CN103510850B - 一种桩工钻具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种桩工钻具，包括：钻杆、螺旋叶片、第一入岩机构及第二入岩机构；其中，螺旋叶片套设在钻杆的外壁上，且螺旋叶片与钻杆固定连接；第一入岩机构与螺旋叶片固定连接；第二入岩机构的一端与钻杆底部固定连接。实际作业过程中，外界作用于钻杆上的作用力通过传递至第二入岩机构进行钻进；且该桩工钻具往下钻进时，首先通过第二入岩机构将岩层破开小口，然后利用螺旋叶片及第一入岩机构逐渐将钻孔扩大到要求孔径，同时螺旋叶片通过套设在钻杆的外壁上将破开的碎石往上输送形成桩孔；本发明进一步提高了桩工钻具的破岩能力，且能够通过螺旋叶片自动排除碎石，具有破岩及排石双重功能。

Description

一种桩工钻具

技术领域

本发明属于桩工机械技术领域，特别涉及一种桩工钻具。

背景技术

目前现有的入岩钻头模式主要是通过钻头将岩层破开，然后通过其他工具将碎石取出，从而形成桩孔，再利用专用的灌浆工具灌注混凝土，该种桩孔成型作业模式操作繁琐、作业效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种桩工钻具，该钻具在桩孔成型作业模式中具有破岩、排石双重功能，且具有破岩能力强的特点。

为解决上述技术问题，依据本发明的一个方面，提供了一种桩工钻具，包括：钻杆、用于旋转作业的螺旋叶片、用于钻进作业的第一入岩机构及用于钻进作业的第二入岩机构；其中，所述螺旋叶片套设在所述钻杆的外壁上，且所述螺旋叶片与所述钻杆固定连接；所述第一入岩机构与所述螺旋叶片固定连接；所述第二入岩机构的一端与所述钻杆底部固定连接。

进一步地，所述第一入岩机构包括：若干个第一截齿；每一个所述第一截齿分别与所述螺旋叶片固定连接；任意相邻两个所述第一截齿依次等间距且呈渐开式分布。

进一步地，所述第二入岩机构包括：钻头及若干个第二截齿；所述钻头的一端与所述钻杆的底部固定连接；所述钻头的另一端与每一个所述第二截齿固定连接；任意相邻两个所述第二截齿依次等间距且呈渐开式分布。

依据本发明的又一方面，提供了另一种桩工钻具，包括：钻杆、用于旋转作业的螺旋叶片、用于钻进作业的第一入岩机构、用于钻进作业的第二入岩机构及用于连接所述钻杆与所述第二入岩机构的滑动套管组件；其中，所述钻杆的内部呈空心结构；所述螺旋叶片套设在所述钻杆的外壁上，且所述螺旋叶片与所述钻杆固定连接；所述第一入岩机构与所述螺旋叶片固定连接；所述第二入岩机构的一端与所述滑动套管组件的下部固定连接，所述滑动套管组件的中上部与所述钻杆的底部活动连接，且所述滑动套管组件的外壁与所述钻杆的底部内壁能够实现相对滑动；所述滑动套管组件侧壁开设有若干个通孔结构，当所述滑动套管组件的中上部滑动至所述钻杆的底部空心结构内时，所述通孔结构与所述钻杆的底部内壁相接触；或者，当所述滑动套管组件的中上部滑动至所述钻杆的底部空心结构外时，所述钻杆的内部空心结构、所述滑动套管组件的内部空心结构通过所述通孔结构与外界相通。

进一步地，所述第一入岩机构包括：若干个第一截齿；每一个所述第一截齿分别与所述螺旋叶片固定连接；任意相邻两个所述第一截齿依次等间距且呈渐开式分布；和/或，所述第二入岩机构包括：钻头及若干个第二截齿；所述钻头的一端与滑动套管组件的下部固定连接；所述钻头的另一端与每一个所述第二截齿固定连接；任意相邻两个所述第二截齿依次等间距且呈渐开式分布。

进一步地，所述滑动套管组件包括：支撑板、套管及用于所述套管与所述钻杆相对滑动的滑动机构；所述支撑板的上表面与所述套管的底部固定连接；所述支撑板的下表面与所述钻头的一端固定连接；所述套管的中上部通过所述滑动机构与所述钻杆的底部活动连接，且所述滑动套管组件的外壁通过所述滑动机构与所述钻杆的底部内壁能够实现相对滑动；所述套管侧壁开设有若干个通孔结构，当所述套管的中上部滑动至所述钻杆的底部空心结构内时，所述通孔结构与所述钻杆的底部内壁相接触；或者，当所述套管的中上部滑动至所述钻杆的底部空心结构外时，所述钻杆的内部空心结构、所述套管的内部空心结构通过所述通孔结构与外界相通。

