CN108019151A - 一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头 - Google Patents

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高展
孙建渊
鲍泽华
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits
    • E21B10/43—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits characterised by the arrangement of teeth or other cutting elements

Abstract

本发明涉及一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，包括中空的基础杆、钻尖、上定位圆环、下定位圆环、连接腰带和刮刀，所述的钻尖设于基础杆下端，所述上定位圆环与下定位圆环之间通过垂直的定位板连接，所述上定位圆环通过连接腰带与基础杆连接，所述下定位圆环通过刮刀与基础杆连接。与现有技术相比，本发明使用上下两个定位圆环以及定位板，保证钻进的稳定性与垂直度；扇叶型的连接腰带一方面增进了钻进的压力，另一方面防止淤泥堵塞钻杆；刮刀也有一定的倾斜，利于泥土与泥浆混合；只有两个刮刀保证出土顺畅；钻尖角度比较小，利于破土，刮刀倾角比较大利于稳定性。

Description

一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头
技术领域
本发明涉及一种钻孔灌注桩钻头，具体涉及一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头。
背景技术
混凝土钻孔灌注桩因承载力高、适应性强等优点，已成为国内外最常用的一种建筑物的基础形式。混凝土钻孔灌注桩主要施工过程为：成孔、下钢筋笼、灌混凝土。在上述施工过程中，成孔是关键环节，通常采用的是三翼刮刀式钻头在地层钻进。
一方面三翼刮刀式钻头在钻进过程中遇到不良地质条件，其稳定性不能得到保证，打孔容易发生偏斜，垂直度难以保证；另一方面，三翼刮刀式钻头的基础杆、刮刀、连接板形成了一个笼式结构，所以在进行粘土、粉质粘土的开挖过程中这种钻头会阻挡钻尖和刮刀切削下来的粘土，使粘土不能及时随泥浆排出，泥土会沉积下来变成黏糊状的泥巴，包裹住钻头，使钻头钻进速度下降、成孔垂直度差、钻头磨损加剧等等。所以这种钻头成孔质量比较差，施工进度也比较慢。另外由于连接板在钻进过程中承受弯矩，不能充分发挥材料性能；钻进过程中钻尖和基础杆连接部位应力过于集中，需要对连接部分进行加厚，所以经济性差。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，可以高效的进行粘性土钻进。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，包括中空的基础杆、钻尖、上定位圆环、下定位圆环、连接腰带和刮刀，所述的钻尖设于基础杆下端，所述上定位圆环与下定位圆环之间通过垂直的定位板连接，所述上定位圆环通过连接腰带与基础杆连接，所述下定位圆环通过刮刀与基础杆连接。
进一步地，所述的连接腰带为钢片，设有三根，两两相间120°环绕分布在基础杆圆周，其下端与基础杆相切焊接，上端与上定位圆环焊接。
进一步地，所述连接腰带与基础杆之间夹角为45-75°，连接腰带在竖直方向上倾斜设置，三根连接腰带呈螺旋状分布。
进一步地，所述刮刀设有两个，相间180°，上端焊接于下定位圆环上，下端焊接于基础杆上，刮刀与基础杆之间的夹角为45-60°。
进一步地，所述刮刀上设有多个硬质合金刀片，可保证钻进过程中高效且不损坏刮刀。
进一步地，所述钻尖与基础杆焊接，钻尖的顶角为45-60°。
进一步地，所述上定位圆环与下定位圆环尺寸相同，圆心与基础杆的中心重合。
进一步地，所述基础杆上端设有用于与钻杆连接的连接部。
本发明钻尖与基础杆之间有一个较大的空隙，可使得泥浆顺利通过，不同于传统的笼式结构，钻尖上部有一个大的空间，上定位圆环与下定位圆环通过定位板连接，这种垂直的结构可以保证在下钻时候的垂直度与稳定性；上定位板通过三根钢片与基础杆连接，充分发挥材料受拉的特性，另外三根钢片有一定的倾角，像螺旋桨一样，讲泥浆向上抽，这一方面增大了钻头钻进的压力，另一方面使切削的土体与泥浆搅拌均匀，不会造成阻塞，两个刮刀的设计使得泥土有更大的空间与泥浆混合。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明使用上下两个定位圆环以及定位板，保证钻进的稳定性与垂直度；扇叶型的腰带一方面增进了钻进的压力，另一方面防止淤泥堵塞钻杆；刮刀也有一定的倾斜，利于泥土与泥浆混合；只有两个刮刀保证出土顺畅；钻尖角度比较小，利于破土，刮刀倾角比较大利于稳定性。
