CN207470116U - 一种复合螺旋钻具 - Google Patents

Abstract

一种复合螺旋钻具，包括含外接头的中空管体、第一切削翼、前端切削体、多组搅拌翼、耐磨板及密封套；中空管体设有浆液管、气管，上端位于外接头固定圈处、下端具有阀门；密封套为双向密封套，一半置于固定圈的阶状沉孔内，另一半突出在固定圈上表面；多组搅拌翼在中空管体的外壁上下间隔设置；第一切削翼以放射状布置在中空管体外壁上；前端切削体位于中空管体下端部外表面；耐磨板固装于搅拌翼、第一切削翼与中空管体同轴心的自由端圆弧面；第一和第三切削刀体采用硬质合金块制成。本实用新型具有切削刀体强度高、钻掘能力大、搅拌充分以及水泥浆液、高压气体和固化液分别注入等特点，有效提高钻掘效率和安全性。

Description

一种复合螺旋钻具

技术领域

本实用新型属于一种钻具，特别涉及一种用于地下连续墙建造、软土地基改良加固的搅拌桩钻孔机的复合螺旋钻具。

背景技术

在加快城市轨道交通建设、地下空间的开发利用、垃圾堆埋场地隔离和江河堤坝地基加固等城市基础建设中，其中由于地下连续墙施工工艺具有止水防渗性能好、相邻桩体完全搭接好、对周围环境和建筑物影响小、环保节能、无施工公害、施工工期短、造价低和适用土层范围广等优点，而得到广泛运用和推广。地下连续墙施工采用水泥土搅拌桩钻孔机，通过顶置动力头驱动连接在其输出轴的中空钻杆和中空钻具，钻具转动后利用前部刀体进行钻掘和搅拌施工，如在地下连续墙施工过程中，钻具一边钻掘搅拌，一边向地下喷入高压气体、固化液，以加速地下土壤的流动和搅拌，待钻掘和搅拌工序完成以后通过中空钻杆和中空钻具喷入一定比例的水泥浆，最后拔出全部钻杆和钻具，移除钻孔机插入型钢，地下连续墙槽体中含有水泥浆液的原地土经过一段时间的保养维护，形成一条地下连续墙体。

现有水泥土搅拌桩钻孔机在进行地下连续墙施工过程中，一般配备供应水泥浆液、高压空气和固化液的后台系统，而输送泥浆液、高压空气和固化液管路与钻孔机驱动动力头上端的回转接头连接，回转接头与钻杆和钻具的内腔相通，当钻具随动力头和钻杆旋转时对原地土进行钻掘、搅拌时，喷射固化液、高压空气和水泥浆液，由于上述固化液、高压空气和水泥浆液均中空钻杆的内腔逐一调控和不分阶段直接注入的，因此，在施工过程中需要在动力头上端部进行高压气体、固化液和水泥浆液管路的切换，这样就给施工人员造成极大的操作不便，同时，钻杆和钻具的连接处经常出现漏浆、高压气体喷射伤人的情况，存在较大的安全隐患。随着地下钻掘深度的不断增加，由于地层复杂、软硬土夹杂等情况，在SMW工法钻孔机钻杆旋转钻进、提升和搅拌过程中，最下端钻具承受了更大的钻掘和搅拌阻力，使得切削刀头刃口和叶片磨损严重，影响施工作业效率，造成槽体内原地土搅拌不均匀，从而使地下连续墙的槽体质量得不到有效保证。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有水泥土搅拌桩钻孔机中钻具存在的缺点，提供一种切削刀头坚硬强度高、切削翼片耐磨性能高、搅拌充分、钻掘效率高、密封性高和操作方便性的复合螺旋钻具，有效保证搅拌钻机在不同阶段施加固化液、喷射高压气体和喷入水泥浆液，从而保证地下连续墙施工质量和施工安全性。