进一步地，所述滑动机构包括：开设在所述套管的侧壁上的若干个滑槽；开设在所述钻杆的底部侧壁上的若干个螺纹孔；及分别与所述滑槽数量相适配、所述螺纹孔内螺纹相适配的若干个螺杆；所述螺杆依次对应穿过所述螺纹孔、所述滑槽将所述套管与所述钻杆二者连接；所述套管通过所述滑槽能够实现与所述钻杆相对滑动。

进一步地，所述滑槽的数量是2个；所述螺纹孔的数量是2个；所述螺杆的数量是2个；2个所述滑槽以所述套管的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在所述套管的两侧；2个所述螺纹孔以所述钻杆的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在所述套管的两侧。

进一步地，所述通孔结构呈方形门孔；所述方形门孔的数量是2个；2个所述方形门孔以所述套管的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在所述套管的两侧；所述方形门孔、所述滑槽依次等间距交替分布在所述套管的侧壁上。

进一步地，所述固定连接是焊接、螺钉连接或螺栓连接。

本发明提供的一种桩工钻具，通过将螺旋叶片套设在钻杆的外壁上，且螺旋叶片与钻杆固定连接；将第一入岩机构与螺旋叶片固定连接；第二入岩机构的一端与钻杆底部固定连接；实现了在实际作业过程中，外界作用于钻杆上的作用力通过传递至第二入岩机构进行钻进；且该桩工钻具往下钻进时，首先通过第二入岩机构将岩层破开小口，然后利用螺旋叶片及第一入岩机构逐渐将钻孔扩大到要求孔径，同时螺旋叶片通过套设（盘绕）在钻杆的外壁上能够实现将破开的碎石往上输送，形成桩孔；本发明提供的桩工钻具通过设置第一入岩机构、第二入岩机构及螺旋叶片，进一步提高了桩工钻具的破岩能力，且能够通过螺旋叶片自动排除碎石，具有破岩及排石双重功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明实施例一提供的桩工钻具整体结构主视图；以及

图2为本发明实施例二提供的桩工钻具整体结构示意图；以及

图3为本发明实施例二提供的桩工钻具整体结构主视图；以及

图4为本发明实施例二提供的依据图3所示的桩工钻具A-A剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本发明实施例一提供的一种桩工钻具，包括：钻杆1、用于旋转作业的螺旋叶片2、用于钻进作业的第一入岩机构及用于钻进作业的第二入岩机构；其中，螺旋叶片2套设（盘绕）在钻杆1的外壁上，且螺旋叶片2的内侧与钻杆1的外壁固定连接；第一入岩机构的一端（固定端）与螺旋叶片2的外侧固定连接；第一入岩机构的另一端（钻进端）向外扩张、呈渐开式进行分布；第二入岩机构的一端与钻杆1的底部固定连接。

本实施例一中，优选的，第一入岩机构包括：若干个第一截齿101；其中，每一个第一截齿101的一端（固定端）分别与螺旋叶片2的外侧固定连接；同时，任意相邻两个第一截齿101之间间距相等，且每一个第一截齿101的另一端（钻进端）依次向外扩张、呈渐开式（即第一截齿101的钻进端相对于其固定端远离钻杆1的中心竖轴向外扩张）进行分布。

本实施例一中，优选的，第二入岩机构包括：钻头3及若干个第二截齿102；其中，钻头3的一端与钻杆1的底部固定连接；钻头3的另一端与每一个第二截齿102的一端（固定端）固定连接；同时，任意相邻两个第二截齿102之间间距相等，且每一个第二截齿102的另一端（钻进端）依次向外扩张、呈渐开式（即第二截齿102的钻进端相对于其固定端远离钻杆1的中心竖轴向外扩张）进行分布。

本实施例一种，优选的，固定连接是焊接、螺钉连接或螺栓连接。

本实施例一提供的桩工钻具，在实际作业过程中，螺旋叶片2、钻头3是该桩工钻具切削力的主要承载体，钻进时外界作用于钻杆1上的作用力通过钻头3传递至第二截齿102钻进端进行钻进；且该桩工钻具往下钻进时，首先利用钻头3及第二截齿102将岩层破开小口，然后利用螺旋叶片2及第一截齿101逐渐将钻孔扩大到要求孔径，同时螺旋叶片2通过套设（盘绕）在钻杆1的外壁上能够实现将破开的碎石往上输送，形成桩孔；本实施例一提供的桩工钻具通过设置第一截齿101、第二截齿102及螺旋叶片2，进一步提高了桩工钻具的破岩能力，且能够通过螺旋叶片2自动排除碎石，具有破岩及排石双重功能，且具有结构简单的特点。

