CN220791137U - 双管组合钻具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双管组合钻具，包括：内钻具总成、外钻杆总成、外钻头总成和驱动机构，所述驱动机构连接在所述外钻杆总成的其中一端，所述外钻杆总成内部的空腔构成返渣腔，所述内钻具总成设置在所述返渣腔内，所述外钻头总成可拆卸连接于所述外钻杆总成的远离驱动机构的一端；通过外钻杆总成嵌套内钻具总成，缩小了钻具的尺寸，减少在钻孔作业中钻机对周围孔壁的扰动，从而产生坍塌风险；且钻具内拥有用于排渣的结构，使装置在执行钻孔作业过程中还能够实现排渣动作，减少了提钻排渣动作。

Description

双管组合钻具

技术领域

本实用新型属于钻机技术领域，具体涉及一种双管组合钻具。

背景技术

工程建设过程中需要桩孔承载基建载荷，随着大型基建项目的发展，承载桩孔直径不断加大。常规的循环钻孔，通过往孔底循环液体、空气等介质进行排渣，但该类设备受孔径、孔深及配套工艺设备的影响，在大口径成孔作业中具有一定的局限性；

常规的螺旋钻孔的方式无法满足大口径桩孔的施工，因为螺旋钻孔直径受钻具的螺旋尺寸限制，孔径和螺旋尺寸基本一致，随着孔径的加大螺旋钻进需要的动力会无限增大，受到设备能力和配套设施功率影响，很难满足其在大口径桩孔作业中的连续排渣施工作业；

现在常用的设备多采用旋挖钻机多次将孔内的岩土碎屑提吊至孔口，如此往复实现大口径作业，但该类型设备形体大，重量大，桅杆导向长度基本与桩孔设计深度相近，而且旋挖钻机的提吊排渣会对孔壁形成多次的扰动，在大口径桩施工中容易引起孔壁坍塌等风险。

实用新型内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提出一种双管组合钻具，所述双管组合钻具包括：内钻具总成2、外钻杆总成1、外钻头总成3和驱动机构，所述驱动机构连接在所述外钻杆总成1的其中一端，所述外钻杆总成1内部的空腔构成返渣腔A，所述内钻具总成2设置在所述返渣腔A内，所述外钻头总成3可拆卸连接于所述外钻杆总成1的远离驱动机构的一端。

优选的，所述外钻头总成3围成开放的集渣腔B，所述内钻具总成2延伸至集渣腔B并形成的进渣段C，所述集渣腔B和所述返渣腔A连通；

当双管组合钻具进行工作时，岩土碎屑通过进渣段C自集渣腔B进入返渣腔A并自返渣腔A中排出。

优选的，所述外钻头总成3包括：第一锥形钻头31，所述第一锥形钻头31可拆卸的套设在外钻杆总成1上，所述第一锥形钻头31为框架式，所述第一锥形钻头31的框架内形成开放的集渣腔B。

优选的，所述第一锥形钻头31包括：第一中心管311、第一支撑环312、第一肋板313和第一钻进齿314；

所述第一中心管311和所述第一支撑环312沿所述外钻杆总成1的轴线方向同轴套设在所述外钻杆总成1上，所述第一中心管311和所述第一支撑环312之间存在预定距离并通过所述第一肋板313连接，所述第一肋板313设有多个，多个所述第一肋板313周向分布在所述第一中心管311的外壁上，所述第一钻进齿314设有多个，多个所述第一钻进齿314呈螺旋状分布于第一中心管311、第一支撑环312和第一肋板313远离外钻杆总成1的外壁上。

优选的，所述外钻头总成3还包括：第二锥形钻头32和第二连接件33，所述第二锥形钻头32和所述第一锥形钻头31同轴，所述第二锥形钻头32的一端可拆卸的套设在外钻杆总成1上，所述第二锥形钻头32的另一端通过第二连接件33和所述第一锥形钻头31连接；

所述第二锥形钻头32为框架式，所述第二锥形钻头32与第一锥形钻头31的框架内连通并共同构成开放的集渣腔B。

优选的，所述第二锥形钻头32包括：第二支撑环321、第二肋板322、第三支撑环323和第二钻进齿324；

所述第二支撑环321和第三支撑323沿所述外钻杆总成1轴线方向同轴设置，所述第二支撑环321和第三支撑323之间存在预定距离并通过所述第二肋板322连接，所述第二钻进齿324设有多个，多个所述第二钻进齿324呈螺旋状分布于第二支撑环321、第二肋板322和第三支撑环323远离所述外钻杆总成1轴线方向的外壁上。