附图说明
图1为本发明的侧面结构示意图；
图2为本发明的连接腰带结构俯视图；
图3为本发明的刮刀结构俯视图；
图中：1-钻尖、2-基础杆、3-刮刀、4-下定位圆环、7-上定位圆环、5-定位板、6-连接腰带、8-连接部、9-合金刀片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案做进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
实施例1
如图1、图2、图3所示，本发明一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，包括钻进部分、导向部分以及搅拌部分，钻进部分主要由钻尖1、基础杆2、刮刀3、刀片9组成；导向部分包括上定位圆环7以及下定位圆环4还有定位板5；搅拌部分包含了连接腰带6以及刮刀3。
基础杆2顶端设有用于与钻机的钻杆连接的连接部8；二者通过螺纹旋转连接，连接部分内径30cm，长度35cm。基础杆2另一端与钻尖1连接，二者采用焊接，钻尖1的角度为60度，长度为40cm，开孔为一个矩形和一个半圆形。两个刮刀3的夹角为100度，大于钻尖1的角度，有利于钻进时候的稳定性。该钻头钻孔直径为1.2米，基础杆直径为30cm，大通道有利于排出泥浆。刮刀上面焊有合金刀片，保证其破土效率以及耐磨性。
上定位圆环与下定位圆环外直径为1.2米，厚度为1cm，高度为15cm。定位板的厚度为3mm，高度为1m。由于该结构主要用于保证垂直度，定位板受力较小，故厚度较小，上下定位圆环为主要受力构件，厚度较大。在钻进过程中，定位装置始终与已经挖好的孔洞契合，所以如果一开始钻进是垂直的，该装置就可以保证钻进的垂直度与稳定性。
连接腰带与水平面的夹角为45度，三条腰带之间的夹角为120度。三条腰带分别与基础杆相切，在钻进过程中主要受到拉力，充分发挥了材料的性能。连接腰带与刮刀均有15度的倾角，相当于两个搅拌机，一方面将泥土向上运送与泥浆搅拌均匀，另一方面推动钻头向下钻进，提高了钻进效率。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但是其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，其特征在于，包括中空的基础杆(2)、钻尖(1)、上定位圆环(7)、下定位圆环(4)、连接腰带(6)和刮刀(3)，所述的钻尖(1)设于基础杆(2)下端，所述上定位圆环(7)与下定位圆环(4)之间通过垂直的定位板(5)连接，所述上定位圆环(7)通过连接腰带(6)与基础杆(2)连接，所述下定位圆环(4)通过刮刀(3)与基础杆(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，其特征在于，所述的连接腰带(6)为钢片，设有三根，两两相间120°环绕分布在基础杆(2)圆周，其下端与基础杆(2)相切焊接，上端与上定位圆环(7)焊接。
3.根据权利要求2所述的一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，其特征在于，所述连接腰带(6)与基础杆(2)之间夹角为45-75°，连接腰带(6)在竖直方向上倾斜设置，三根连接腰带(6)呈螺旋状分布。
4.根据权利要求1所述的一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，其特征在于，所述刮刀(3)设有两个，相间180°，上端焊接于下定位圆环(4)上，下端焊接于基础杆(2)上，刮刀(3)与基础杆(2)之间的夹角为45-60°。
5.根据权利要求1所述的一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，其特征在于，所述刮刀(3)上设有多个硬质合金刀片(9)。
6.根据权利要求1所述的一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，其特征在于，所述钻尖(1)与基础杆(2)焊接，钻尖(1)的顶角为45-60°。
7.根据权利要求1所述的一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，其特征在于，所述上定位圆环(7)与下定位圆环(4)尺寸相同，圆心与基础杆的中心重合。
8.根据权利要求1所述的一种具有高垂直度的双翼三腰带钻孔灌注桩钻头，其特征在于，所述基础杆(2)上端设有用于与钻杆连接的连接部(8)。
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