为达到以上目的、本实用新型所采用的解决方案是：

一种复合螺旋钻具，包括：

螺旋钻具，包括中空管体，设置于中空管体内腔的浆液管和气管，位于中空管体下端的下端盖和位于中空管体上端的外六角接头，所述中空管体外壁具有支承槽；

第一切削翼，包括第一切削刀体和第一翼片；

前端切削体，包括第三切削刀体和第三刀把；

多组搅拌翼、耐磨板以及密封套；

其特征在于：

所述浆液管和气管在中空管体的内腔中是互为平行的；所述外六角接头端面处设置具有阶状沉孔的固定圈；所述浆液管和气管的上端均各自位于固定圈的阶状沉孔的下部孔中，所述浆液管和气管的下端通过管阀连接结构以使其输液输气时与中空管体的外部连通；所述密封套为双向密封套，具有上下外圆环槽，其内各安装O型圏，它的一半置于固定圈的阶状沉孔内，另一半突出在固定圈的上表面；

所述多组搅拌翼上下间隔设置在位于第一切削翼的上方的中空管体外壁上，并且相对两组搅拌翼在中空管体的径向方向布置成十字交叉形成90°夹角；

所述第一切削翼为双头螺旋叶片形式，位于多组搅拌翼下方的中空管体上，它们的第一翼片在中空管体上以放射状布置在其外壁上；此外，所述第一切削翼的双头中，每一头第一翼片的第一下边上各安装一排第一切削刀体，除每一头第一翼片在第一下边自由端上的切削刀体等距离布置外，在其它位置上，一头第一翼片的第一下边上的第一切削刀体的位置与另一头第一翼片的第一下边上的第一切削刀体的位置在旋转轨迹上是间隔交叉排列的；

所述前端切削体有若干个，每个以径向间隔位于中空管体的下端盖上，其安装方向是使其第二切削刀体安装成面向中空管体的旋转方向，所述每个前端切削体的第二切削刀体是通过第二刀把固定在中空管体的下端盖外端面上的；

所述耐磨板分别固装于搅拌翼、第一切削翼和前端切削体与中空管体同轴心的自由端圆弧面。

本实用新型可以是，所述管阀连接结构包括安装在中空管体邻近下端盖的周面上的第一阀门和第二阀门，以及分别将浆液管和气管下端连接到第一阀门和第二阀门的第一弯管和第二弯管。

本实用新型还可以是，所述管阀连接结构包括分别以连通方式设置在下端盖内的第一内管和第二内管和水平的中部管，以及安装在中空管体下端之下端盖中央并与中部管连通的第三阀门，所述中空管体内腔中的浆液管和气管的下端均分别连接第一内管和第二内管。

本实用新型还可以是，所述多组搅拌翼的叶面朝一个方向倾斜，与中空管体的水平截面之间形成的夹角A1=35～45°。

本实用新型还可以是，所述第一切削翼的每一头第一翼片的螺旋升角为35～45°。

本实用新型还可以是，所述第一切削翼的每一头第一翼片的第一下边与中空管体的水平截面之间形成的夹角A2=10～15°。

本实用新型还可以是，所述第一切削翼的第一切削刀体和前端切削体的第三切削刀体均采用硬质合金制成。

附图说明

图1是本实用新型复合螺旋钻具实施例1的结构示意图；

图2是图1的局部剖视图，主要显示中空管体的内部结构；

图3是图1的仰视图；

图4是图2中B部局部放大图；

图5是图2的俯视图，主要显示外六角接头端部的结构布置；

图6是本实用新型复合螺旋钻具实施例2的结构示意图；

图7是图6的局部剖视图，主要显示中空管体的内部结构；

图8是图6的仰视图；

图9是图7中D部局部放大图；

图10是图7的俯视图，主要显示外六角接头端部的结构布置。

具体实施方式

以下结合附图所述实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1：

如图1-5所示，一种复合螺旋钻具，该螺旋钻具1，包括中空管体10，设置于中空管体内腔的浆液管11和气管12，位于中空管体下端的下端盖15和位于中空管体上端的外六角接头18，所述中空管体外壁具有支承槽19；第一切削翼3，包括第一切削刀体31和第一翼片；前端切削体4，包括第三切削刀体41和第三刀把；多组搅拌翼2、耐磨板6以及密封套7；其中：