优选的，所述第一肋板313和所述第二肋板322远离所述钻进方向的一端向所述外钻头总成3的转动方向倾斜；所述第一肋板313和所述第二肋板322通过第二连接件33相互插接，所述第一肋板313和所述第二肋板322为三角形的片状结构，岩土碎屑通过第一肋板313和所述第二肋板322之间的缝隙进入到集渣腔B。

优选的，所述外钻杆总成1包括：轴向依次可拆卸连接的多段外钻杆11、第一连接件12和第三连接件13；

相邻的两段所述外钻杆11之间通过所述第一连接件12连接，所述外钻杆11的其中一端和所述外钻头总成3通过所述第三连接件13连接，所述外钻杆11的另一端连接驱动机构。

优选的，所述第一连接件12、所述第二连接件33和所述第三连接件13上均设有连接结构，通过所述连接结构将相邻的所述外钻杆11，所述第一锥形钻头31和所述第二锥形钻头32，以及所述第二锥形钻头32和所述外钻杆11进行连接和固定。

优选的，所述连接结构包括：公接头D1和母接头D2；

所述公接头D1包括：轴向依次设置的公止口部D11、第一连接部D12、第一配合部D13和均匀分布在所述第一连接部D12上的导向键D14和第一锥环D15；

所述母接头D2包括：轴向依次设置的母止口部D21、第二连接部D22、第二配合部D23和均匀分布在所述第二连接部D22上的导向槽D24和第二锥环D25；

所述公止口部D11与所述母止口部D21相互插合定位，所述第一锥环D15和所述第二锥环D25并通过所述导向键D14和所述导向槽D24的配合实现定位，所述第一锥环D15和所述第二锥环D25通过螺钉E螺纹锁紧。

优选的，所述第二连接件33上设有接座F，所述连接座F对应设置在所述第二肋板322上，所述连接座F与所述第一肋板313相互插接锁定。

优选的，所述外钻杆11上还设有加载单元14，所述加载单元14包括：传扭键141、提升块142和加压块143，所述传扭键141位于所述外钻杆11内部且沿所述外钻杆11的轴线方向设置，所述提升块142和所述加压块143分别设置于所述传扭件141沿所述外钻杆11的轴向两端且均与所述外钻杆11连接；

所述传扭键141用于承载向外钻杆11施加的周向转矩，所示提升块142用于承载向外钻杆11施加的轴向提升力，所示加压块143用于承载向外钻杆11施加的轴向下压力；

所述加载单元14与所述驱动机构配合，实现外钻杆的升降以及旋转动作。

优选的，所述内钻具总成2包括：螺旋杆21和内钻头22；

所述外钻头总成3可拆卸的套设在所述螺旋杆21上，所述螺旋杆21轴向设置所述返渣腔A的内部，所述内钻头22设置在所述螺旋杆21的其中一端且沿双管组合钻具的钻进方向延伸至返渣腔A的外部；

所述螺旋杆21和所述内钻头22可滑动安装于所述返渣腔A的轴线方向。

优选的，所述驱动机构包括：动力主轴G和排渣主轴H，所述动力主轴G设置在所述外钻杆总成1远离所述外钻头总成3一端的外侧并驱动所述外钻杆总成1进行转动，所述排渣主轴H安装在所述内钻具总成2远离所述外钻头总成3的一端驱动所述内钻具总成2进行转动。

与最接近的现有技术相比，本实用新型具有的有益效果如下：

一种双管组合钻具，包括：内钻具总成2、外钻杆总成1、外钻头总成3和驱动机构，所述驱动机构连接在所述外钻杆总成1的其中一端，所述外钻杆总成1内部的空腔构成返渣腔A，所述内钻具总成2设置在所述返渣腔A内，所述外钻头总成3可拆卸连接于所述外钻杆总成1的远离驱动机构的一端，本实用新型采用了与外钻杆总成嵌套的内钻具总成执行排渣动作，具备较为紧凑的尺寸，所钻孔径尺寸不会受螺旋杆尺寸的影响，施工能耗小，在整个的排渣过程中，无需进行提钻排渣，排渣动作连续，岩土碎屑不会与孔壁相接触，而是经过返渣腔运输至地面，钻具本身也不会因为排渣过程的进行与孔壁之间产生碰撞扰动，因此，整个排渣过程不会扰动孔壁，对孔壁的造成坍塌风险，解决了大口径桩孔施工中现有的排渣形式存在的配套设备形体大、施工能耗大、配套装备多，在施工作业中难以满足连续排渣作业及容易引起孔壁坍塌的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的双管组合钻具的结构示意图；

