CN212201908U - 大直径桩双切面滚刀钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大直径桩双切面滚刀钻头，它包括由上法兰盘、连接套筒和转盘构成的内钻头，连接套筒两端分别与上法兰盘和转盘连接，转盘上安装有多个滚刀；该钻头还包括一个下部开口的外钻筒，外钻筒下边缘设有牙轮齿；内钻头位于外钻筒内，内钻头的滚刀高于外钻筒的牙轮齿；外钻筒内设有水平隔板，水平隔板上表面与钻杆下部的下法兰盘螺接，水平隔板下表面与内钻头的上法兰盘螺接。该钻头在遭遇到倾斜的岩土分界面或软硬岩层分界面时，能确保垂直下钻且钻进效率理想。

Description

大直径桩双切面滚刀钻头

技术领域

本实用新型涉及桩基施工设备领域，具体讲是一种施工大直径钻孔灌注桩用的双切面滚刀钻头。

背景技术

钻孔灌注桩是常见的的用于承受建(构)物重量及外部不同荷载的桩基形式，其施工步骤首先需要由钻机带动钻头钻孔。而在施工大型桥梁、10层以上的高层建筑物时，需采用大尺寸桩孔，即桩径为800mm以上，而且，往往其持力层需要深入到风化基岩层内，故相对应的，需要选用大直径如800mm以上且破岩钻进效果好的滚刀钻头。

传统的滚刀钻头包括上法兰盘、连接套筒和转盘，上法兰盘与钻杆底部的下法兰盘连接，连接套筒两端分别与上法兰盘和转盘焊接，转盘上安装有多个球齿滚刀。驱动钻杆，带动转盘，使得各个球齿滚刀研磨破碎岩层以钻进。

上述滚刀钻头在实际施工中存在以下缺陷：当遭遇到岩层与土层的倾斜分界面时，或遭遇到软硬岩层间的倾斜分界面时，上述钻头容易发生倾斜偏移，导致桩孔整体的垂直度无法满足设计要求，从而影响桩基整体的承载性能。所以，一旦遭遇到上述状况，现有技术只能采取轻压慢进的钻进方式，或是干脆将钻杆整体回退出钻孔，再向倾斜分界面灌砼找平，待混凝土凝固后二次钻进的方式处理，这样，增多了步骤，工序繁琐费力，且影响了钻进工效，又无法保证下钻垂直度完全符合设计要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种在遭遇到倾斜的岩土分界面或软硬岩层分界面时，能确保垂直下钻且钻进效率理想的大直径桩双切面滚刀钻头。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种大直径桩双切面滚刀钻头，它包括由上法兰盘、连接套筒和转盘构成的内钻头，连接套筒两端分别与上法兰盘和转盘连接，转盘上安装有多个滚刀；该钻头还包括一个下部开口的外钻筒，外钻筒下边缘设有牙轮齿；内钻头位于外钻筒内，内钻头的滚刀高于外钻筒的牙轮齿；外钻筒内设有水平隔板，水平隔板上表面与钻杆下部的下法兰盘螺接，水平隔板下表面与内钻头的上法兰盘螺接。

采用以上结构的大直径桩双切面滚刀钻头与现有技术相比，具有以下优点。

该钻头在下钻过程中，遭遇到倾斜的岩土分界面或软硬岩层分界面时，由于外筒的一圈牙轮齿与内钻头的滚刀存在高度差，故外钻筒牙轮齿与岩面率先接触，研磨出一道环形缝，内钻头的滚刀再跟进破碎；换句话说，外钻筒客观上产生了先导效应，能有效防止钻头整体偏斜，从而提高下钻的垂直度；而且，外钻筒筒体具备一定高度，也起到一定的扶正作用，两相结合进一步确保下钻的垂直度；况且，外钻筒先将筒状岩芯与周围岩体分割形成环形缝，实现了应力释放的效应，提高了内钻头下钻破碎的效率，也从整体上提高了该钻头破岩钻进的工效。还需强调的是，由于本申请的钻头客观上形成了边缘一圈牙轮齿和中部的滚刀两个切削面，故称为双切面，而本申请钻头的外径也达到了800mm以上，故名大直径。