实施例二

请参阅图2-4，本发明实施例二提供的另一种桩工钻具，包括：钻杆1、用于旋转作业的螺旋叶片2、用于钻进作业的第一入岩机构、用于钻进作业的第二入岩机构及用于连接钻杆1与第二入岩机构的滑动套管组件；其中，钻杆1的内部呈空心圆柱结构；螺旋叶片2套设（盘绕）在钻杆1的外壁上，且螺旋叶片2的内侧与钻杆1的外壁固定连接；第一入岩机构的一端（固定端）与螺旋叶片2的外侧固定连接；第二入岩机构的一端与滑动套管组件的下部固定连接，滑动套管组件的中上部与钻杆1的底部活动连接，且滑动套管组件的外壁与钻杆的底部内壁能够实现相对滑动；同时，滑动套管组件侧壁开设有若干个通孔结构，实际作业过程中，当滑动套管组件的中上部滑动至钻杆1的底部空心结构内时，通孔结构与钻杆1的底部内壁相接触，即滑动套管组件侧壁所开设的通孔结构被钻杆1的底部包络在其内部空心结构内，此时钻杆1的内部空心结构、滑动套管组件的内部空间与外界不相通；当滑动套管组件的中上部滑动至钻杆1的底部空心结构外时，即滑动套管组件侧壁所开设的通孔结构脱离钻杆1的底部包络，实现钻杆1的内部空心结构、滑动套管组件的内部空间通过通孔结构与外界相通。

本实施例二中，优选的，第一入岩机构包括：若干个第一截齿101；其中，每一个第一截齿101的一端（固定端）分别与螺旋叶片2的外侧固定连接；同时，任意相邻两个第一截齿101之间间距相等，且每一个第一截齿101的另一端（钻进端）依次向外扩张、呈渐开式（即第一截齿101的钻进端相对于其固定端远离钻杆1的中心竖轴向外扩张）进行分布。

本实施例二中，优选的，第二入岩机构包括：钻头3及若干个第二截齿102；其中，钻头3的一端与滑动套管组件的下部固定连接；钻头3的另一端与每一个第二截齿102的一端（固定端）固定连接；同时，任意相邻两个第二截齿102之间间距相等，且每一个第二截齿102的另一端（钻进端）依次向外扩张、呈渐开式（即第二截齿102的钻进端相对于其固定端远离钻杆1的中心竖轴向外扩张）进行分布。

本实施例二中，滑动套管组件包括：支撑板4（方形横板）、套管5及用于套管5的外壁与钻杆1的底部内壁相对滑动的滑动机构；其中，支撑板4的上表面与套管5的底部固定连接；支撑板4的下表面与钻头1的一端固定连接；套管5的中上部通过滑动机构与钻杆1的底部活动连接，且滑动套管组件的外壁通过滑动机构与钻杆1的底部内壁能够实现相对滑动；套管5侧壁开设有若干个通孔结构，实际作业过程中，当套管5的中上部滑动至钻杆1的底部空心结构内时，通孔结构与钻杆1的底部内壁相接触，即套管5侧壁所开设的通孔结构被钻杆1的底部包络在其内部空心结构内，此时钻杆1的内部空心结构、套管5的内部空间与外界不相通；当套管5的中上部滑动至钻杆1的底部空心结构外时，即套管5侧壁所开设的通孔结构脱离钻杆1的底部包络，实现钻杆1的内部空心结构、套管5的内部空间通过通孔结构与外界相通。

本实施例中，滑动机构包括：开设在套管5的侧壁上的若干个滑槽6；开设在钻杆1的底部侧壁上的若干个螺纹孔7；及分别与滑槽6数量相适配、螺纹孔7内螺纹相适配的若干个螺杆8；其中，每一个螺杆8一一对应穿过相应的螺纹孔7、滑槽6将套管5与钻杆1二者连接；套管5通过滑槽6能够实现与钻杆1相对滑动。优选的，滑槽6的数量是2个；螺纹孔7的数量是2个；螺杆8的数量是2个；且2个滑槽6以套管5的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在套管5的两侧；2个螺纹孔7以钻杆1的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在套管5的两侧；优选的，通孔结构呈方形门孔9；方形门孔9的数量是2个；且2个方形门孔9以套管5的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在套管5的两侧；方形门孔9、滑槽6依次等间距交替分布在套管5的侧壁上。

