CN218716557U - 一种长螺旋钻头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于长螺旋钻技术领域，公开了一种长螺旋钻头结构，为了解决现有的螺旋钻头结构由于切割能力较差而导致在含漂石的卵石地层、强风化岩地层等钻进效率低的问题。本实用新型包括钻杆，所述钻杆包括中空的钻杆本体，所述钻杆本体的外围设置有呈螺旋状的螺旋叶片，所述螺旋叶片上间隔开设有若干齿槽，所述钻杆本体的下端还连接有钻头，所述钻头包括中空的钻头本体，所述钻头本体的外圆周上布置有呈螺旋分布的切割带，所述切割带上设置有若干切割齿槽，所述切割齿槽将切割带切割呈齿状从而形成齿槽切割齿，并且切割齿槽的深度大于等于齿槽的深度，相邻的切割齿槽之间的间距小于螺旋叶片上相邻的齿槽之间的间距。

Description

一种长螺旋钻头结构

技术领域

本实用新型属于长螺旋钻技术领域，具体涉及一种长螺旋钻头结构。

背景技术

长螺旋钻成孔施工具有噪声小、不塌孔、无沉渣、无泥浆污染等优点，是一种绿色施工方法，其独特的施工工艺和桩体形式可显著提高其单桩承载力。近年来，长螺旋钻成孔施工工艺已在全国近20个省市自治区及多个行业推广应用，主要用于高层和超高层建筑地基基础中使用。长螺旋钻可应用于黏性土、粉土、砂土、素填土、湿陷性黄土、全风化岩、强风化软岩等地层。

长螺旋钻的钻头结构包括钻杆和位于钻杆端部的钻头组成，钻杆由杆体和螺旋布置在杆体外围的螺旋叶片组成。现有技术中关于长螺旋钻的钻头结构技术文献也较多，例如申请号为202121291745.X的专利公开了一种长螺旋钻杆，包括中心杆以及固定在中心杆圆周面上的螺旋叶片，中心杆的第一端同轴设置有固定轴，中心杆的第二端固设有锥头，中心杆的第二端上还设有两个钻刀，钻刀分别位于钻锥头的两侧并且对称设置，钻锥头和钻刀分别可拆卸地连接在中心杆上。

又例如申请号为202120856483.0的专利公开了一种中掘法扩底沉桩施工用的长螺旋钻杆，包括钻杆本体，钻杆本体底端为钻尖，钻杆本体设置有螺旋叶片，钻杆本体的两层螺旋叶片之间设有扩底器组件，每个扩底器组件包括两块焊接在钻杆本体的加班，两块夹板上设有一根铰轴，该铰轴上铰接有一块刮板，该刮板下表面设有多个耙齿，每个刮板的内端设有一个卡块，两块夹板共同焊接有用于抵住刮板的卡块从而限定刮板最大展开角度的限位块。

又例如申请号为201820923067.6的专利公开了一种暗销法兰式连接的长螺旋钻杆，包括长螺旋钻杆一、长螺旋钻杆二，长螺旋钻杆一右芯管一和叶片一构成，长螺旋钻杆二右芯管二和叶片二构成，芯管一一端设置有法兰盘一，芯管二一端设置有法兰盘二，法兰盘一的圆周上设置有贯通的螺栓孔一和螺栓孔二，螺栓孔一内设置有定位销孔一；法兰盘二的圆周上设置有贯通的螺栓孔三和螺栓孔四，螺栓孔三内设置有定位销孔二，定位销孔一和定位销孔二内设置有暗藏式销轴，螺栓孔一和螺栓孔三的位置为相互配合设置，螺栓孔二和螺栓孔四的位置为相互配合设置，螺栓孔一和螺栓孔三通过螺栓相连接，螺栓孔二和螺栓孔四通过螺栓相连接。

如上述举例的长螺旋钻头结构，螺旋叶片都是一个整体，导致螺旋叶片仅仅能够切割软弱地层（例如前面讲述的黏性土、粉土、砂土、素填土、湿陷性黄土、全风化岩、强风化软岩等地层）以及排出土体的作用；而钻头部分为锥尖结构，对于软弱地层切割效率还能够保障，但是对于含漂石的卵石地层、强风化岩地层等由于切割能力较弱而受到较大限制。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的螺旋钻头结构由于切割能力较差而导致在含漂石的卵石地层、强风化岩地层等钻进效率低的问题，而提供一种长螺旋钻头结构，通过对螺旋叶片和钻头进行优化和改良，能够提高长螺旋钻头结构在含漂石的卵石地层、强风化岩地层中的钻进效率，从而拓展长螺旋钻头结构在含漂石的卵石地层、强风化岩地层等地层中的应用。

