內螺旋筒式鑽具的製作方法

2023-12-02 20:50:11 1

專利名稱：內螺旋筒式鑽具的製作方法
技術領域：
本實用 新型涉及一種鑽具，特別是涉及一種能夠攜帶鑽渣的筒式鑽具。
背景技術：
旋挖鑽進施工時選用合適的鑽具至關重要，它對減少鑽具本身的消耗、提高成孔速度和質量以及整個施工效率的提高都有著重要的作用。碎石、卵礫層、漂石地層穩定性極差，易造成護壁困難且時有塌孔發生。鑽進時迴轉阻力大，孔斜嚴重，有時鋼筋籠無法下入到孔底；騎壁石不容易切斷，大小不等的卵石在鑽頭底部進土口處互相擠壓難以進入鑽筒內，鑽進效率低，給施工帶來極大困難。此類地層實屬成孔作業中的一大難題。對於碎石或卵石地層等鑽進工況來說，現有的鑽具可以選用錐螺旋鑽具、筒式鑽具或者雙層筒式鑽具，在實際施工過程中，上述三種鑽具都存在著影響成孔質量或者效率的問題。其中，採用錐螺旋鑽頭鑽進過程中不容易實現理想的導向，成孔容易發生傾斜現象，影響成孔質量。並且採用錐螺旋鑽頭不能有效攜帶鑽渣，部分鑽渣滯留在孔底，影響成孔效率，並且由於碎石、卵礫層、漂石地層穩定性極差，螺旋片上的攜帶的鑽渣在錐螺旋鑽具旋轉過程中與孔壁的碰動也會造成孔壁的局部塌孔。採用筒式鑽具能夠克服錐螺旋鑽頭在施工中存在的導向問題，但是由於筒體內腔較大且地層特點所決定的鑽渣之間的粘附性低，因此大部分鑽渣滯留在孔底從而無法實現有效地攜帶鑽渣，隨著鑽具的繼續鑽進而容易出現卡鑽等事故，鑽進效率較低。雙層筒式鑽具在筒式鑽具的基礎上，增設有內層筒鑽， 將鑽具的攜帶鑽渣空間劃分為兩個部分，以構造較小的攜帶鑽渣空間，從而利於攜帶硬質顆粒狀的鑽渣。採用雙層筒式鑽具雖然有效地避免了卡鑽等事故的發生，一定程度上也提高了鑽具的攜渣能力和鑽削效率、成孔速度，但是其雙層結構的空間分割也決定了其對碎石、卵礫、漂石的粒徑大小的適應性不高，難以應付地層中複雜多樣的粒徑分布。有鑑於此，針對碎石、卵礫層、漂石地層等鑽進施工工況，需要開發一種鑽具，既能夠保證可靠的鑽進導向又能夠實現有效的攜帶鑽渣，並且對地層中碎石、卵礫、漂石的粒徑大小的適應性要高，以提高鑽具和地層的適配性，從而提高成孔質量和效率。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、適應性高的內螺旋筒式鑽具。本實用新型內螺旋筒式鑽具，包括鑽筒，所述鑽筒的上端設置有用於與動力部件相連接的連接部件，鑽筒的下邊沿處設置有若干第一切削工具，其中所述鑽筒內設置有鑽渣承載裝置，所述鑽渣承載裝置以螺旋上升的方式分布在鑽筒的內壁上。本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述鑽渣承載裝置為至少一片螺旋葉片，所述螺旋葉片的外邊緣固定安裝在鑽筒的內壁上，螺旋葉片的下邊緣位於鑽筒底部開口處。本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述螺旋葉片的內邊緣沿鑽筒的軸向構成與鑽筒底部開口貫通的軸向卸渣通道。本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述螺旋葉片的內邊緣上設置有若干第二切削工具。 本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述螺旋葉片的下邊緣上設置有若干第三切削工具。本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述螺旋葉片內邊緣和下邊緣上塗覆有耐磨塗料或安裝有耐磨條。本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述螺旋葉片的下表面設置有若干加強筋。本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述鑽筒的外壁上設置有若干呈螺旋上升狀的外導向條。本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述第一切削工具、第二切削工具和第三切削工具都包括齒座，所述齒座上安裝有截齒或鬥齒。本實用新型內螺旋筒式鑽具，其中所述螺旋葉片通過焊接或者螺栓連接的方式固定安裝在鑽筒的內壁上。本實用新型內螺旋筒式鑽具在現有鑽筒的內壁上增設螺旋狀分布的鑽渣承載裝置，將攜帶鑽渣能力很弱的筒式鑽具的內腔空間進行了螺旋形分割，在鑽渣承載裝置之間形成有效攜帶鑽渣的空間，鑽渣承載裝置具有切進碎石、卵礫石、漂石地層並攜帶鑽渣的功能。本實用新型內螺旋筒式鑽具的結構既能夠解決錐螺旋鑽頭在鑽進時孔斜嚴重、騎壁石不容易切斷的問題，又能夠解決大小不等的卵石在鑽頭底部進土口處互相擠壓難以進入鑽筒內、鑽進效率低的問題，給施工帶來了效率和適應性上的提升。
以下結合附圖對本實用新型的內螺旋筒式鑽具作進一步說明。