作为优选，隔板贯通有一个供钻杆穿过的中心孔、一圈与钻杆下法兰盘螺接的第一螺栓孔和一圈与内钻头上法兰盘螺接的第二螺栓孔，第二螺栓孔位于第一螺栓孔外缘；这样，中心孔的设计确保钻杆伸入钻头底部，保证气举排渣效能；利用螺栓孔螺接的设计实现外钻筒与内钻头及钻杆的可拆式连接，利于外钻筒磨损后及时更换，且能保证外钻筒、内钻头和钻杆三者螺接效果牢固可靠。

作为进一步优选，内钻头的转盘上可拆式连接有球齿滚刀或焊齿滚刀；这样，可以根据地质岩层施工条件，灵活方便的更换适合的滚刀，即当岩石饱和单轴抗压强度较高时，采用更耐磨的球齿滚刀，而岩石饱和单轴抗压强度较低时，则采用更尖锐的焊齿滚刀。

作为又进一步优选，内钻头的转盘包括底端板和环形侧板，环形侧板与外钻筒筒内壁存在间隙，环形侧板上设有三道用于封闭环形侧板与外钻筒间隙的密封橡胶圈；这样的设计动机为，由于外钻筒磨损较大，需要更换，为更换方便，外钻筒和内钻头之间需要留有间隙，然而，实际钻进中产生了碎渣往往会由该间隙卡入外钻筒和内钻头，这样，一会增大整个钻头的自重，加大能耗，二会对内钻头也造成磨损，降低内钻头的使用寿命，所以，本申请在内钻头的转盘环形侧板上加设了三道密封橡胶圈，用以阻挡碎渣进入外钻筒和内钻头的间隙。

作为再优选，外钻筒的筒内壁焊接有上下两道环形连接板，每个环形连接板均贯通有多个第三螺栓孔，隔板最外缘设有与第三螺栓孔匹配的第四螺栓孔，隔板经螺栓与上道环形连接板或下道环形连接板螺接；这样，可以分两个档位来调节内钻头滚刀与外钻筒牙轮齿之间的高度差，以适应具体的施工地质条件的要求；具体的说，若岩层相对较硬，则需要内钻头滚刀与外钻筒牙轮齿间隔较小，以便内钻头能及时跟进破碎，确保更好的钻进效率，若岩层相对较软，则需要两者间隔较大，以便外钻筒能更大程度的发挥扶正效应。

附图说明

图1是本实用新型大直径桩双切面滚刀钻头的内钻头位于上限位置的结构示意图。

图2是图1偏转一定角度后的结构示意图。

图3是本实用新型大直径桩双切面滚刀钻头的内钻头位于下限位置的结构示意图。

图4是图3偏转一定角度后的结构示意图。

图5是本实用新型大直径桩双切面滚刀钻头去掉外钻筒后的结构示意图。

图6是本实用新型大直径桩双切面滚刀钻头的爆炸结构示意图。

图中所示1、上法兰盘，2、连接套筒，3、转盘，3.1、底端板，3.2、环形侧板，4、球齿滚刀，5、外钻筒，6、牙轮齿，7、隔板，8、钻杆，9、下法兰盘，10、中心孔，11、第一螺栓孔，12、第二螺栓孔，13、密封橡胶圈，14、环形连接板，15、第三螺栓孔，16、第四螺栓孔，17、加强肋板，18、排渣口。

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6所示，本实用新型大直径桩的双切面滚刀钻头，它包括由上法兰盘1、连接套筒2和转盘3构成的内钻头，连接套筒2两端分别与上法兰盘1和转盘3焊接。具体的说，内钻头的转盘3由底端板3.1和环形侧板3.2焊接而成，连接套筒2侧壁沿周向均匀焊接有多个加强肋板17，且每块加强肋板17的外侧边与环形侧板3.2焊接，每块加强肋板17下边与底端板3.1焊接，每块加强肋板17上边与上法兰盘1焊接，从而提高内钻头的整体性和牢固度。

