CN217028796U - 一种钻具及其钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种钻具及其钻孔设备，其中主要的方案为一种钻具，其包括钻具主体，钻具主体的前进端套设有连接套，所述连接套的前进端设有多个旋挖结构，各旋挖结构绕钻具主体圆周排布设置。本申请通过设置连接套和旋挖结构，以实现钻具圆周方向上的孔轮廓旋挖，并配合钻具主体自身的孔中部旋挖，以组合旋切的方式对孔土体进行旋挖，从而有效提高破土效率。

Description

一种钻具及其钻孔设备

技术领域

本申请涉及钻孔用具的领域，尤其是涉及一种钻具及其钻孔设备。

背景技术

钻孔设备作为一种常见的工程机械，在桥梁、路基和隧道等工程中有着重要应用，其通过旋转的钻具旋进作业，以钻孔成型。

相关技术中的钻具包括钻杆和位于钻杆外周面上的螺旋片，螺旋片用于钻孔的同时进行排土，并且，为了提高破土效率或者实现破岩，有的还会在螺旋片的前进端固定旋挖截齿等旋切结构，旋切结构为尖锐状，且为合金材质，硬度大，能够极大提高破土效率或破岩效果。

但是，当地基土体硬度较大或者难以旋挖时，上述的钻具的钻进效率和效果则会大大降低。

实用新型内容

为了提高钻进效率和效果，本申请提供一种钻具及其钻孔设备。

本申请提供的一种钻具，采用如下的技术方案：

一种钻具，包括钻具主体，钻具主体的前进端套设有连接套，所述连接套的前进端设有多个旋挖结构，各旋挖结构绕钻具主体圆周排布设置。

通过采用上述技术方案，通过设置连接套和旋挖结构，以实现钻具圆周方向上的孔轮廓旋挖，并配合钻具主体自身的孔中部旋挖，以组合旋切的方式对孔土体进行旋挖，从而有效提高破土效率。

并且，孔轮廓旋挖的方式，一来，提高破土效率，二来，有效提高孔内壁的成型面平整度，以减少孔壁塌陷和便于后续的压桩等施工。

可选的，所述旋挖结构的旋挖端位于所述钻具主体的前进端的前方。

通过采用上述技术方案，能够实现先孔轮廓旋挖再孔中部旋挖的效果，如此一来，孔轮廓旋挖的方式先将孔土体与其他土体进行旋切分割，然后利用钻具主体的旋挖，分离的孔土体更易被钻具主体自身的孔中部旋挖方式所破坏，旋挖破碎效果更好，且排土效率高，更加适用于岩质、高强度、黏土等工况。

可选的，所述旋挖结构倾斜设置，且所述旋挖结构的旋挖端倾斜朝向所述钻具主体的旋转钻进方向。

通过采用上述技术方案，在旋挖过程中，旋挖结构的尖端更加直接旋挖土体，不仅能够减少旋挖结构的其他部位的损伤，还能显著提高旋挖效果，即旋挖作用力更加直接传递至土体中。

可选的，将部分所述旋挖结构命名为第一旋挖结构，第一旋挖结构的旋挖端位于所述连接套的外周面的外侧。

通过采用上述技术方案，第一旋挖结构所旋挖区域的尺寸大于连接套的直径，如此一来，减少连接套的外壁直接接触土体的概率，以减少旋挖过程中连接套的外壁损坏，以及减少连接套外壁接触土体而导致的阻力增加。

可选的，将部分所述旋挖结构命名为第二旋挖结构，第二旋挖结构的旋挖端位于所述连接套的内周面的内侧。

通过采用上述技术方案，第二旋挖结构的环形旋挖区域的内径小于连接套的内径，如此一来，减少连接套的内壁直接接触土体的概率，以减少旋挖过程中连接套的内壁损坏，以及减少连接套内壁接触土体而导致的阻力增加。

可选的，将部分所述旋挖结构命名为第二旋挖结构，第二旋挖结构的旋挖端位于所述连接套的内周面的内侧；所述第一旋挖结构和所述第二旋挖结构沿所述钻具主体圆周相间隔排布设置。

通过采用上述技术方案，通过第一旋挖结构和第二旋挖结构的组合，以形成环形的旋挖区域，该环形旋挖区域大于连接套，从而减少连接套的直接接触土体的概率，以减少旋挖过程中连接套的损坏，以及减少连接套接触土体而导致的阻力增加。

并且，第一旋挖结构和第二旋挖结构相间隔排布设置，能够减少单侧旋挖时的阻力，并且被旋挖的土体也有一定的位移空间，即释放出被旋挖土体，以便于对未旋挖土体进行旋挖，进而极大提高旋挖效率和减少旋挖阻力。

