CN113309469A - 一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头 - Google Patents

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宋瑞丰
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王军
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Abstract

本发明公开了一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，包括内圈导向钻进组钻头、外圈伸缩扩孔组钻头和三角支撑架，内圈钻头芯轴固定连接在三角支撑架的前端，外圈钻头芯轴连接在三角支撑架的后端，内圈导向钻进组钻头均匀分布在内圈钻头芯轴的圆周方向，外圈伸缩扩孔组钻头由3个9.5寸牙轮钻头组成，单个牙轮钻头焊接固定在连接柄的前端，连接柄中间位置通过销轴铰接在三角支撑架，末端铰接在外圈钻头芯轴上，外圈钻头芯轴与三角支撑架间设置有A型平键，外圈钻头芯轴可沿三角支撑架前后滑移，进而带动连接柄前端的外圈伸缩扩孔组钻头绕三角支撑架做开合运动，解决了小管幕钢管跟管螺旋钻进过程中钻头扩孔退钻回收困难的技术问题。

Description

一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头
技术领域
本发明涉及连续桥梁施工技术领域，具体为一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头。
背景技术
在强中风化泥岩地层中，采用小管幕进行隧道超前支护时，为减小路面沉降，采用跟管钻进方式。因地层较硬，若采用小于管幕钢管直径的钻头开孔，成孔较小，钢管顶进需求顶力远大于钢管允许顶力，无法进行管幕施工；若采用普通的大钻头开孔，因钻头大于管幕直径，导致钻头无法取出，无法周转使用，经济性差，且保留钻头在岩土体中，钻头所在位置无管幕超前支护，开挖过程中易发生塌空，存在安全风险。
发明内容
为了克服现有技术中小管幕钢管跟管螺旋钻进过程中钻头扩孔退钻回收困难的技术问题，本发明提供了一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，在成孔钻进过程中，外圈伸缩扩孔组钻头正面受力向外扩张角度，在退钻过程中，外圈伸缩扩孔组钻头通过连接柄向内收缩，解决了上述技术问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，包括内圈导向钻进组钻头、外圈伸缩扩孔组钻头、三角支撑架、外圈钻头芯轴和内圈钻头芯轴，内圈钻头芯轴固定连接在三角支撑架的前端，外圈钻头芯轴连接在三角支撑架的后端。
内圈导向钻进组钻头由3个9.5寸牙轮钻头组成，均匀分布在内圈钻头芯轴的圆周方向，且焊接固定在一起。
外圈伸缩扩孔组钻头由3个9.5寸牙轮钻头组成，单个牙轮钻头焊接固定在连接柄的前端，连接柄中间位置通过销轴铰接在三角支撑架，末端铰接在外圈钻头芯轴上，连接柄与外圈钻头芯轴的连接位置设置有圆弧过渡段，外圈钻头芯轴与三角支撑架间设置有A型平键，外圈钻头芯轴可沿三角支撑架的键槽前后滑移，进而带动连接柄前端的外圈伸缩扩孔组钻头绕三角支撑架做开合运动。
上述的一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，所述三角支撑架的圆周方向上向外凸起有三个通槽，每个通槽上均开设有销孔，用来安装销轴。
上述的一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，所述销轴的左右两端安装有弹簧挡圈。
上述的一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，所述外圈钻头芯轴的前端嵌套在三角支撑架的后端，嵌套位置通过A型平键连接，且可以相互滑移。
上述的一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，所述外圈钻头芯轴的后端还设置有钻杆连接端。
成孔钻进过程中，外圈伸缩扩孔组钻头正面受力，通过连接柄向外扩张角度，扩孔直径为φ470mm，退钻过程中，外圈伸缩扩孔组钻头通过连接柄向内收缩，收缩后外圈直径为φ360mm。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：本发明一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，设计简单，操作便捷，在强中风化泥岩地层管幕跟管钻进过程中能够起到扩孔收缩回收的作用，并且该发明可以减少钻头投入，提高钻进效率，节约施工工期。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头的整体结构示意图；