图2为本实用新型提供的第一锥形钻头的结构示意图；

图3为本实用新型提供的外钻头总成的结构示意图；

图4为本实用新型提供的第二锥形钻头的结构示意图；

图5为本实用新型提供的第一连接件以及外钻杆的结构示意图；

图6为本实用新型提供的公接头的结构示意图；

图7为本实用新型提供的母接头的结构示意图；

图8为本实用新型提供的公接头和母接头的配合结构示意图；

图9为本实用新型提供的连续排渣方法的流程图之一；

图10为本实用新型提供的连续排渣方法的流程图之二；

其中，1-外钻杆总成，A-返渣腔，11-外钻杆，12-第一连接件，13-第三连接件，D1-公接头，D11-公止口部，D12-第一连接部，D13-第一配合部，D14-导向键，D15-第一锥环，D2-母接头，D21-母止口部，D22-第二连接部，D23-第二配合部，D24-导向槽，D25-第二锥环，E-螺钉，14-加载单元，141-传扭键，142-提升块，143-加压块，2-内钻具总成，C-进渣段，21-螺旋杆，22-内钻头，3-外钻头总成，B-集渣腔，31-第一锥形钻头，311-第一中心管，312-第一支撑环，313-第一肋板，314-第一钻进齿，32-第二锥形钻头，321-第二支撑环，322-第二肋板，323-第三支撑环，324-第二钻进齿，33-第二连接件，F-连接座，G-动力主轴，H-排渣主轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种双管组合钻具，所述双管组合钻具包括：内钻具总成2、外钻杆总成1、外钻头总成3和驱动机构，所述驱动机构连接在所述外钻杆总成1的其中一端，所述外钻杆总成1内部的空腔构成返渣腔A，所述内钻具总成2设置在所述返渣腔A内，所述外钻头总成3可拆卸连接于所述外钻杆总成1的远离驱动机构的一端。

在该技术方案中，双管组合钻具包括外钻杆总成1和内钻具总成2，二者为相互嵌套的形式，即内钻具总成2设于外钻杆总成1内部的返渣腔A中，在钻杆钻进的过程中，内钻具总成2主要执行排渣动作，而外钻杆总成1则主要执行打孔动作，在钻进过程中，外钻杆总成1和内钻具总成2均执行转动动作，外钻头总成3则设置于外钻杆总成1上，并且用于执行打孔动作。

通过外钻杆总成嵌套内钻具总成，缩小了钻具的尺寸，减少在钻孔作业中钻机对周围孔壁的扰动，从而产生坍塌风险；本实用新型的钻具内拥有用于排渣的结构，使装置在执行钻孔作业过程中还能够实现排渣动作，减少了提钻排渣动作。

无需辅助介质循环系统，而是采用了与外钻杆总成1嵌套的内钻具总成2执行排渣动作，所钻孔径尺寸不会受排渣所用的螺旋杆21尺寸的影响。在整个的排渣过程中，无需进行提钻排渣，排渣动作连续，岩土碎屑不会与孔壁相接触，而是经过返渣腔A运输至地面，钻具本身也不会因为排渣过程的进行与孔壁之间产生碰撞扰动，因此，整个排渣过程不会扰动孔壁，对孔壁的造成坍塌风险。

同时，在钻进的过程中，钻孔工作和排渣工作同步进行，且外钻杆总成1和内钻具总成2为相互嵌套的形式，因此，对于整个钻具而言，切削下的岩土碎屑几乎会在第一时间进入到进渣段C位置实现输送，整体输送效率也较佳。

具体的，所述外钻头总成3围成开放的集渣腔B，所述内钻具总成2延伸至集渣腔B并形成的进渣段C，所述集渣腔B和所述返渣腔A连通；

当双管组合钻具进行工作时，岩土碎屑通过进渣段C自集渣腔B进入返渣腔A并自返渣腔A中排出。

其中，岩土碎屑能够通过进渣段C自集渣腔B进入返渣腔A，岩土碎屑进入到集渣腔B内，并且在重力的作用下汇聚至进渣段C，岩土碎屑能够通过内钻具总成2自返渣腔A排出，实现岩土碎屑向地面的排送，在钻进过程中，能够增大外钻杆总成1和内钻具总成2的相对转速，如此一来，岩土碎屑在被外钻头总成3切削下后，在外钻杆总成1的带动下，会具备第一转速；当岩土碎屑被内钻具总成2输送时，在内钻具总成2的带动下，会具备第二转速，由于外钻杆总成1和内钻具总成2转速方向不一致，采用此技术方案，能够增大内钻具总成2相对于外钻杆总成1的相对转速，进而提高岩土碎屑的运输效率，同时，还能够在岩土碎屑处于内钻具总成2输送的初始位置时，使其得到部分破碎，避免岩土碎屑中存在较大的颗粒影响排渣作业的正常进行。

所述外钻头总成3包括：第一锥形钻头31，所述第一锥形钻头31可拆卸的套设在外钻杆总成1上，所述第一锥形钻头31为框架式，所述第一锥形钻头31的框架内形成开放的集渣腔B。