可选的，所述钻具主体包括钻杆和螺旋片，所述连接套与所述螺旋片外周面的位于前进端的部位固定连接。

通过采用上述技术方案，一来，连接套能提高该位置螺旋片的结构强度，二来，连接套自身的位置稳定性较高，三来，连接套对该位置的被旋挖土体进行限位作用，以减少该土体从螺旋片的螺旋间隙处漏走，进而提高排土效果。

可选的，所述钻具主体包括钻杆，所述钻杆内设有介质输送管，介质输送管的出口位于所述钻杆的前端。

通过采用上述技术方案，通过输送高压介质，以对孔土体进行高压力，以提高对孔土体的扰动效果，减少孔土体聚结，便于旋挖和排土。

可选的，所述介质输送管包括输水管和输气管，所述输水管和所述输气管的出口均位于所述钻杆的前端。

通过采用上述技术方案，通过高压气和高压水的组合，不仅提高扰动效果，还能软化土体，便于旋挖。

本申请还提供的一种钻孔设备，采用如下的技术方案：

一种钻孔设备，包括钻孔设备主体和钻具。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过设置连接套和旋挖结构，以实现钻具圆周方向上的孔轮廓旋挖，并配合钻具主体自身的孔中部旋挖，以组合旋切的方式对孔土体进行旋挖，从而有效提高破土效率；

通过先孔轮廓旋挖再孔中部旋挖的方式，使得分离的孔土体更易被钻具主体自身的孔中部旋挖所破坏，旋挖破碎效果更好，且排土效率高；

通过第一旋挖结构和第二旋挖结构的组合，以形成环形的旋挖区域，该环形旋挖区域大于连接套，从而减少连接套的直接接触土体的概率，以减少旋挖过程中连接套的损坏，以及减少连接套接触土体而导致的阻力增加。

附图说明

图1是本实施例的钻具的整体结构示意图。

图2是本实施例的钻具的剖视图。

图3是本实施例的钻具的局部剖视图。

图4是本实施例的钻具的仰视图。

附图标记说明：1、连接套；2、旋挖结构；3、介质输送管；10、钻具主体；101、钻杆；102、螺旋片；103、旋挖截齿；11、定位槽；21、第一旋挖结构；22、第二旋挖结构；31、输水管；32、输气管。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种钻具。

参照图1，钻具包括钻具主体10和连接套1，钻具主体10包括钻杆101和螺旋片102，螺旋片102可以为一个，也可以为多个，本实施例中的螺旋片102为两个，且两个螺旋片102以钻杆101为中心对称布置于钻杆101的外周面，且螺旋片102通过焊接的方式固定于钻杆101的外周面。

如图1所示，螺旋片102的前进端的部位设有多个旋挖截齿103，旋挖截齿103沿钻杆101的径向间隔排布设置，且旋挖截齿103沿螺旋片102的螺旋方向倾斜设置，在钻杆101钻进时，带动螺旋片102上的旋挖截齿103对土体进行旋挖；并且，根据实际情况，如为了提高破土效率，还可以于钻杆101的端部进一步设置旋挖截齿103，且该旋挖截齿103也沿钻杆101的钻进方向进行布置。

如图2所示，钻杆101内设有介质输送管3，介质输送管3与钻杆101相对固定设置，介质输送管3的出口位于钻杆101的前端，介质输送管3用于输送高压介质，如高压水、高压空气等，介质输送管3可以为输水管31、输气管32中的一种或多种组合，本实施例中，介质输送管3包括输水管31和输气管32。介质输送管3的介质供给来自用于外部供应装置，而外部供应装置则通过旋转接头与钻杆101顶部连接，从而既能实现介质供给，也能确保介质输送管3的转动自由度。

通过输送高压介质，以对孔土体进行高压力，以提高对孔土体的扰动和软化效果，减少孔土体聚结，便于旋挖和排土。

如图2、图3所示，连接套1套设于螺旋片102外周面的位于前进端的部位，即连接套1的内周面与螺旋片102的外周面抵接并固定连接，具体连接形式可以为焊接、卡接、螺栓连接等。

连接套1的前进端固定有多个旋挖结构2，旋挖结构2可以为旋挖截齿、合金刀头、连接套1端部一体成型的凸齿结构中的一种或多种组合，本实施例中，旋挖结构2为旋挖截齿。

具体的固定方式可以为焊接、卡接、一体成型、螺栓连接，本实施例中，连接套1的前进端开设有一一对应旋挖结构2的定位槽11，旋挖结构2的部位结构位于定位槽11内，且旋挖结构2与定位槽11的槽壁通过焊接进一步固定，根据实际情况，也可以采用钎焊额方式，更加稳固。