为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种长螺旋钻头结构，包括钻杆，所述钻杆包括中空的钻杆本体，所述钻杆本体的外围设置有呈螺旋状的螺旋叶片，其特征在于，所述螺旋叶片上间隔开设有若干齿槽，所述钻杆本体的下端还连接有钻头，所述钻头包括中空的钻头本体，所述钻头本体的外圆周上布置有呈螺旋分布的切割带，所述切割带上设置有若干切割齿槽，所述切割齿槽将切割带切割呈齿状从而形成齿槽切割齿，并且切割齿槽的深度大于等于齿槽的深度，相邻的切割齿槽之间的间距小于螺旋叶片上相邻的齿槽之间的间距。

在一些实施例中，所述钻头本体呈圆台状，所述钻头本体朝向钻杆本体的一端的外径与钻杆本体的外径相同，所述钻头本体远离钻杆本体的一端的外径小于钻杆本体的外径。

在一些实施例中，所述钻头本体上还布置有至少两个切割齿，所述切割齿相对于切割带的位置更加靠近钻头本体的小径端。

在一些实施例中，所述切割齿沿着钻头本体的长度方向进行布置。

在一些实施例中，所述钻头本体远离钻杆本体的一端铰接有能够遮挡住钻头本体的中心孔的端盖，所述端盖上设置有切割齿。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的长螺旋钻头结构在使用过程中，利用钻头本体上的切割齿首先对地层进行切割，然后再利用齿槽切割齿对岩土体进行切割，通过螺旋叶片由于齿槽的结构设计，使得螺旋叶片不仅仅起到挤土和排土的作用，同时还能够利用齿槽进行切割岩土体，从而能够提高长螺旋钻头结构在含漂石的卵石地层、强风化岩地层中的钻进效率，进而拓展长螺旋钻头结构在含漂石的卵石地层、强风化岩地层等地层中的应用。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的钻杆的剖面图结构示意图；

图3为本实用新型的钻头的结构示意图；

图中标记：1、钻杆本体，2、螺旋叶片，3、齿槽，4、钻头本体，5、切割带，6、切割齿槽，7、切割齿，8、端盖。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合附图1至附图3，本实用新型的长螺旋钻头结构，包括钻杆，所述钻杆包括中空的钻杆本体1，所述钻杆本体1的外围设置有呈螺旋状的螺旋叶片2，所述螺旋叶片2上间隔开设有若干齿槽3，所述钻杆本体2的下端还连接有钻头，所述钻头包括中空的钻头本体4，所述钻头本体4的外圆周上布置有呈螺旋分布的切割带5，所述切割带5上设置有若干切割齿槽6，所述切割齿槽6将切割带5切割呈齿状从而形成齿槽切割齿，并且切割齿槽6的深度大于等于齿槽3的深度，相邻的切割齿槽6之间的间距小于螺旋叶片2上相邻的齿槽3之间的间距。

优选的，钻本本体1与钻头本体4为一体结构。切割带5采用高强度合金制作而成，在切割带5上形成切割齿槽6从而形成高强度的齿槽切割齿。

在具体实施过程中，钻杆本体1远离钻头本体的一端配设有接头，通过接头与外部的长螺旋钻机连接，从而利用长螺旋钻机带动钻杆本体1进行转动。

在一些实施例中，所述钻头本体4呈圆台状，所述钻头本体4朝向钻杆本体1的一端的外径与钻杆本体1的外径相同，所述钻头本体4远离钻杆本体1的一端的外径小于钻杆本体1的外径。即是说钻头本体4的大径端与钻杆本体1的外径相互适配，钻头本体的小径端的外径小于钻杆本体1的外径，从而便于利用圆台状的钻头本体4持入岩土体中进行钻进。

在一些实施例中，所述钻头本体4上还布置有至少两个切割齿7，所述切割齿7相对于切割带5的位置更加靠近钻头本体4的小径端。优选的，所述切割齿7沿着钻头本体4的长度方向进行布置。即是说切割齿7相比于切割带5更加靠近钻头本体4的小径端，从而在接触岩土体的时候，首先利用切割齿7进行切割破碎。