在该技术方案中，外钻头总成3包括第一锥形钻头31，其内部形成开放的集渣腔B，第一锥形钻头31在执行钻孔工作的同时，岩土碎屑在重力以及挤压的作用下进入到集渣腔B内，并且通过进渣段C进入到返渣腔A实现岩土碎屑的输送；

其中，第一锥形钻头31可设置为框架式，其框架的开口部分用来满足岩土碎屑进入。

如图2所示，所述第一锥形钻头31包括：第一中心管311、第一支撑环312、第一肋板313和第一钻进齿314；

所述第一中心管311和所述第一支撑环312沿所述外钻杆总成1的轴线方向同轴套设在所述外钻杆总成1上，所述第一中心管311和所述第一支撑环312之间存在预定距离并通过所述第一肋板313连接，所述第一肋板313设有多个，多个所述第一肋板313周向分布在所述第一中心管311的外壁上，所述第一钻进齿314设有多个，多个所述第一钻进齿314呈螺旋状分布于第一中心管311、第一支撑环312和第一肋板313远离外钻杆总成1的外壁上。

第一锥形钻头31包括第一中心管311、第一支撑环312、第一肋板313和第一钻进齿314，第一中心管311和第一支撑环312沿外钻杆总成1的轴线方向同轴设置且二者间存在预定距离，第一肋板313连接第一中心管311和第一支撑环312，第一钻进齿314整体呈螺旋状连接分布于第一中心管311、第一支撑环312和第一肋板313远离外钻杆总成1的轴线方向的外壁上；其中，第一肋板313沿外钻杆总成1的轴线方向周向分布，螺旋杆21能够延伸至第一中心管311内部，第一锥形钻头31直接或间接的与外钻杆总成1可拆卸连接。

在该技术方案中，第一锥形钻头31包括第一中心管311、第一支撑环312、第一肋板313和第一钻进齿314，第一肋板313可设置为三角形，如直角三角形，其两侧分别连接第一中心管311和第一支撑环312，第一中心管311为环状结构，其用来满足螺旋杆21通过，与螺旋杆21之间设置为间隙配合的形式，第一钻进齿314则设置在第一肋板313的外缘，且其连线呈螺旋状排布，螺旋方向与外钻头总成3的转动方向一致。

岩土碎屑能够通过第一肋板313与第一肋板313之间的缝隙进入到集渣腔B，进而通过螺旋杆21实现运输，第一钻进齿314可设置为镐齿。

具体的，所述外钻头总成3还包括：第二锥形钻头32和第二连接件33，所述第二锥形钻头32和所述第一锥形钻头31同轴，所述第二锥形钻头32的一端可拆卸的套设在外钻杆总成1上，所述第二锥形钻头32的另一端通过第二连接件33和所述第一锥形钻头31连接；

如图3所示，所述第二锥形钻头32为框架式，所述第二锥形钻头32与第一锥形钻头31的框架内连通并共同构成开放的集渣腔B。

外钻头总成3还包括第二锥形钻头32，也就是说，可以在第一锥形钻头31的基础上额外设置第二锥形钻头32，使得外钻头总成3形成叠加式的形式，如此一来，通过增加或者减少第二锥形钻头32，便可以改变外钻头总成3的钻孔尺寸，组合叠加式钻头可以实现一头多用，具有较好的普适性和经济性。

其中，第一锥形钻头31和第二锥形钻头32的钻进面的斜度可保持一致，进而使得钻孔的质量处在一个较高的水平上。

本实用新型并不限制第二锥形钻头32的数量，为了使得外钻头总成3获得更佳的调控灵活性，可设置多组相互连接的第二锥形钻头32，通过增加或者减少第一锥形钻头31上方第二锥形钻头32的数量，便可灵活的改变外钻头总成3的钻孔尺寸。

如图4所示，所述第二锥形钻头32包括：第二支撑环321、第二肋板322、第三支撑环323和第二钻进齿324；

所述第二支撑环321和第三支撑323沿所述外钻杆总成1轴线方向同轴设置，所述第二支撑环321和第三支撑323之间存在预定距离并通过所述第二肋板322连接，所述第二钻进齿324设有多个，多个所述第二钻进齿324呈螺旋状分布于第二支撑环321、第二肋板322和第三支撑环323远离所述外钻杆总成1轴线方向的外壁上。

第二肋板322沿外钻杆总成1的轴线方向周向分布，第二支撑环321与第一支撑环312可拆卸连接，第二锥形钻头32与外钻杆总成1可拆卸连接，第一肋板313和第二肋板322能够将岩土碎屑向进渣段C引导；第一肋板313和第二肋板322远离钻进方向的一端设置为向外钻头总成3的转动方向倾斜的形式；第一肋板313和第二肋板322指向外钻头总成3的转动方向的一侧形成导料弧面。