各旋挖结构2绕钻杆101圆周排布设置，即钻杆101钻进时，连接套1带动旋挖结构2旋动，从而形成环形的旋挖区域。并且，旋挖结构2自身倾斜设置，具体为，旋挖结构2的旋挖端倾斜朝向钻具主体10的旋转钻进方向，如此一来，在旋挖过程中，旋挖作用力更加直接传递至土体中，不仅能够减少旋挖结构2的其他部位的损伤，还能显著提高旋挖效果。

如图3所示，旋挖结构2的旋挖端与钻杆101的旋挖截齿103的相对位置可以有多种变化，根据二者相对位置的不同，对于孔土体的旋挖步骤也有不同，如旋挖结构2的旋挖端与钻杆101的旋挖截齿103的旋挖端平齐时，对于孔土体的中部旋挖(钻杆101的旋挖截齿103)和孔土体的轮廓旋挖(旋挖结构2)则同步进行，而旋挖结构2的旋挖端位于钻杆101的旋挖截齿103的旋挖端的后方，先进行孔土体的中部旋挖，再进行孔土体的轮廓旋挖；当旋挖结构2的旋挖端位于钻杆101的旋挖截齿103的旋挖端的前方时，先进行孔土体的轮廓旋挖，再进行孔土体的中部旋挖。本实施例中，旋挖结构2的旋挖端位于钻杆101的旋挖截齿103的旋挖端的前方。

如图4所示，旋挖结构2包括第一旋挖结构21和第二旋挖结构22，其中第一旋挖结构21的旋挖端位于连接套1的外周面的外侧，第二旋挖结构22的旋挖端位于连接套1的内周面的内侧，且第一旋挖结构21和第二旋挖结构22沿钻具主体10圆周相间隔排布设置。

本申请实施例还公开了一种钻孔设备(图中未标出)，包括钻孔设备主体和钻具，钻杆101的后端与钻孔设备主体的动力头进行连接。

本申请实施例的实施原理为：通过设置连接套1和旋挖结构2，以实现钻具圆周方向上的孔轮廓旋挖，并配合钻具主体10自身的孔中部旋挖，以组合旋切的方式对孔土体进行旋挖，从而有效提高破土效率。

并且，先通过孔轮廓旋挖，以将孔土体与其他土体进行旋切分割，然后通过孔土体的中部旋挖(钻杆101的旋挖截齿103)，此时，分离的孔土体更易被钻杆101的旋挖截齿103所破坏，旋挖破碎效果更好，且排土效率高，更加适用于岩质、高强度、黏土等工况。

通过第一旋挖结构21和第二旋挖结构22所形成环形的旋挖区域，该环形旋挖区域大于连接套1，从而减少连接套1的直接接触土体的概率，以减少旋挖过程中连接套1的损坏，以及减少连接套1接触土体而导致的阻力增加。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钻具，其特征在于：包括钻具主体(10)，钻具主体(10)的前进端套设有连接套(1)，所述连接套(1)的前进端设有多个旋挖结构(2)，各旋挖结构(2)绕钻具主体(10)圆周排布设置；所述旋挖结构(2)的旋挖端位于所述钻具主体(10)的前进端的前方。

2.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于：所述旋挖结构(2)倾斜设置，且所述旋挖结构(2)的旋挖端倾斜朝向所述钻具主体(10)的旋转钻进方向。

3.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于：将部分所述旋挖结构(2)命名为第一旋挖结构(21)，第一旋挖结构(21)的旋挖端位于所述连接套(1)的外周面的外侧。

4.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于：将部分所述旋挖结构(2)命名为第二旋挖结构(22)，第二旋挖结构(22)的旋挖端位于所述连接套(1)的内周面的内侧。

5.根据权利要求3所述的钻具，其特征在于：将部分所述旋挖结构(2)命名为第二旋挖结构(22)，第二旋挖结构(22)的旋挖端位于所述连接套(1)的内周面的内侧；所述第一旋挖结构(21)和所述第二旋挖结构(22)沿所述钻具主体(10)圆周相间隔排布设置。

6.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于：所述钻具主体(10)包括钻杆(101)和螺旋片(102)，所述连接套(1)与所述螺旋片(102)外周面的位于前进端的部位固定连接。

7.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于：所述钻具主体(10)包括钻杆(101)，所述钻杆(101)内设有介质输送管(3)，介质输送管(3)的出口位于所述钻杆(101)的前端。

8.根据权利要求7所述的钻具，其特征在于：所述介质输送管(3)包括输水管(31)和输气管(32)，所述输水管(31)和所述输气管(32)的出口均位于所述钻杆(101)的前端。

9.一种钻孔设备，其特征在于：包括钻孔设备主体和权利要求1-8中任意一项所述的钻具。

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