CN212774148U - 一种旋挖钻的三级导向钻具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋挖钻的三级导向钻具，三级导向钻具经由钻杆连接件连接旋挖钻的旋挖钻钻杆，扩径筒身具有小于第一直径的第二直径，所述扩径筒身与所述限位筒身同中心轴线布置且朝所述限位筒身底端方向伸出，所述扩径筒身经由二级扩径铲固定连接所述限位筒身，钻进筒身具有小于第二直径的第三直径，所述钻进筒身与所述限位筒身同中心轴线布置且朝扩径筒身底端方向伸出，所述钻进筒身经由一级扩径铲固定连接所述扩径筒身，掘进铲固定于所述钻进筒身的底端，所述掘进铲具有向下凸出的倾斜铲面，其中，限位筒身、扩径筒身、钻进筒身和掘金铲的底端设有多个均匀布置的用于安装钻齿的安装槽。本实用新型明显提高成孔质量，缩短了施工工期。

Description

一种旋挖钻的三级导向钻具

技术领域

本实用新型涉及工程建设技术领域，尤其涉及一种旋挖钻的三级导向钻具。

背景技术

在目前工程建设领域，钻孔灌注桩的应用越来越广泛，技术也越来越成熟。尤其是近些年旋挖钻机的出现，逐渐取代其他钻机，它凭借成孔的高效率、成桩的高品质、施工的灵活性、钻孔垂直度和钻孔深度的可控性、地质条件的适应性强等优点，成为了钻孔灌注桩的首选方案。但是对于卵石、软岩及强风化等复杂岩质地层施工时，由于地层地质分部不均，钻头不能均匀受力，使得的成孔质量难以保证。目前对于旋挖钻钻进困难的桩基，更多的会选择冲击钻等其他施工工艺。但冲击钻在冲击过程中，扩孔系数和钻孔垂直度受地质情况、钻头磨损情况等不可控因素影响极大，这使成孔质量不可控。而且很多施工环境并不允许冲击钻施工工艺。

为了解决上述问题，有必要提出一种适用于复杂地层桩基施工的旋挖钻机三级导向型钻具。旋挖钻三级导向钻具能有效解决传统旋挖钻对于卵石、软岩变换层等复杂地质处钻进困难，以及冲击钻成孔质量难以保证的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种旋挖钻的三级导向钻具，解决旋挖钻机在卵石、软岩变换层等复杂地质的施工中，由于钻头受力不均匀导致的扩孔率大、孔壁垂直度低的问题，从而提高桩基施工质量。相比于冲击钻和传统单筒钻施工，采用一种旋挖钻三级导向钻具能明显提高成孔质量，缩短了施工工期。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的一种旋挖钻的三级导向钻具,三级导向钻具经由钻杆连接件连接旋挖钻的旋挖钻钻杆，所述三级导向钻具包括：

限位筒身，其具有第一直径，

扩径筒身，其具有小于第一直径的第二直径，所述扩径筒身与所述限位筒身同中心轴线布置且朝所述限位筒身底端方向伸出，所述扩径筒身经由二级扩径铲固定连接所述限位筒身，

钻进筒身，其具有小于第二直径的第三直径，所述钻进筒身与所述限位筒身同中心轴线布置且朝所述扩径筒身底端方向伸出，所述钻进筒身经由一级扩径铲固定连接所述扩径筒身，

掘进铲，其固定于所述钻进筒身的底端，所述掘进铲具有向下凸出的倾斜铲面，其中，限位筒身、扩径筒身、钻进筒身和掘金铲的底端设有多个均匀布置的用于安装钻齿的安装槽。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，所述限位筒身的外壁上设有倾斜缠绕的尖角凸起。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，所述尖角凸起具有两个共棱的倾斜表面。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，所述钻齿可拆卸连接所述安装槽。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，多个一级扩径铲在扩径筒身和所述钻进筒身之间均匀分布，多个二级扩径铲在扩径筒身和所述限位筒身之间均匀分布。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，二级扩径铲倾斜固定于所述扩径筒身的外壁，一级扩径铲倾斜固定于所述扩径筒身的内壁，所述一级扩径铲和二级扩径铲的末端均设有用于破碎的铲刃。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，所述一级扩径铲和二级扩径铲邻近布置。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，所述倾斜铲面构成十字形结构。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，设在安装槽上的相邻钻齿的齿端朝向相反。

所述的一种旋挖钻的三级导向钻具中，所述钻杆连接件包括连接旋挖钻钻杆的销孔。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种旋挖钻的三级导向钻具，具有以下有益效果：

