CN206785336U - 带滚刀钻头的钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带滚刀钻头的钻孔设备，它包括钻机和泥浆循环系统，钻机包括支架(11)、动力头和钻杆(1)，钻杆(1)下端固定有的刀盘(12)，刀盘(12)的底面安装有多个滚刀(13)，刀盘(12)侧面沿周向均匀焊接有多个竖向的导向片(14)，导向片(14)的底端下凸出刀盘(12)的底面。该钻孔设备能保证钻头垂直下钻进。

Description

带滚刀钻头的钻孔设备

技术领域

本实用新型涉及土木工程中钻孔施工领域，具体讲是一种带滚刀钻头的钻孔设备。

背景技术

现有技术的钻孔设备包括钻机，钻机包括支架、动力头、钻杆和钻头。如图1所示，钻头中有一种滚刀钻头，它包括固定在钻杆101下端的刀盘102，刀盘102的底面安装有多个滚刀103。上述滚刀钻头实际作业时存在一个缺陷，即实际作业时，钻孔104会穿透多个地层，而地层与地层的分界面往往是倾斜的，而滚刀钻头下钻到不同地层的分界面时，如果下方地层较硬，钻头往往就会顺着倾斜的地层分界线发生偏移，难以保证钻杆101垂直下钻，自然难以保证垂直成孔。

而且，钻孔设备成孔时，需要大量的泥浆来起到护壁、冷却钻头、带走钻渣和软化土体的功能。当然，泥浆要发挥上述功能，必须在循环系统的作用下循环起来。

而现有技术的钻孔设备的泥浆循环系统包括泥浆池、泥浆泵、管路和中空的钻杆，现有技术存在正循环和反循环两种循环方式。正循环是指泥浆从泥浆池被泵送至钻杆顶部并进入钻杆，再从钻杆底部进入钻孔，再经管路回到泥浆池，以此循环。正循环的特点是泥浆压入钻孔时有压力但排出钻孔时无压力，所以正循环只能悬浮并带走细小的钻渣颗粒，排浆速度慢、携渣能力弱、清孔效率差，但正循环对泵的性能及钻杆的密封性要求低，故成本低、经济性好。

而反循环则正好相反，泥浆从泥浆池经管路流入钻孔，然后从钻杆底部被吸入钻杆，而泥浆泵从钻杆中抽吸产生负压，使得泥浆从钻杆顶部被吸出，最后回到泥浆池，以此循环。反循环的特点是，泥浆进入钻孔时无压力但被吸出钻孔时压力较大，所以反循环排浆速度快、携渣能力强、清孔效率高，不仅能清除细小钻渣，还能清除较大颗粒的碎石。但反循环对泵的性能及钻杆的密封性要求高，所以成本高，经济性差。

正是由于正循环和反循环的特点截然不同，故需要根据不同的地层状况来选择合适的循环方式，如在淤泥层、粉质层、粘土层、中砂层、砾砂层等钻渣颗粒较小的地层中钻进时，益采用正循环方式，而在风化花岗岩及花岗岩以下的钻渣颗粒较大的地层中钻进时，需采用反循环方式。然而，实际钻孔作业中，同一个钻孔往往贯通了各种不同的地层，其中有些需要正循环有些又需要反循环，这就需要在钻孔过程中更换不同的循环设备，地层复杂的时候甚至需要反复切换循环系统多次，这就加大了作业劳动强度、减缓了钻孔效率、延长了工期。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能保证钻头垂直下钻进而确保成孔的铅直性的带滚刀钻头的钻孔设备。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种带滚刀钻头的钻孔设备，它包括钻机和泥浆循环系统，钻机包括支架、动力头和钻杆，钻杆下端固定有的刀盘，刀盘的底面安装有多个滚刀，刀盘侧面沿周向均匀焊接有多个竖向的导向片，导向片的底端下凸出刀盘的底面。