所述浆液管11和气管12在中空管体10的内腔中是互为平行的；所述外六角接头18端面处设置具有阶状沉孔1821的固定圈182；所述浆液管11和气管12的上端均各自位于固定圈182的阶状沉孔1821的下部孔中，所述浆液管11和气管12的下端通过管阀连接结构以使其输液输气时与中空管体10的外部连通；所述密封套7为双向密封套，具有上下外圆环槽，其内各安装O型圏，它的一半置于固定圈182的阶状沉孔1821内，另一半突出在固定圈182的上表面；其中，所述管阀连接结构包括安装在中空管体10邻近下端盖15的周面上的第一阀门13和第二阀门14，以及分别将浆液管11和气管12下端连接到第一阀门13和第二阀门14的第一弯管111和第二弯管121；

所述多组搅拌翼2上下间隔设置在位于第一切削翼3的上方的中空管体10外壁上，并且相对两组搅拌翼在中空管体10的径向方向布置成十字交叉形成90°夹角；所述多组搅拌翼2的叶面21朝一个方向倾斜，与中空管体10的水平截面之间形成的夹角A1=35～45°；

所述第一切削翼3为双头螺旋叶片形式，位于多组搅拌翼2下方的中空管体10上，它们的第一翼片在中空管体10上以放射状布置在其外壁上；此外，所述第一切削翼3的双头中，每一头第一翼片32、32'的第一下边321、321'上各安装一排第一切削刀体31，除每一头第一翼片32、32’在第一下边自由端上的切削刀体31等距离布置外，在其它位置上，一头第一翼片32的第一下边321上的第一切削刀体31的位置与另一头第一翼片32'的第一下边321'上的第一切削刀体31的位置在旋转轨迹上是间隔交叉排列的；所述第一切削翼3的每一头第一翼片32、32'的螺旋升角为35～45°；所述第一切削翼3的每一头第一翼片32、32'的第一下边321、321'与中空管体10的水平截面之间形成的夹角A2=10～15°；

所述前端切削体4有若干个，每个以径向间隔位于中空管体10下端的下端盖15上，其安装方向是使其第二切削刀体41安装成面向中空管体10的旋转方向，所述每个前端切削体4的第二切削刀体41是通过第二刀把42固定在中空管体10的下端盖15外端面上的；

所述耐磨板6分别固装于搅拌翼2、第一切削翼3和前端切削体4与中空管体10同轴心的自由端圆弧面；

所述第一切削翼3的第一切削刀体31和前端切削体4的第三切削刀体41均采用硬质合金制成。

实施例2：

如图6-10所示，与实施例1不同之处是：所述管阀连接结构包括分别以连通方式设置在下端盖15内的第一内管151和第二内管152和水平的中部管153，以及安装在中空管体10之下下端盖15中央并与中部管153连通的第三阀门16，所述中空管体10内腔中的浆液管11和气管12的下端均分别连接第一内管151和第二内管152。

本实用新型复合螺旋钻具，通过在中空管体上部外壁沿其径向方向设置互成90°交叉角度的多组搅拌翼，大大有效提高原地土的搅拌均匀性；通过在多组搅拌翼下方的中空管体下部外壁设置了与中空管体轴向中心方向成不同角度的第一切削翼，且在它们的自由端设置了高强度的耐磨板以及采用合金材料的切削刀头，大大提高复合螺旋钻具的耐磨性能和钻掘能力；通过在中空管体内腔设有的浆液管和气管，便于搅拌桩钻孔机在不同阶段注入固化液、水泥浆液和喷射高压气体，有效控制原地土搅拌质量，保证地下连续墙施工质量；通过在复合螺旋钻具上端外六角处设置的密封套，保证复合螺旋钻具与钻杆连接时浆液管和气管的密封性能，避免出现漏浆、漏液和高压空气溢出，有效提高复合螺旋钻具的密封性能，进一步提高施工安全性。

在不偏离本实用新型总体构思的情况下，还可以对本实用新型做各种变化和改进，但是只要与本实用新型构成相同或等同的话，同样属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种复合螺旋钻具，包括：