在该技术方案中，第二锥形钻头32包括第二支撑环321、第二肋板322、第三支撑环323和第二钻进齿324，使得第二锥形钻头32构成轴向截面为等腰梯形的设置形式，并且第二锥形钻头32连接于第一锥形钻头31的上部，使得第一锥形钻头31的钻进部分得到延伸，进而可使得外钻头总成3实现更大尺寸的孔径的钻进，并且可以灵活调整第二锥形钻头32的数量，进而提高外钻头总成3对于不同孔径的适配性，第二钻进齿324可设置为镐齿。

具体的，所述第一肋板313和所述第二肋板322远离所述钻进方向的一端向所述外钻头总成3的转动方向倾斜；所述第一肋板313和所述第二肋板322通过第二连接件33相互插接，所述第一肋板313和所述第二肋板322为三角形的片状结构，岩土碎屑通过第一肋板313和所述第二肋板322之间的缝隙进入到集渣腔B。

并且，为了提高排渣效率，还能够将第一肋板313和第二肋板322进行特殊处理，具体包括将二者设置为上端向外钻头总成3的转动方向的一侧倾斜的形式，或同时将二者设置为弧面，且弧面的突出方向远离外钻头总成3的转动方向，以形成导料弧面。

在外钻头总成3转动时，岩土碎屑进入到集渣腔B后，第一肋板313和第二肋板322会对其进行疏导和挤压，并且使其更充分快速的汇聚至进渣段C位置，进而实现岩土碎屑的高效输出。

如图5所示，所述外钻杆总成1包括：轴向依次可拆卸连接的多段外钻杆11、第一连接件12和第三连接件13；

相邻的两段所述外钻杆11之间通过所述第一连接件12连接，所述外钻杆11的其中一端和所述外钻头总成3通过所述第三连接件13连接，所述外钻杆11的另一端连接驱动机构。

具体的，所述第一连接件12、所述第二连接件33和所述第三连接件13上均设有连接结构，通过所述连接结构将相邻的所述外钻杆11，所述第一锥形钻头31和所述第二锥形钻头32，以及所述第二锥形钻头32和所述外钻杆11进行连接和固定。

所述连接结构包括：公接头D1和母接头D2；

如图6所示，所述公接头D1包括：轴向依次设置的公止口部D11、第一连接部D12、第一配合部D13和均匀分布在所述第一连接部D12上的导向键D14和第一锥环D15；

如图7所示，所述母接头D2包括：轴向依次设置的母止口部D21、第二连接部D22、第二配合部D23和均匀分布在所述第二连接部D22上的导向槽D24和第二锥环D25；

如图8所示，所述公止口部D11与所述母止口部D21相互插合定位，所述第一锥环D15和所述第二锥环D25并通过所述导向键D14和所述导向槽D24的配合实现定位，所述第一锥环D15和所述第二锥环D25通过螺钉E螺纹锁紧。

公接头D1包括轴向依次设置的公止口部D11、第一连接部D12和第一配合部D13，第一配合部D13用于连接外钻杆11、第一锥形钻头31或第二锥形钻头32，公接头D1还包括在第一连接部D12上均布的导向键D14和第一锥环D15；

母接头D2包括轴向依次设置的母止口部D21、第二连接部D22和第二配合部D23，第二配合部D23用于连接外钻杆11或第二锥形钻头32，母接头D2还包括在第二连接部D22上均布的导向槽D24和第二锥环D25；

其中，公止口部D11能够与对应的母止口部D21相互插合并实现定位；

第一锥环D15和第二锥环D25相匹配，并通过导向键D14和导向槽D24的配合实现定位，第一锥环D15和第二锥环D25用螺钉E进行螺纹连接，进而实现公接头D1和母接头D2之间的锁紧。

具体的，所述第二连接件33上设有接座F，所述连接座F对应设置在所述第二肋板322上，所述连接座F与所述第一肋板313相互插接锁定。

其中，第一锥环D15具有第一锥孔，第二锥环D25具有第二锥孔，且第二锥孔具有内螺纹，内螺纹与螺钉E相匹配，且螺钉E能够压紧第一锥孔；

第二连接件33还包括连接座F，连接座F对应设于第二肋板322，连接座F能够与第一肋板313相互插接，并通过限位件锁定。

在该技术方案中，第一连接件12、第二连接件33和第三连接件13能够均设置为公母接头的形式，并且通过公母结构的相互连接实现对应部件的连接，进而使得外钻杆总成1和外钻头总成3连为一体，同时使得返渣腔A连续，且其内部不存在阶梯状的凸起，如此一来便可以降低岩土碎屑在返渣腔A内排出时的阻力，提高岩土碎屑的排出效率。