本实用新型解决了传统冲击钻成孔速度慢，扩孔系数和钻孔垂直度受地质情况、钻头磨损情况等不可控因素影响大，成孔的质量不可控的问题。同时所述一种旋挖钻三级导向钻具能够解决单个筒钻在钻进过程中，钻机钻杆传递下来的轴力和压力使钻头发生偏位，进而影响钻杆的垂直度，导致钻进过程中钻杆承受的负荷更大更容易受损的问题。尤其是在卵石和软岩交替出现的复杂地质层，相比于传统单筒钻和冲击钻，采用所述一种旋挖钻三级导向钻具在钻进过程中成孔质量更容易控制，钻孔效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻的三级导向钻具的正视结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻的三级导向钻具的仰视示意图。

图3为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻的三级导向钻具的限位筒身正视示意图。

图4为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻的三级导向钻具的限位筒身仰视示意图。

图5为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻的三级导向钻具的扩径筒身正视示意图。

图6为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻的三级导向钻具的扩径筒身仰视示意图。

图7为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻的三级导向钻具的钻进筒身正视示意图。

图8为本实用新型实施例提供的一种旋挖钻的三级导向钻具的钻进筒身仰视示意图。

附图标记为：

1为限位筒身、2为扩径筒身、3为钻进筒身、4为钻进铲、5为一级扩径铲、6为二级扩径铲、7为钻齿、8为尖角凸起、9为钻杆连接件。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

参见图1-8所示，本实用新型的一种旋挖钻的三级导向钻具中，三级导向钻具经由钻杆连接件9连接旋挖钻的旋挖钻钻杆，所述三级导向钻具中，限位筒身1具有第一直径，扩径筒身2具有小于第一直径的第二直径，所述扩径筒身2与所述限位筒身1同中心轴线布置且朝所述限位筒身1底端方向伸出，所述扩径筒身2经由二级扩径铲6固定连接所述限位筒身1，钻进筒身3具有小于第二直径的第三直径，所述钻进筒身3与所述限位筒身1同中心轴线布置且朝所述扩径筒身2底端方向伸出，所述钻进筒身3经由一级扩径铲5固定连接所述扩径筒身2，掘进铲4固定于所述钻进筒身3的底端，所述掘进铲4具有向下凸出的倾斜铲面，其中，限位筒身1、扩径筒身2、钻进筒身3和掘金铲的底端设有多个均匀布置的用于安装钻齿7的安装槽。

通过设置钻进筒钻头，在钻进过程中起一个先锋军的作用，靠它来将钻杆传下来的压力与轴力作用在岩层表面，进而突破岩层；设置扩径筒钻头在钻进过程中，通过所述筒身及扩径铲底部安装的合金钻齿7对钻进岩层起到一个扩径和绞碎的作用；筒身焊接斜向尖角凸起8，在钻进过程中，通过增大接触面积而提高钻头与岩层之间的摩擦力，为在岩层中钻进的过程中提供了有力的帮助。反向转动携渣提钻时，减小钻具筒身与孔壁接触面，有效的防止卡钻和对孔身的扰动。

在一个优选地实施方式中，所述筒身整体为空心。

在一个优选地实施方式中，所述钻进筒身3为三种形式。

在一个优选地实施方式中，所述筒身焊接斜向尖角凸起8。

在一个优选地实施方式中，所述筒身之间通过孔径铲焊接固定。

在一个实施例中，钻杆连接件9将所述一种旋挖钻三级导向钻具通过销轴与旋挖钻钻杆连接固定；所述一种旋挖钻三级导向钻具整体为空心，包括所述限位筒身1、扩径筒身2、钻进筒身3；所述三级筒身之间通过所述一级扩径铲5、二级扩径筒身6焊接固定；所述限位筒身1上设置斜向尖角凸起8，所述钻进筒身3上设置掘进铲4；所述筒身、所述扩径铲和掘金铲4底部均设置合金的钻齿7，用以方便合金钻头的安装和更换。

进一步的，在上述的技术方案中，所述限位筒身1、扩径筒身2、钻进筒身3、钻进铲4、一级扩径铲5、二级扩径铲6、合金钻齿7、斜向尖角凸起8、钻杆连接件9均采用钢材料制作而成。

进一步的，在上述技术方案中，所述钻进筒身3筒径远小于孔径，钻进过程中所述钻进筒身3起一个先锋军的作用。所述钻进筒身上底部设置掘进铲4。依靠所述钻进筒身3，将钻杆传下来的扭矩与轴力直接作用在岩层表面，并通过斜向的掘进铲4对岩层进进行搅碎。