在具体实施过程中，切割齿7在钻头本体4上的安装位置距离钻头本体4端部的距离不相同，从而使得在钻进过程中，各个切割齿7逐渐对岩土体进行切割破碎。

在一些实施例中，所述钻头本体4远离钻杆本体1的一端铰接有能够遮挡住钻头本体的中心孔的端盖8，所述端盖8上设置有切割齿7。本实用新型通过在钻头本体4的端部铰接端盖8，当长螺旋钻头结构在生产钻进时，由于岩土体的反向作用力，使得端盖8属于关闭状态（即端盖8遮挡住钻头本体4的中心孔），当长螺旋钻钻进至设定标高时，反向旋转长螺旋钻头结构，同时通过钻杆本体、钻头本体的中心孔输入流态混凝土，混凝土挤压端盖8从而使得端盖8打开并喷出混凝土对钻进的成孔进行浇筑，同步提升钻杆至设计桩顶标高后即是将钢筋笼对准并插入至设计深度，从而完成灌注桩的施工。

本实用新型的钻头结构集钻进和注浆（流态混凝土）的注入为一体，在提升钻杆的同时既可以进行注浆，减少了现有技术中单独注浆的过程中，从而提高灌注桩的成桩效率。同时在钻杆提升过程中进行注浆，有效避免了软弱地层容易出现塌孔的问题，提高成桩的质量。

在具体实施过程中，端盖8采用销轴固定在钻头本体4的端部，并且端盖远离钻头本体4的一端为弧形面。

本实用新型的长螺旋钻头结构的使用过程为：在完成场地准备和定位放线后，布置钻机及其他设备、人员就位，钻头本体与桩位点垂直对准，并且利用线坠检查钻具的垂直度。钻进由大功率电机驱动，采用正向同步钻进，桩机施加扭矩的同时施加竖向压力，高强度齿槽切割齿向下强制切土成孔，钻芯土随旋转的齿槽状叶片提升至地面，钻至设计深度后，反向同步旋转提钻，同时泵送超流态混凝土，混凝土通过钻头本体的端盖喷出，同步提升钻杆至设计桩顶标高后及时将钢筋笼对准孔位并插至设计深度。

本实用新型的长螺旋钻头结构在使用过程中，利用钻头本体上的切割齿首先对地层进行切割，然后再利用齿槽切割齿对岩土体进行切割，通过螺旋叶片由于齿槽的结构设计，使得螺旋叶片不仅仅起到挤土和排土的作用，同时还能够利用齿槽进行切割岩土体，从而能够提高长螺旋钻头结构在含漂石的卵石地层、强风化岩地层中的钻进效率，进而拓展长螺旋钻头结构在含漂石的卵石地层、强风化岩地层等地层中的应用。

综上，相比于现有的长螺杆钻头结构，本实用新型的长螺旋钻头结构能够显著的提高成孔的效率。使得长螺旋钻头结构不仅能够适用于黏性土、粉土、砂土、素填土、湿陷性黄土、全风化岩、强风化软岩等地层，同时还能够适用于含漂石的卵石地层、强风化岩地层等地层的钻进。

Claims (5)

1.一种长螺旋钻头结构，包括钻杆，所述钻杆包括中空的钻杆本体，所述钻杆本体的外围设置有呈螺旋状的螺旋叶片，其特征在于，所述螺旋叶片上间隔开设有若干齿槽，所述钻杆本体的下端还连接有钻头，所述钻头包括中空的钻头本体，所述钻头本体的外圆周上布置有呈螺旋分布的切割带，所述切割带上设置有若干切割齿槽，所述切割齿槽将切割带切割呈齿状从而形成齿槽切割齿，并且切割齿槽的深度大于等于齿槽的深度，相邻的切割齿槽之间的间距小于螺旋叶片上相邻的齿槽之间的间距。

2.根据权利要求1所述的长螺旋钻头结构，其特征在于，所述钻头本体呈圆台状，所述钻头本体朝向钻杆本体的一端的外径与钻杆本体的外径相同，所述钻头本体远离钻杆本体的一端的外径小于钻杆本体的外径。

3.根据权利要求2所述的长螺旋钻头结构，其特征在于，所述钻头本体上还布置有至少两个切割齿，所述切割齿相对于切割带的位置更加靠近钻头本体的小径端。

4.根据权利要求3所述的长螺旋钻头结构，其特征在于，所述切割齿沿着钻头本体的长度方向进行布置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的长螺旋钻头结构，其特征在于，所述钻头本体远离钻杆本体的一端铰接有能够遮挡住钻头本体的中心孔的端盖，所述端盖上设置有切割齿。

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