相邻瓣爪之间设置的排浆槽沿着本体轴向的方向上下延伸，且排浆槽的排浆口(排浆口是指排浆槽的位于本体底端的开口)呈圆弧形并朝着本体底端的中心方向凹进。设计时，排浆口的半径大于排浆槽其它部分的半径，即，排浆槽由排浆口倾斜向上延伸一部分后再竖直向上延伸。
[0038]其中，本实施例的第一磨削块5和第二磨削块7分别为其一条棱边朝下的三棱体(如图2所示)，该棱边成为磨削块的磨削刃，而与该棱边对应的棱面固定安装在本体底端，如通过焊接的方式将各磨削面焊接在本体的底端。
[0039]优选的，第一磨削块5和第二磨削块7均由高强度合金制成，制作磨削块的高强度合金可以采用现有技术的具有耐磨、耐冲击性成的高强度硬质合金钢制成，且最好屈服强度不低于SOOMPa，如可以采用YG3X钨钢合金制成。而弧形体可采用与磨削块相同的材料制成，也可采用具有高强度的其它材料制成，如，采用高强度弹簧或半轴制成，并通过焊接的方式固定于本体的边缘，与各磨削块一起，实现全断面形成高强度摩擦面。
[0040]此外，本实施例在钻体2(如图1所示)或用于连接钻头的其它部件上设置吊耳9，通过在吊耳9内穿设用于牵引钻头的钢丝绳，防止本实用新型的摩擦式钻头在对基岩进行高速冲击时、钻头掉钻情况的发生。
[0041]经现场施工比较，采用本实施例的摩擦式钻头对硬度最高达132MPa、岩层厚度达20-40米的岩体进行造孔成槽时，钻进效率可比现有技术的钻头提高一倍以上，极大保证了施工安全，确保了工程质量，加快了工程进度。
[0042]综上所述，本实用新型的摩擦式钻头具有如下优点:
[0043]I)、本实施例的摩擦式钻头，具有多个磨削组件，通过多个磨削组件采用平面磨削的方式对深厚基岩成槽施工，增大了磨削组件与基岩之间的接触面积，使钻头对基岩的冲击力均匀，在磨削造孔的过程中不易出现卡钻现象，具有造孔纠偏的作用。
[0044]2)、本实施例的摩擦式钻头，多个磨削组件和多个弧形体之间可以形成蜂窝形的临空面，从而利于钻头对基岩钻进时的成孔破碎，提尚钻进工效，加快施工进度；
[0045]3)、本实施例的摩擦式钻头，在第一磨削块和第二磨削块之间留有预留水口，且预留水口与排浆口相连通，从而使钻头磨削基岩时形成的岩粉甚至磨削块的碎渣会被及时排出而不会积聚于孔底，因此不会在孔底形成较厚的沉淀物，避免沉淀物缓冲钻头的冲击力和钻头对沉淀物进行重复钻进，提高了钻头的钻进工效，提高施工进度；
[0046]4)、本实施例的摩擦式钻头，弧形体将对应的一对第一磨削块的外侧面封闭，且弧形体的外径与对应瓣爪的半径相同，因此，可确保钻头钻进基岩造孔时，孔的边缘圆滑而无齿牙阻力，提高钻进时的施工效率，减少修孔的辅助工时，确保工程质量；
[0047]5)、本实施例的摩擦式钻头，各磨削块由耐磨耐冲击的高强度合金制成，在磨削基岩时不会轻易掉渣或破碎，减少对钻头进行维修、对钻孔进行排渣、修孔的辅助工时，提高钻进工效;
[0048]6)、本实施例的摩擦式钻头，在钻体或钻头的其它部件设置有吊耳，通过在吊耳内穿设用于牵引钻头的钢丝绳，防止钻头在对基岩进行高速冲击时，出现掉钻情况，提高施工安全与工效。
[0049]尽管上文对本实用新型实施例作了详细说明，但本实用新型实施例不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型实施例的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型实施例的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型实施例的保护范围。
【主权项】
1.一种用于深厚基岩成槽的摩擦式钻头，包括钻柄、其顶端连接所述钻柄底端的钻体，其特征在于，所述钻体包括: 其顶端连接所述钻柄底端的本体； 设置在所述本体底端的多个磨削组件； 设置在所述本体外壁上的用于排出岩粉的多个排浆槽，其每个排浆槽的排浆口与所述多个磨削组件中的两个磨削组件相邻； 设置在本体底端的用于分别封闭每个磨削组件一部分的多个弧形体。2.根据权利要求1所述的摩擦式钻头，其特征在于，所述磨削组件包括: 设置于所述本体底端的一对第一磨削块； 设置于所述本体底端且位于一对第一磨削块内侧的第二磨削块； 其中，所述第二磨削块与所述一对第一磨削块呈Y字形分布。3.根据权利要求2所述的摩擦式钻头，其特征在于，所述本体底部具有多个瓣爪，每个所述磨削组件安置于一个瓣爪上。4.根据权利要求2或3所述的摩擦式钻头，其特征在于，每个所述弧形体设置于所述本体的一个瓣爪的边缘。5.根据权利要求4所述的摩擦式钻头，其特征在于，每个所述瓣爪上的弧形体的内侧面与该瓣爪上的一对第一磨削块的外侧面分别相接触，以便弧形体封闭一对第一磨削块。6.根据权利要求2所述的摩擦式钻头，其特征在于，所述第二磨削块的外侧面与所述一对第一磨削块的内侧面之间留有用于与所述排浆口相连通的预留水口。7.根据权利要求1所述的摩擦式钻头，其特征在于，所述本体的每个瓣爪的外侧面呈弧形，所述弧形体的外径等于所述瓣爪的半径。8.根据权利要求1所述的摩擦式钻头，其特征在于，所述排浆槽的排浆口的半径大于所述排浆槽其它部分的半径。9.根据权利要求2所述的摩擦式钻头，其特征在于，所述第一磨削块和所述第二磨削块分别为其一条棱边朝下的三棱体。10.根据权利要求9所述的摩擦式钻头，其特征在于，所述第一磨削块和所述第二磨削块均由高强度合金制成。
【文档编号】E21B10/42GK205532303SQ201620380728
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】胡斌, 夏洪华, 季海元, 李国保
【申请人】中国水电基础局有限公司