用于连接第一锥形钻头31和第二锥形钻头32的公接头D1和母接头D2内形成第一腔室，用于连接第二锥形钻头32和外钻杆总成1的公接头D1和母接头D2内形成第二腔室，第一腔室和第二腔室能够作为返渣腔A的延伸部分。

同时，为了提高第一锥形钻头31和第二锥形钻头32之间扭矩传递的可靠性，可额外设置连接座F来辅助进行转矩的传递，进而提高第一锥形钻头31和第二锥形钻头32的整体性。

具体的，所述外钻杆11上还设有加载单元14，所述加载单元14包括：传扭键141、提升块142和加压块143，所述传扭键141位于所述外钻杆11内部且沿所述外钻杆11的轴线方向设置，所述提升块142和所述加压块143分别设置于所述传扭件141沿所述外钻杆11的轴向两端且均与所述外钻杆11连接；

所述传扭键141用于承载向外钻杆11施加的周向转矩，所示提升块142用于承载向外钻杆11施加的轴向提升力，所示加压块143用于承载向外钻杆11施加的轴向下压力；

所述加载单元14与所述驱动机构配合，实现外钻杆的升降以及旋转动作。

外钻杆总成1还包括设置在外钻杆11上的加载单元14，加载单元14用于与动力主轴G配合实现外钻杆11的升降以及旋转动作；加载单元14包括传扭键141、提升块142和加压块143，传扭键141沿外钻杆11的轴线方向连接于外钻杆11，提升块142和加压块143均连接于外钻杆11，且位于传扭键141的沿外钻杆11的轴向两侧；其中，传扭键141用于承载向外钻杆11施加的周向转矩，提升块142用于承载向外钻杆11施加的轴向提升力，加压块143用于承载向外钻杆11施加的轴向下压力。

在该技术方案中，加载单元14作为实现外钻杆总成1转动、上提以及下压的配合构件而存在，传扭键141沿钻杆的轴向延伸，提升块142和加压块143则沿钻杆的周向延伸。

同时，在外钻杆总成1的外侧壁且沿其自身轴线方向，存在多条不与提升块142和加压块143干涉的通路，进而能够保证动力主轴G能够顺利与钻杆相作用实现钻杆总长度的改变。

在该双管组合钻具使用时，由于其加载通过加载单元14实现，因此，钻机不需要长桅杆导向，进而缩小了钻机的整体尺寸。

其中，加载单元14能够均匀分布在钻杆的外部，如均匀设置三组。

具体的，所述内钻具总成2包括：螺旋杆21和内钻头22；

所述外钻头总成3可拆卸的套设在所述螺旋杆21上，所述螺旋杆21轴向设置所述返渣腔A的内部，所述内钻头22设置在所述螺旋杆21的其中一端且沿双管组合钻具的钻进方向延伸至返渣腔A的外部；

所述螺旋杆21和所述内钻头22可滑动安装于所述返渣腔A的轴线方向，相邻螺旋杆21单元上的螺旋叶片为连续式结构。

内钻头22设于端部螺旋杆21的一端，且沿双管组合钻具的钻进方向延伸至返渣腔A的外部实现超前钻孔；内钻具总成2能够沿返渣腔A的轴线方向执行滑移动作。

通过在螺旋杆21上设置内钻头22，可使得内钻具总成2在转动的同时实现超前钻孔，配合外钻头总成3一起，能够提高钻进效率。

将内钻具总成2设置为可轴向滑移的形式，一方面可以调整超前钻孔的长度，另一方面，在排渣受阻时，可通过此种形式来使得螺旋杆21上粘连的岩土碎屑脱落，以保证排渣效率。

具体的，所述驱动机构包括：动力主轴G和排渣主轴H，所述动力主轴G设置在所述外钻杆总成1远离所述外钻头总成3一端的外侧并驱动所述外钻杆总成1进行转动，所述排渣主轴H安装在所述内钻具总成2远离所述外钻头总成3的一端驱动所述内钻具总成2进行转动。

其中，外钻杆总成1和内钻具总成2之间为间隙配合，动力主轴G驱动外钻杆总成1回转，排渣主轴H驱动内钻具总成2回转，在返渣腔A内部没有设置支撑部分连接内钻具总成2，两者独立进行回转。