本实施例二中，优选的，固定连接是焊接、螺钉连接或螺栓连接。

本实施例二提供的桩工钻具，在实际作业过程中，螺旋叶片2、套管5及钻头3是该桩工钻具切削力的主要承载体，一方面，钻进时外界作用于钻杆1上的作用力依次通过套管5、钻头3传递至第二截齿102钻进端进行钻进；且该桩工钻具往下钻进时，首先利用钻头3及第二截齿102将岩层破开小口，然后利用螺旋叶片2及第一截齿101逐渐将钻孔扩大到要求孔径，同时螺旋叶片2通过套设（盘绕）在钻杆1的外壁上能够实现将破开的碎石往上输送，形成桩孔；另一方面，钻杆1的内部空心结构、套管5的内部空心结构及方形门孔9形成灌注混凝土的通道，当桩工钻具向下钻进时，通过土层自然阻力推动设有方形门孔9的套管3滑动至钻杆1底部的空心结构内，有效避免了因方形门孔敞开而使得岩土进入钻杆1内堵塞钻杆的情况，同时在桩工钻具往上提起时钻头3、套管5依靠自身重力向下滑动，露出方形门孔9进而让注入钻杆1内的混凝土通过套管5流入桩孔。本实施例二提供的桩工钻具通过设置第一截齿101、第二截齿102及螺旋叶片2，进一步提高了桩工钻具的破岩能力，且能够通过螺旋叶片2自动排除碎石；同时增设套管5及滑动机构实现了在提起桩工钻具时于桩孔中自动灌入混凝土，具有破岩、排石及灌浆多重功能，且具有结构简单、易操作及作业效率高的特点。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种桩工钻具，应用于岩石的破岩及排石，其特征在于，包括：

钻杆、用于旋转作业的螺旋叶片、用于钻进作业的第一入岩机构、用于钻进作业的第二入岩机构及用于连接所述钻杆与所述第二入岩机构的滑动套管组件；其中，

所述钻杆的内部呈空心结构；所述螺旋叶片套设并盘绕在所述钻杆的外壁上，且所述螺旋叶片与所述钻杆固定连接；所述第一入岩机构与所述螺旋叶片固定连接；所述第二入岩机构的一端与所述滑动套管组件的下部固定连接，所述滑动套管组件的中上部与所述钻杆的底部活动连接，且所述滑动套管组件的外壁与所述钻杆的底部内壁能够实现相对滑动；

所述滑动套管组件侧壁开设有通孔结构，当所述滑动套管组件的中上部滑动至所述钻杆的底部空心结构内时，所述通孔结构与所述钻杆的底部内壁相接触；或者，当所述滑动套管组件的中上部滑动至所述钻杆的底部空心结构外时，所述钻杆的内部空心结构、所述滑动套管组件的内部空心结构通过所述通孔结构与外界相通；

所述第一入岩机构包括：若干个第一截齿；每一个所述第一截齿分别与所述螺旋叶片固定连接；任意相邻两个所述第一截齿依次等间距且呈渐开式分布；和/或，所述第二入岩机构包括：钻头及若干个第二截齿；所述钻头的一端与滑动套管组件的下部固定连接；所述钻头的另一端与每一个所述第二截齿固定连接；任意相邻两个所述第二截齿依次等间距且呈渐开式分布；

所述滑动套管组件包括：

支撑板、套管及用于所述套管与所述钻杆相对滑动的滑动机构；

所述支撑板的上表面与所述套管的底部固定连接；所述支撑板的下表面与所述钻头的一端固定连接；所述套管的中上部通过所述滑动机构与所述钻杆的底部活动连接，且所述滑动套管组件的外壁通过所述滑动机构与所述钻杆的底部内壁能够实现相对滑动；所述套管侧壁开设有通孔结构，当所述套管的中上部滑动至所述钻杆的底部空心结构内时，所述通孔结构与所述钻杆的底部内壁相接触；或者，当所述套管的中上部滑动至所述钻杆的底部空心结构外时，所述钻杆的内部空心结构、所述套管的内部空心结构通过所述通孔结构与外界相通；

所述滑动机构包括：

开设在所述套管的侧壁上的若干个滑槽；开设在所述钻杆的底部侧壁上的若干个螺纹孔；及分别与所述滑槽数量相适配、所述螺纹孔内螺纹相适配的若干个螺杆；

所述螺杆依次对应穿过所述螺纹孔、所述滑槽将所述套管与所述钻杆二者连接；所述套管通过所述滑槽能够实现与所述钻杆相对滑动；

所述通孔结构呈方形门孔；所述方形门孔的数量是2个；2个所述方形门孔以所述套管的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在所述套管的两侧；所述方形门孔、所述滑槽依次等间距交替分布在所述套管的侧壁上；且在所述桩工钻具向下钻进时，通过土层自然阻力推动设有所述方形门孔的所述套管滑动至所述钻杆底部的空心结构内。

2.根据权利要求1所述的桩工钻具，其特征在于：

所述滑槽的数量是2个；所述螺纹孔的数量是2个；所述螺杆的数量是2个；2个所述滑槽以所述套管的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在所述套管的两侧；2个所述螺纹孔以所述钻杆的中心竖轴为中心对称轴呈中心对称结构分布在所述套管的两侧。

3.根据权利要求2所述的桩工钻具，其特征在于：

所述固定连接是焊接、螺钉连接或螺栓连接。