采用以上结构的带滚刀钻头的钻孔设备与现有技术相比，具有以下优点。

由于该滚刀钻头的刀盘外圆周上设置了一圈导向片，这样，导向片可以辅助切削，加快钻孔的效率，更重要的是可以对钻杆提供导向作用，防止钻杆在不同地层的分界面发生倾斜，确保垂直下钻，进而保证最后成孔的铅直性。

作为改进，泥浆循环系统还包括泥浆池、正循环泵、反循环泵、泥浆沟、第一泥浆管、第二泥浆管、第三泥浆管和三通阀，泥浆沟连通泥浆池和钻孔，第一泥浆管入口与泥浆池连通，第一泥浆管出口与三通阀的第一阀口连通，正循环泵设置在第一泥浆管上；第二泥浆管入口与三通阀的第二阀口连通，第二泥浆管出口与泥浆池连通，反循环泵设置在第二泥浆管上；第三泥浆管的一端与三通阀第三阀口连通而另一端与钻杆顶部连通。

上述循环系统的工作过程如下。

正循环时，将三通阀的第一阀口与第三阀口连通，启动正循环泵，泥浆沿着泥浆池、第一泥浆管、第三泥浆管、钻杆、钻孔、泥浆沟、泥浆池的路线循环；反循环时，将三通阀的第二阀口与第三阀口连通，启动反循环泵，泥浆沿着泥浆池、泥浆沟、钻孔、钻杆、第三泥浆管、第二泥浆管、泥浆池的路线循环。

该系统既能进行泥浆正循环又能进行泥浆反循环，且只需要启动不同的泵，并调节三通阀的阀口，就能快速、方便、准确地实现两种循环模式的切换，这样，在复杂地层钻孔时，无需更换另外的循环设备，就能仅仅用一套钻孔设备，就能适应不同地层的需求，完成钻孔，降低了劳动强度、提高了钻孔的工作效率、缩短了工期。

作为再改进，泥浆沟内设有一固定闸片，泥浆沟底部设有两道与泥浆沟长度方向垂直的闸缝，两道闸缝分别位于固定闸片的前后两侧，每道闸缝内设有一道可升降的滑动闸片，泥浆沟两岸设有用于升降滑动闸片的定滑轮和卷扬机。这样，正循环时，通过卷扬机改变前面和后面闸片的高度，使得三块闸片的高度从泥浆池向钻孔依次递增，也就是从泥浆流动方向看，三块闸片的高度依次递减，便于沉淀；而反循环时同样通过卷扬机改变前后两块闸片的高度，使得三块闸片的高度从泥浆池向钻孔依次递减，也就是从泥浆流动方向看，三块闸片的高度依次递减，便于沉淀。

附图说明

图1是现有技术带滚刀钻头的钻孔设备在地层分界面处偏移的结构示意图。

图2是本实用新型带滚刀钻头的钻孔设备的钻头的结构示意图。

图3是本实用新型带滚刀钻头的钻孔设备进行正循环时的结构示意图。

图4是本实用新型带滚刀钻头的钻孔设备进行反循环时的结构示意图。

图5是本实用新型带滚刀钻头的钻孔设备的泥浆沟的结构示意图。

图中所示

现有技术的钻孔设备的零部件 101、钻杆，102、刀盘，103、滚刀，104、钻孔；

本实用新型的钻孔设备的零部件 1、钻杆，2、泥浆池，3、正循环泵，4、反循环泵，5、泥浆沟，6、第一泥浆管，7、第二泥浆管，8、第三泥浆管，9、三通阀，10、钻孔，11、支架，12、刀盘，13、滚刀，14、导向片，15、固定闸片，16、闸缝，17、定滑轮，18、卷扬机，19、滑动闸片

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型带滚刀钻头的钻孔设备，它包括钻机和泥浆循环系统。钻机包括支架11、动力头和钻杆1。钻杆1经动力头安装在支架11上，钻杆1下端固定有的刀盘12，刀盘12的底面安装有多个滚刀13。刀盘12侧面沿周向均匀焊接有多个竖向的导向片14，导向片14的底端下凸出刀盘12的底面。

