CN102767334A

CN102767334A - 一种多功能组合钻头

Info

Publication number: CN102767334A
Application number: CN2012102371990A
Authority: CN
Inventors: 周建明; 汤寿昌; 陆晓明
Original assignee: NENGGENG FUNDATION ENGINEERING Co Ltd SUZHOU CITY
Current assignee: NENGGENG FUNDATION ENGINEERING Co Ltd SUZHOU CITY
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2032-07-10
Also published as: CN102767334B

Abstract

本发明公开了一种多功能组合钻头，水管接头位于钻头本体的后端；钻头头部设置在钻头本体的前端；前端喷嘴位于钻头头部内；前端喷嘴与设置在钻头本体内部的主通道相连通；侧喷嘴设置在钻头本体的外圆周上；侧喷嘴与次通道连通；通道换向器通过调节水压力大小，使单向挡板打开或闭塞主通道，从而控制次通道与水管接头的连通或阻断；扩孔刀有多把，均匀地设置在钻头本体的外圆周上；本发明方案可以在钻进的同时通过扩孔刀进行扩孔，此外在钻进的同时可以通过前端喷嘴喷出的高压水流将钻头头部钻下的泥土冲走；当钻进到扩大头上端时，增大水压力，单向挡板闭塞主通道，高压水流就通过侧喷嘴喷出进行扩孔，以形成扩大头。

Description

一种多功能组合钻头

技术领域

本发明涉及一种钻头，尤指一种适用于泥沙等易塌陷易冒砂的土层的操作简单、使用效率高的既可钻孔又可扩孔且在钻孔的同时方便插入护壁套管的多功能组合钻头，属于基建工具技术领域。

背景技术

在基建工程中，如果需要在松软土层中进行钻孔作业，一般采取套管钻孔的方式，在钻进的同时套管有护壁作用可防止塌孔；但由于套管钻孔时清水由套管内冲出，和钻出的土体一起沿套管外壁从孔口返出，如遇到砂层，会导致泥砂从套管外部冒出，产生冒砂现象并会引起周围地面的沉降。解决上述问题的办法就是先用钻杆进行钻孔，然后用套管跟进；这样又会带来两个问题：1、如果钻头直径小于套管外径，由于会碰到原状土层，当钻杆开孔完毕后难以直接跟进套管，如继续采用水冲的方式钻进套管，泥砂还是会从套管外流出；2、如果钻头直径大于或等于套管外径，当钻杆开孔完毕后跟进套管，虽可以解决冒砂的问题，但是如果套管不先拔出。钻杆也无法取出进行后续的施工；如果先取出套管，再取出钻杆，则会导致塌孔现象，这样不利于后续孔内和孔底作业的进行。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种适用于泥沙等易塌陷易冒砂的土层的操作简单、使用效率高的既可钻孔又可扩孔且在钻孔的同时方便插入护壁套管的多功能组合钻头。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多功能组合钻头，包含钻头本体、前端喷嘴、侧喷嘴、水管接头、钻头头部、扩孔刀、通道换向器；所述水管接头位于钻头本体的后端；所述钻头头部设置在钻头本体的前端；所述前端喷嘴位于钻头头部内；所述前端喷嘴与设置在钻头本体内部的主通道相连通；所述侧喷嘴设置在钻头本体的外圆周上；所述侧喷嘴与次通道连通；所述通道换向器通过调节水压力大小，使单向挡板打开或闭塞主通道，从而控制次通道与水管接头的连通或阻断；所述扩孔刀有多把，均匀地设置在钻头本体的外圆周上；所述每把扩孔刀均伸出钻头本体的外圆周；当需要拔出多功能钻头时，由于扩孔刀的圆弧边受到护壁管的反作用力后绕旋转轴旋转回到凹槽中，其半径会缩小，这样即可方便的将多功能钻头从护壁管中拔出。

优选的，所述钻头本体的后端的外圆周上沿圆周方向均匀设置有多个凹槽；所述每个凹槽的中心线与钻头本体的中心线平行；所述每个凹槽中设置有旋转轴，所述旋转轴的中心线与凹槽的中心线相互垂直；每根旋转轴上设置有一扩孔刀。

优选的，所述侧喷嘴有多个，均匀地设置在钻头本体的外圆周上；所述每个侧喷嘴分别与次通道连通。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明方案可以在钻进的同时通过扩孔刀进行扩孔，这样即可在孔中插入外径大于钻头而小于或等于扩孔刀的外径的护壁管，防止孔壁塌陷；并且在开孔时，泥浆从护壁管内部返出，不会导致冒砂的现象，可以防止地面沉降；当需要拔出本发明所述的多功能钻头时，由于扩孔刀的圆弧边受到护壁管的反作用力后绕旋转轴旋转回到凹槽中，其半径会缩小，这样即可方便的将多功能钻头从护壁管中拔出；此外，本方案的多功能钻头在钻进的同时可以通过前端喷嘴喷出的高压水流将钻头头部钻下的泥土冲走；当钻进到扩大头上端时，增大水压力，单向挡板闭塞主通道，高压水流就通过侧喷嘴喷出进行扩孔，以形成扩大头。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明的所述的多功能组合钻头的钻孔状态时的局部剖视图；