实施例2：

基于同一构思，本实用新型的实施例还提供了一种连续排渣方法如图9所示，应用于上述中任意一项的双管组合钻具，连续排渣方法包括：

S1：控制驱动机构使外钻杆总成1、内钻具总成2和外钻头总成3运行，并同时控制所述外钻杆总成1向下钻进；

S4：判断是否完成钻进过程：若是则结束，否则增加新的外钻杆总成1和所述内钻具总成2延长钻进长度后，跳转S1。

在该技术方案中，进行钻进作业时，岩土碎屑在外钻头总成3的破碎下进入到集渣腔B内，并在重力及挤压的作用下汇聚至进渣段C，通过内钻具总成2实现岩土碎屑向地面的排送。当一个钻进回次完成后，需要额外增加新的外钻杆11和螺旋杆21以延长钻进长度，进而使得钻进过程能够连续进行。

具体的，内钻具总成2和外钻杆总成1的转速，转动方向，以及外钻杆总成1的给进速度需要匹配不同的钻进环境，使得内钻具总成2的排渣量始终保持在大于等于双管组合钻具的切削量的状态，进而保证双管组合钻具能够实现高效的排渣。

同时，内钻具总成2和外钻杆总成1可设置为一正一负的转动方向，进而提高内钻具总成2和外钻杆总成1的相对转速差，提高内钻具总成2的排渣效率。

更具体的，可通过动力主轴G驱动外钻杆总成1转动，通过排渣主轴H驱动内钻具总成2转动。

如图10所示，在本实用新型的一个技术方案中，连续排渣方法还包括：步骤S1之后，且S4之前，还包括：

S2：判断排渣过程是否受阻；

S3：若是则控制内钻具总成2沿其自身轴线方向往复伸缩第一距离，否则执行S4。

在该技术方案中，还额外设置了优化排渣的流程，具体为当工作人员判断排渣受阻时，控制内钻杆往复伸缩一定的距离，如200-300mm，进而使得螺旋杆21上粘连的岩土碎屑能够脱落，进而使得该双管组合钻具保持较佳的排渣效率。

具体的，工作人员能够通过转动螺旋杆21所需的扭矩的变化情况对排渣过程进行判定，在钻进的过程中，若转动螺旋杆21所需的扭矩突然增大，则判断为排渣受阻。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本实用新型后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种双管组合钻具，其特征在于，所述双管组合钻具包括：内钻具总成(2)、外钻杆总成(1)、外钻头总成(3)和驱动机构，所述驱动机构连接在所述外钻杆总成(1)的其中一端，所述外钻杆总成(1)内部的空腔构成返渣腔(A)，所述内钻具总成(2)设置在所述返渣腔(A)内，所述外钻头总成(3)可拆卸连接于所述外钻杆总成(1)的远离驱动机构的一端。

2.如权利要求1所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻头总成(3)围成开放的集渣腔(B)，所述内钻具总成(2)延伸至集渣腔(B)并形成的进渣段(C)，所述集渣腔(B)和所述返渣腔(A)连通；

当双管组合钻具进行工作时，岩土碎屑通过进渣段(C)自集渣腔(B)进入返渣腔(A)并自返渣腔(A)中排出。

3.如权利要求2所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻头总成(3)包括：第一锥形钻头(31)，所述第一锥形钻头(31)可拆卸的套设在外钻杆总成(1)上，所述第一锥形钻头(31)为框架式，所述第一锥形钻头(31)的框架内形成开放的集渣腔(B)。

4.如权利要求3所述的双管组合钻具，其特征在于，所述第一锥形钻头(31)包括：第一中心管(311)、第一支撑环(312)、第一肋板(313)和第一钻进齿(314)；

所述第一中心管(311)和所述第一支撑环(312)沿所述外钻杆总成(1)的轴线方向同轴套设在所述外钻杆总成(1)上，所述第一中心管(311)和所述第一支撑环(312)之间存在预定距离并通过所述第一肋板(313)连接，所述第一肋板(313)设有多个，多个所述第一肋板(313)周向分布在所述第一中心管(311)的外壁上，所述第一钻进齿(314)设有多个，多个所述第一钻进齿(314)呈螺旋状分布于第一中心管(311)、第一支撑环(312)和第一肋板(313)远离外钻杆总成(1)的外壁上。

5.如权利要求4所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻头总成(3)还包括：第二锥形钻头(32)和第二连接件(33)，所述第二锥形钻头(32)和所述第一锥形钻头(31)同轴，所述第二锥形钻头(32)的一端可拆卸的套设在外钻杆总成(1)上，所述第二锥形钻头(32)的另一端通过第二连接件(33)和所述第一锥形钻头(31)连接；

所述第二锥形钻头(32)为框架式，所述第二锥形钻头(32)与第一锥形钻头(31)的框架内连通并共同构成开放的集渣腔(B)。

6.如权利要求5所述的双管组合钻具，其特征在于，所述第二锥形钻头(32)包括：第二支撑环(321)、第二肋板(322)、第三支撑环(323)和第二钻进齿(324)；