进一步的，在上述技术方案中，所述扩径筒身2筒径介于所述钻进筒身和所述限位筒身之间。所述扩径筒身2，通过一级扩径铲5和二级扩径铲6将所述钻进筒身3和限位筒身1焊接固定为整体。在钻进过程中，通过所述斜向焊接的孔径铲对钻进岩层起到一个扩径和绞碎的作用。

进一步的，在上述技术方案中，所述限位筒身1筒径与孔径相同，所述限位筒1在钻进过程中最重要的作用就是限位，通过钻头壁和孔壁贴合的相互作用力，最大程度上保证钻头的垂直度，最大可能的使钻杆钻头垂直受力，保证的成孔的质量，缩短了成孔的时间。

进一步的，在上述技术方案中，所述限位筒身1上设置斜向尖角凸起8，在钻进的过程中，增大与岩层之间的摩擦力，钢板的尖角也为岩层钻进提供了有力帮助。反向转动后携渣提钻时，减小了钻具筒体与孔壁接触面，能够有效防止卡钻。

进一步的，在所述技术方案中，所述筒身、孔径铲和掘进铲底部设置均匀交错排布的钻齿安装槽，方便所述合金钻齿7的安装和更换。

本实用新型工作时，桩基施工的过程中，所述钻杆连接件9将所述一种三级导向钻具通过销接固定。所述钻进筒身3将钻杆传下来的扭矩和轴力直接作用在岩层或其它复杂地质层上，并通过斜向的掘进铲4对岩层进进行搅碎。所述扩径筒身2对岩层进一步破碎，起到一个扩径的作用。所述限位筒身1筒径和孔径一样，通过限位筒身1和孔壁贴合的相互作用力，最大程度上保证钻头的垂直度，最大可能的使钻杆钻头垂直受力，保证的成孔的质量，缩短了成孔的时间。

所述旋挖钻三级导向钻具能够解决单个筒钻在钻进过程中，钻机钻杆传递下来的轴力和压力使钻头发生偏位，进而影响钻杆的垂直度，导致钻进过程中钻杆承受的负荷更大更容易受损的问题。尤其是在卵石和软岩交替出现的复杂地质层，相比于传统单筒钻和冲击钻，采用所述旋挖钻三级导向钻具在钻进过程中成孔质量更容易控制，钻孔效率更高。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语中的“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个原件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相应的位置关系可能发生改变；

本实用新型公开的实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可以参考通用设计，在不冲突的情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互结合

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，三级导向钻具经由钻杆连接件连接旋挖钻的旋挖钻钻杆，所述三级导向钻具包括：

限位筒身，其具有第一直径，

扩径筒身，其具有小于第一直径的第二直径，所述扩径筒身与所述限位筒身同中心轴线布置且朝所述限位筒身底端方向伸出，所述扩径筒身经由二级扩径铲固定连接所述限位筒身，

钻进筒身，其具有小于第二直径的第三直径，所述钻进筒身与所述限位筒身同中心轴线布置且朝所述扩径筒身底端方向伸出，所述钻进筒身经由一级扩径铲固定连接所述扩径筒身，

掘进铲，其固定于所述钻进筒身的底端，所述掘进铲具有向下凸出的倾斜铲面，其中，限位筒身、扩径筒身、钻进筒身和掘金铲的底端设有多个均匀布置的用于安装钻齿的安装槽。

2.根据权利要求1所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，所述限位筒身的外壁上设有倾斜缠绕的尖角凸起。

3.根据权利要求2所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，所述尖角凸起具有两个共棱的倾斜表面。

4.根据权利要求1所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，所述钻齿可拆卸连接所述安装槽。

5.根据权利要求1所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，多个一级扩径铲在扩径筒身和所述钻进筒身之间均匀分布，多个二级扩径铲在扩径筒身和所述限位筒身之间均匀分布。

6.根据权利要求1所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，二级扩径铲倾斜固定于所述扩径筒身的外壁，一级扩径铲倾斜固定于所述扩径筒身的内壁，所述一级扩径铲和二级扩径铲的末端均设有用于破碎的铲刃。

7.根据权利要求1所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，所述一级扩径铲和二级扩径铲邻近布置。

8.根据权利要求1所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，所述倾斜铲面构成十字形结构。

9.根据权利要求1所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，设在安装槽上的相邻钻齿的齿端朝向相反。

10.根据权利要求1所述的一种旋挖钻的三级导向钻具，其特征在于，所述钻杆连接件包括连接旋挖钻钻杆的销孔。

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