图2为本发明所述芯轴的结构示意图；
图3为本发明所述三角支撑架的结构示意图；
图中：1-内圈导向钻进组钻头，2-外圈扩孔伸缩组钻头，3-销轴，4-三角支撑架，5-连接柄，6-弹簧挡圈，7-A型平键，8-外圈钻头芯轴，9-内圈钻头芯轴，10-钻杆连接端。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头的整体结构示意图，包括内圈导向钻进组钻头1、外圈伸缩扩孔组钻头2、三角支撑架4、外圈钻头芯轴8和内圈钻头芯轴9，内圈钻头芯轴9固定连接在三角支撑架4的前端，外圈钻头芯轴8连接在三角支撑架4的后端。
内圈导向钻进组钻头1由3个9.5寸牙轮钻头组成，均匀分布在内圈钻头芯轴9的圆周方向，且焊接固定在一起。
外圈伸缩扩孔组钻头2由3个9.5寸牙轮钻头组成，单个牙轮钻头焊接固定在连接柄5的前端，连接柄5中间位置通过销轴3铰接在三角支撑架4，末端铰接在外圈钻头芯轴8上，连接柄5与外圈钻头芯轴8的连接位置设置有圆弧过渡段，外圈钻头芯轴8与三角支撑架4间设置有A型平键7，外圈钻头芯轴8可沿三角支撑架4的键槽前后滑移，进而带动连接柄5前端的外圈伸缩扩孔组钻头2绕三角支撑架4做开合运动，芯轴的结构如图2所示。
三角支撑架4的圆周方向上向外凸起有三个通槽，每个通槽均开设有销孔，用来安装销轴3，如图3所示，为三角支撑架4的结构示意图。销轴3的左右两端安装有弹簧挡圈6，外圈钻头芯轴8的前端嵌套在三角支撑架4的后端，嵌套位置通过A型平键7连接，且可以相互滑移，外圈钻头芯轴8的后端还设置有钻杆连接端10。
本发明在使用时，成孔钻进过程中，外圈伸缩扩孔组钻头2正面受力，通过连接柄5向外扩张角度，扩孔直径为φ470mm，退钻过程中，外圈伸缩扩孔组钻头2通过连接柄5向内收缩，收缩后外圈直径为φ360mm，解决了小管幕钢管跟管螺旋钻进过程中钻头扩孔退钻回收困难的技术问题，适用于强中风化泥岩地层中，小管幕跟管螺旋钻进施工。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，其特征在于，包括内圈导向钻进组钻头（1）、外圈伸缩扩孔组钻头（2）、三角支撑架（4）、外圈钻头芯轴（8）和内圈钻头芯轴（9），所述内圈钻头芯轴（9）固定连接在三角支撑架（4）的前端，所述外圈钻头芯轴（8）连接在三角支撑架（4）的后端；
所述内圈导向钻进组钻头（1）由3个9.5寸牙轮钻头组成，均匀分布在内圈钻头芯轴（9）的圆周方向，且焊接固定在一起；
所述外圈伸缩扩孔组钻头（2）由3个9.5寸牙轮钻头组成，单个牙轮钻头焊接固定在连接柄（5）的前端，所述连接柄（5）中间位置通过销轴（3）铰接在三角支撑架（4），末端铰接在外圈钻头芯轴（8）上，所述连接柄（5）与外圈钻头芯轴（8）的连接位置设置有圆弧过渡段，所述外圈钻头芯轴（8）与三角支撑架（4）间设置有A型平键（7），所述外圈钻头芯轴（8）可沿三角支撑架（4）的键槽前后滑移，进而带动连接柄（5）前端的外圈伸缩扩孔组钻头（2）绕三角支撑架（4）做开合运动；
成孔钻进过程中，外圈伸缩扩孔组钻头（2）正面受力，通过连接柄（5）向外扩张角度，扩孔直径为φ470mm，退钻过程中，外圈伸缩扩孔组钻头（2）通过连接柄（5）向内收缩，收缩后外圈直径为φ360mm。
2.根据权利要求1所述的一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，其特征在于，所述三角支撑架（4）的圆周方向上向外凸起有三个通槽，每个通槽均开设有销孔，用来安装销轴（3）。
3.根据权利要求1所述的一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，其特征在于，所述销轴（3）的左右两端安装有弹簧挡圈（6）。
4.根据权利要求1所述的一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，其特征在于，所述外圈钻头芯轴（8）的前端嵌套在三角支撑架（4）的后端，嵌套位置通过A型平键（7）连接，且可以相互滑移。
5.根据权利要求1所述的一种适用于小管幕钢管跟管螺旋钻进的可伸缩扩孔钻头，所述外圈钻头芯轴（8）的后端还设置有钻杆连接端（10）。
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