转盘3上安装有多个滚刀；具体的说，转盘3可拆式连接有球齿滚刀4或焊齿滚刀。两种滚刀的选择则是根据岩石饱和单轴抗压强度的大小来判断的。转盘3底面还设有排渣口18，排渣口18经一根排渣管与钻杆8芯管连接。

该钻头还包括一个下部开口的外钻筒5，外钻筒5下边缘设有牙轮齿6；内钻头位于外钻筒5内，内钻头的滚刀高于外钻筒5的牙轮齿6，具体的说，内钻头的滚刀一般比外钻筒5的牙轮齿6高出0.5m。当然，本实施例的滚刀和牙轮齿6的高度差是两档位可调的。

外钻筒5内设有水平隔板7，水平隔板7上表面与钻杆8下部的下法兰盘9螺接，水平隔板7下表面与内钻头的上法兰盘1螺接。具体的说，隔板7贯通有一个供钻杆8穿过的中心孔10、一圈与钻杆8下法兰盘9螺接的第一螺栓孔11和一圈与内钻头上法兰盘1螺接的第二螺栓孔12，第二螺栓孔12位于第一螺栓孔11外缘；上述的隔板7经穿过第二螺栓孔12的螺栓与上法兰盘1连接，隔板7经穿过第一螺栓孔11的螺栓与下法兰盘9螺接。

内钻头的环形侧板3.2与外钻筒5筒内壁存在间隙，环形侧板3.2上设有三道用于封闭环形侧板3.2与外钻筒5间隙的密封橡胶圈13。

外钻筒5的筒内壁与隔板7可以直接焊接，也可以采用以下结构。外钻筒5的筒内壁焊接有上下两道环形连接板14，每个环形连接板14均贯通有多个第三螺栓孔15，隔板7最外缘设有与第三螺栓孔15匹配的第四螺栓孔16，隔板7经螺栓与上道环形连接板14或下道环形连接板14螺接。上述设计是为了调节隔板7与外钻筒5的相对高度，进而调节内钻头的滚刀与外钻筒5的牙轮齿6的高度差，以适应不同工程地质条件的需求。

Claims (5)

1.一种大直径桩双切面滚刀钻头，它包括由上法兰盘(1)、连接套筒(2)和转盘(3)构成的内钻头，连接套筒(2)两端分别与上法兰盘(1)和转盘(3)连接，转盘(3)上安装有多个滚刀；其特征在于：该钻头还包括一个下部开口的外钻筒(5)，外钻筒(5)下边缘设有牙轮齿(6)；内钻头位于外钻筒(5)内，内钻头的滚刀高于外钻筒(5)的牙轮齿(6)；外钻筒(5)内设有水平隔板(7)，水平隔板(7)上表面与钻杆(8)下部的下法兰盘(9)螺接，水平隔板(7)下表面与内钻头的上法兰盘(1)螺接。

2.根据权利要求1所述的大直径桩双切面滚刀钻头，其特征在于：隔板(7)贯通有一个供钻杆(8)穿过的中心孔(10)、一圈与钻杆(8)下法兰盘(9)螺接的第一螺栓孔(11)和一圈与内钻头上法兰盘(1)螺接的第二螺栓孔(12)，第二螺栓孔(12)位于第一螺栓孔(11)外缘。

3.根据权利要求1所述的大直径桩双切面滚刀钻头，其特征在于：内钻头的转盘(3)上可拆式连接有球齿滚刀(4)或焊齿滚刀。

4.根据权利要求1所述的大直径桩双切面滚刀钻头，其特征在于：内钻头的转盘(3)包括底端板(3.1)和环形侧板(3.2)，环形侧板(3.2)与外钻筒(5)筒内壁存在间隙，环形侧板(3.2)上设有三道用于封闭环形侧板(3.2)与外钻筒(5)间隙的密封橡胶圈(13)。

5.根据权利要求2所述的大直径桩双切面滚刀钻头，其特征在于：外钻筒(5)的筒内壁焊接有上下两道环形连接板(14)，每个环形连接板(14)均贯通有多个第三螺栓孔(15)，隔板(7)最外缘设有与第三螺栓孔(15)匹配的第四螺栓孔(16)，隔板(7)经螺栓与上道环形连接板(14)或下道环形连接板(14)螺接。

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