所述第二支撑环(321)和第三支撑环(323)沿外钻杆总成(1)轴线方向同轴设置，所述第二支撑环(321)和第三支撑环(323)之间存在预定距离并通过所述第二肋板(322)连接，所述第二钻进齿(324)设有多个，多个所述第二钻进齿(324)呈螺旋状分布于第二支撑环(321)、第二肋板(322)和第三支撑环(323)远离所述外钻杆总成(1)轴线方向的外壁上。

7.如权利要求6所述的双管组合钻具，其特征在于，所述第一肋板(313)和所述第二肋板(322)远离钻进方向的一端向所述外钻头总成(3)的转动方向倾斜；所述第一肋板(313)和所述第二肋板(322)通过第二连接件(33)相互插接，所述第一肋板(313)和所述第二肋板(322)为三角形的片状结构，岩土碎屑通过第一肋板(313)和所述第二肋板(322)之间的缝隙进入到集渣腔(B)。

8.如权利要求7所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻杆总成(1)包括：轴向依次可拆卸连接的多段外钻杆(11)、第一连接件(12)和第三连接件(13)；

相邻的两段所述外钻杆(11)之间通过所述第一连接件(12)连接，所述外钻杆(11)的其中一端和所述外钻头总成(3)通过所述第三连接件(13)连接，所述外钻杆(11)的另一端连接驱动机构。

9.如权利要求8所述的双管组合钻具，其特征在于，所述第一连接件(12)、所述第二连接件(33)和所述第三连接件(13)上均设有连接结构，通过所述连接结构将相邻的所述外钻杆(11)，所述第一锥形钻头(31)和所述第二锥形钻头(32)，以及所述第二锥形钻头(32)和所述外钻杆(11)进行连接和固定。

10.如权利要求9所述的双管组合钻具，其特征在于，所述连接结构包括：公接头(D1)和母接头(D2)；

所述公接头(D1)包括：轴向依次设置的公止口部(D11)、第一连接部(D12)、第一配合部(D13)和均匀分布在所述第一连接部(D12)上的导向键(D14)和第一锥环(D15)；

所述母接头(D2)包括：轴向依次设置的母止口部(D21)、第二连接部(D22)、第二配合部(D23)和均匀分布在所述第二连接部(D22)上的导向槽(D24)和第二锥环(D25)；

所述公止口部(D11)与所述母止口部(D21)相互插合定位，所述第一锥环(D15)和所述第二锥环(D25)并通过所述导向键(D14)和所述导向槽(D24)的配合实现定位，所述第一锥环(D15)和所述第二锥环(D25)通过螺钉(E)螺纹锁紧。

11.如权利要求10所述的双管组合钻具，其特征在于，所述第二连接件(33)上设有连接座(F)，所述连接座(F)对应设置在所述第二肋板(322)上，所述连接座(F)与所述第一肋板(313)相互插接锁定。

12.如权利要求11所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻杆(11)上还设有加载单元(14)，所述加载单元(14)包括：传扭键(141)、提升块(142)和加压块(143)，所述传扭键(141)位于所述外钻杆(11)内部且沿所述外钻杆(11)的轴线方向设置，所述提升块(142)和所述加压块(143)分别设置于所述传扭键(141)沿所述外钻杆(11)的轴向两端且均与所述外钻杆(11)连接；

所述传扭键(141)用于承载向外钻杆(11)施加的周向转矩，所示提升块(142)用于承载向外钻杆(11)施加的轴向提升力，所示加压块(143)用于承载向外钻杆(11)施加的轴向下压力；

所述加载单元(14)与所述驱动机构配合，实现外钻杆的升降以及旋转动作。

13.如权利要求2所述的双管组合钻具，其特征在于，所述内钻具总成(2)包括：螺旋杆(21)和内钻头(22)；

所述外钻头总成(3)可拆卸的套设在所述螺旋杆(21)上，所述螺旋杆(21)轴向设置所述返渣腔(A)的内部，所述内钻头(22)设置在所述螺旋杆(21)的其中一端且沿双管组合钻具的钻进方向延伸至返渣腔(A)的外部；

所述螺旋杆(21)和所述内钻头(22)可滑动安装于所述返渣腔(A)的轴线方向。

14.如权利要求1所述的双管组合钻具，其特征在于，所述驱动机构包括：动力主轴(G)和排渣主轴(H)，所述动力主轴(G)设置在所述外钻杆总成(1)远离所述外钻头总成(3)一端的外侧并驱动所述外钻杆总成(1)进行转动，所述排渣主轴(H)安装在所述内钻具总成(2)远离所述外钻头总成(3)的一端驱动所述内钻具总成(2)进行转动。