螺旋钻具（1）,包括中空管体（10），设置于中空管体内腔的浆液管（11）和气管（12），位于中空管体下端的下端盖（15）和位于中空管体上端的外六角接头（18），所述中空管体外壁具有支承槽（19）；

第一切削翼（3），包括第一切削刀体（31）和第一翼片；

前端切削体（4），包括第三切削刀体（41）和第三刀把；

多组搅拌翼（2）、耐磨板（6）以及密封套（7）；

其特征在于：

所述浆液管（11）和气管（12）在中空管体（10）的内腔中是互为平行的；所述外六角接头（18）端面处设置具有阶状沉孔（1821）的固定圈（182）；所述浆液管（11）和气管（12）的上端均各自位于固定圈（182）的阶状沉孔（1821）的下部孔中，所述浆液管11和气管12的下端通过管阀连接结构以使其输液输气时与中空管体10的外部连通；所述密封套（7）为双向密封套，具有上下外圆环槽，其内各安装O型圏，它的一半置于固定圈（182）的阶状沉孔（1821）内，另一半突出在固定圈（182）的上表面；

所述多组搅拌翼（2）上下间隔设置在位于第一切削翼（3）的上方的中空管体（10）外壁上，并且相对两组搅拌翼在中空管体（10）的径向方向布置成十字交叉形成90°夹角；

所述第一切削翼（3）为双头螺旋叶片形式，位于多组搅拌翼（2）下方的中空管体（10）上，它们的第一翼片在中空管体（10）上以放射状布置在其外壁上；此外，所述第一切削翼（3）的双头中，每一头第一翼片（32、32'）的第一下边（321、321'）上各安装一排第一切削刀体（31），除每一头第一翼片（32、32’）在第一下边自由端上的切削刀体（31）等距离布置外，在其它位置上，一头第一翼片（32）的第一下边（321）上的第一切削刀体（31）的位置与另一头第一翼片（32'）的第一下边（321'）上的第一切削刀体（31）的位置在旋转轨迹上是间隔交叉排列的；

所述前端切削体（4）有若干个，每个以径向间隔位于中空管体（10）的下端盖（15）上，其安装方向是使其第二切削刀体（41）安装成面向中空管体（10）的旋转方向，所述每个前端切削体（4）的第二切削刀体（41）是通过第二刀把（42）固定在中空管体（10）的下端盖（15）外端面上的；

所述耐磨板（6）分别固装于搅拌翼（2）、第一切削翼（3）和前端切削体（4）与中空管体（10）同轴心的自由端圆弧面。

2.根据权利要求1所述的复合螺旋钻具，其特征在于所述管阀连接结构包括安装在中空管体（10）邻近下端盖（15）的周面上的第一阀门（13）和第二阀门（14），以及分别将浆液管（11）和气管（12）下端连接到第一阀门（13）和第二阀门（14）的第一弯管（111）和第二弯管（121）。

3.根据权利要求1所述的复合螺旋钻具，其特征在于所述管阀连接结构包括分别以连通方式设置在下端盖（15）内的第一内管（151）和第二内管（152）和水平的中部管（153），以及安装在中空管体（10）下端之下端盖（15）中央并与中部管（153）连通的第三阀门（16），所述中空管体（10）内腔中的浆液管（11）和气管（12）的下端均分别连接第一内管（151）和第二内管（152）。

4.根据权利要求1所述的复合螺旋钻具，其特征在于所述多组搅拌翼（2）的叶面（21）朝一个方向倾斜，与中空管体（10）的水平截面之间形成的夹角A1=35～45°。

5.根据权利要求1所述的复合螺旋钻具，其特征在于所述第一切削翼（3）的每一头第一翼片（32、32'）的螺旋升角为30～40°。

6.根据权利要求1所述的复合螺旋钻具，其特征在于所述第一切削翼（4）的每一头第一翼片（32、32'）的第一下边（321、321'）与中空管体（10）的水平截面之间形成的夹角A2=10～15°。

7.根据权利要求1所述的复合螺旋钻具，其特征在于所述第一切削翼（3）的第一切削刀体（31）和前端切削体（4）的第三切削刀体（41）均采用硬质合金制成。