附图2为本发明的所述的多功能组合钻头的扩孔状态时的局部剖视图；

其中：11、钻头本体；12、钻头头部；13、侧喷嘴；14、主通道；15、次通道；16、空腔；17、主通道管；18、弹簧；19、单向挡板；20、通道换向器；21、水管接头；22、扩孔刀。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图1、2为本发明所述的多功能组合钻头，包含钻头本体11、前端喷嘴（未示出）、侧喷嘴13、水管接头21、钻头头部12、扩孔刀22、通道换向器20；所述水管接头21位于钻头本体11的后端；所述钻头头部12设置在钻头本体11的前端；所述前端喷嘴位于钻头头部12内；所述钻头本体11中设置有空腔16；所述空腔16呈台阶状；所述主通道管17设置在空腔16内；所述主通道管17的前端与空腔16的台阶处之间设置有弹簧18；所述主通道管17的前端铰链有单向挡板19；所述主通道管17内设置有主通道14；所述前端喷嘴与设置在钻头本体11内部的主通道14相连通；所述侧喷嘴13设置在钻头本体11的外圆周上；所述侧喷嘴13与次通道15连通；所述主通道管17上设置有通道换向器20；当水压为5MPa时，如附图1所示，前端喷嘴开始工作，冲走钻头头部钻下的泥土；当水压在5MPa-15MPa时，水流使主通道管17克服弹簧18的阻力慢慢往前移动，直至单向挡板19完全堵死主通道14，如附图2所示，此时通道换向器20控制主通道14与次通道15连通，侧喷嘴13可喷出高压水流进行扩孔作业；所述钻头本体11的后端的外圆周上沿圆周方向均匀设置有多个凹槽（未示出）；所述每个凹槽的中心线与钻头本体11的中心线平行；所述每个凹槽中设置有旋转轴（未示出），所述旋转轴的中心线与凹槽的中心线相互垂直；每根旋转轴上设置有一扩孔刀22；所述每把扩孔刀22均伸出钻头本体11的外圆周；当扩孔刀22的圆弧边受到护壁管的反作用力后绕旋转轴旋转回到凹槽中，所述扩孔刀22的半径会缩小；本实施例中，所述侧喷嘴13有2个，均匀地设置在钻头本体11的外圆周上；所述每个侧喷嘴13分别与次通道15连通。

本发明方案可以在钻进的同时通过扩孔刀进行扩孔，这样即可在孔中插入外径大于钻头而小于或等于扩孔刀的外径的护壁管，防止孔壁塌陷；当需要拔出本发明所述的多功能钻头时，由于扩孔刀的圆弧边受到护壁管的反作用力后绕旋转轴旋转回到凹槽中，其半径会缩小，这样即可方便的将多功能钻头从护壁管中拔出；此外，本方案的多功能钻头在钻进的同时可以通过前端喷嘴喷出的高压水流将钻头头部钻下的泥土冲走；当钻进到扩大头上端时，增大水压力，单向挡板闭塞主通道，高压水流就通过侧喷嘴喷出进行扩孔，以形成扩大头。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种多功能组合钻头，其特征在于：包含钻头本体、前端喷嘴、侧喷嘴、水管接头、钻头头部、扩孔刀、通道换向器；所述水管接头位于钻头本体的后端；所述钻头头部设置在钻头本体的前端；所述前端喷嘴位于钻头头部内；所述前端喷嘴与设置在钻头本体内部的主通道相连通；所述侧喷嘴设置在钻头本体的外圆周上；所述侧喷嘴与次通道连通；所述通道换向器通过调节水压力大小，使单向挡板打开或闭塞主通道，从而控制次通道与水管接头的连通或阻断；所述扩孔刀有多把，均匀地设置在钻头本体的外圆周上；所述每把扩孔刀均伸出钻头本体的外圆周；扩孔刀外侧边线为圆弧状，可绕旋转轴旋转回到凹槽中；在钻头钻进的同时可以通过扩孔刀进行扩孔，插入外径可大于钻头而小于或等于扩孔刀的外径的护壁管，当需要拔出多功能钻头时，由于扩孔刀的圆弧边受到护壁管的反作用力后绕旋转轴旋转回到凹槽中，其半径会缩小，这样即可方便的将多功能钻头从护壁管中拔出。

2.根据权利要求1所述的多功能组合钻头，其特征在于：所述钻头本体的后端的外圆周上沿圆周方向均匀设置有多个凹槽；所述每个凹槽的中心线与钻头本体的中心线平行；所述每个凹槽中设置有旋转轴，所述旋转轴的中心线与凹槽的中心线相互垂直；每根旋转轴上设置有一扩孔刀。

3.根据权利要求1所述的多功能组合钻头，其特征在于：所述侧喷嘴有多个，均匀地设置在钻头本体的外圆周上；所述每个侧喷嘴分别与次通道连通。