泥浆循环系统还包括泥浆池2、正循环泵3、反循环泵4、泥浆沟5、第一泥浆管6、第二泥浆管7、第三泥浆管8和三通阀9。泥浆沟5连通泥浆池2和钻孔10。第一泥浆管6入口与泥浆池2连通，第一泥浆管6出口与三通阀9的第一阀口连通，正循环泵3设置在第一泥浆管6上；具体的说，第一泥浆管6分为前段和后段，而正循环泵3位于第一泥浆管6的前段和后段之间。第二泥浆管7入口与三通阀9的第二阀口连通，第二泥浆管7出口与泥浆池2连通，反循环泵4设置在第二泥浆管7上；具体的说，第二泥浆管7也分为前段和后段，反循环泵4位于第二泥浆管7的前段和后段之间。第三泥浆管8的一端与三通阀9第三阀口连通而另一端与钻杆1顶部连通。

正循环时，将三通阀9的第一阀口与第三阀口连通，启动正循环泵3，泥浆沿着泥浆池2、第一泥浆管6、第三泥浆管8、钻杆1、钻孔10、泥浆沟5、泥浆池2的路线循环；反循环时，将三通阀9的第二阀口与第三阀口连通，启动反循环泵4，泥浆沿着泥浆池2、泥浆沟5、钻孔10、钻杆1、第三泥浆管8、第二泥浆管7、泥浆池2的路线循环。

泥浆沟5内设有一固定闸片15，泥浆沟5底部设有两道与泥浆沟5长度方向垂直的闸缝16，两道闸缝16分别位于固定闸片15的前后两侧，每道闸缝16内滑动配合有一道可升降的滑动闸片19。泥浆沟5两岸设有用于升降滑动闸片19的定滑轮17和卷扬机18。具体的说，每个滑动闸片19两侧各连接一根牵引绳，每根牵引绳分别绕过一个定滑轮17与卷扬机18连接。

Claims (3)

1.一种带滚刀钻头的钻孔设备，它包括钻机和泥浆循环系统，钻机包括支架(11)、动力头和钻杆(1)，钻杆(1)下端固定有的刀盘(12)，刀盘(12)的底面安装有多个滚刀(13)，其特征在于：刀盘(12)侧面沿周向均匀焊接有多个竖向的导向片(14)，导向片(14)的底端下凸出刀盘(12)的底面。

2.根据权利要求1所述的带滚刀钻头的钻孔设备，其特征在于：泥浆循环系统还包括泥浆池(2)、正循环泵(3)、反循环泵(4)、泥浆沟(5)、第一泥浆管(6)、第二泥浆管(7)、第三泥浆管(8)和三通阀(9)，泥浆沟(5)连通泥浆池(2)和钻孔(10)，第一泥浆管(6)入口与泥浆池(2)连通，第一泥浆管(6)出口与三通阀(9)的第一阀口连通，正循环泵(3)设置在第一泥浆管(6)上；第二泥浆管(7)入口与三通阀(9)的第二阀口连通，第二泥浆管(7)出口与泥浆池(2)连通，反循环泵(4)设置在第二泥浆管(7)上；第三泥浆管(8)的一端与三通阀(9)第三阀口连通而另一端与钻杆(1)顶部连通。

3.根据权利要求2所述的带滚刀钻头的钻孔设备，其特征在于：泥浆沟(5)内设有一固定闸片(15)，泥浆沟(5)底部设有两道与泥浆沟(5)长度方向垂直的闸缝(16)，两道闸缝(16)分别位于固定闸片(15)的前后两侧，每道闸缝(16)内设有一道可升降的滑动闸片(19)，泥浆沟(5)两岸设有用于升降滑动闸片(19)的定滑轮(17)和卷扬机(18)。