圖1為本實用新型內螺旋筒式鑽具的主視圖；圖2a本實用新型內螺旋筒式鑽具的顯示頂部結構的立體圖；圖2b為本實用新型內螺旋筒式鑽具顯示底部結構的立體圖。
具體實施方式
如圖1和圖2a所示，本實用新型內螺旋筒式鑽具包括大體呈圓柱形的鑽筒3，鑽筒 3的上端設置有連接部件1，連接部件1用於與動力部件相連接，例如與旋挖鑽機的動力頭相連接，將動力頭輸出的扭矩傳遞到鑽筒3上。為了提高連接部件1的抗扭能力，連接部件 1設計成箱型結構，在箱型結構的四個角部連接處設置有加強筋板11，連接部件1的下端通過連接板12固定在鑽筒3的上端。結合圖2b所示，鑽筒3的下邊沿處設置有若干第一切削工具，鑽筒3內設置有鑽渣承載裝置，鑽渣承載裝置以螺旋上升的方式分布在鑽筒3的內壁上。在本實施例當中，鑽渣承載裝置為一片連續完整的螺旋葉片2，但是本實用新型中的螺旋葉片2並不限於一片， 也可以為兩片構成的雙螺旋結構，甚至可以是多片，螺旋葉片2將鑽筒3內的空間分隔成螺旋形的腔室，便於攜帶鑽渣向鑽筒3上部移動，有利於鑽渣的存儲。螺旋葉片2的外邊緣通過螺栓連接的方式固定安裝在鑽筒3的內壁上，也可以通過焊接的方式固定，通過螺栓連接的優點在於便於更換損壞的螺旋葉片2。螺旋葉片2的內邊緣沿鑽筒3的軸向構成與鑽筒3底部開口貫通的軸向卸渣通道32，在卸渣過程中便於鑽渣從鑽筒3內排出。螺旋葉片 2的下邊緣位於鑽筒3底部開口處，螺旋葉片2的下邊緣上設置有若干第三切削工具。除了上述的第一切削工具和第三切削工具之外，螺旋葉片2的內邊緣上還可以根據需要設置若干第二切削工具，用於將進入鑽筒3內的鑽渣進一步切碎，其中第一切削工具、第二切削工具和第三切削工具都包括齒座41和鑽齒，齒座41都固定連接在鑽筒3或螺旋葉片2相應的位置上，然後將截齒或鬥齒42可拆卸的安裝在齒座41上，便於損壞時進行更換，具體使用的切削工具要根據實際鑽挖的地質條件進行選擇。鑽筒3的外壁上設置有若干呈螺旋上升狀的外導向條31，外導向條31既可以一條連續的螺旋狀分布，也可以為若干條間斷式交叉的呈螺旋狀分布，外導向條31的作用是為了使鑽筒3在工作時受力均勻，保持鑽挖方向的同時能進一步延長鑽筒3的壽命。為了提高螺旋葉片2的使用壽命，可以在螺旋葉片2內邊緣和下邊緣上塗覆耐磨塗料或安裝耐磨條以減小鑽渣對螺旋葉片2的磨損。還可以在螺旋葉片2的下表面設置有若干加強筋，提高螺旋葉片2的承載能力，防止變形。本實用新型內螺旋筒式鑽具在動力頭(或者其他驅動裝置)的帶動下對地層進行旋挖鑽進，地層被鑽筒3底部的若干第一切削工具和螺旋葉片2下邊緣處布置的第三切削工具切削之後，通過螺旋葉片2的旋轉進入到螺旋葉片2和鑽筒3的空腔之間形成的承攜鑽渣的空間內。當空間中的鑽渣達到一定的量的時候，在動力頭(或者其他驅動裝置)的帶動下本實用新型內螺旋筒式鑽具被提升 出鑽孔，通過反向旋轉、正向旋轉等動作將空間內承攜的鑽渣倒出。然後，將倒空的內螺旋筒式鑽具再次放進鑽孔中進行下一次旋挖鑽進， 這樣就構成了一個旋挖鑽進的周期。除了上述的實施方式之外，鑽渣承載裝置還可以是若干間斷式的螺旋葉片，在鑽筒內按螺旋狀上升的依次分布，同樣也可以起到承載鑽渣的作用。以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求1.一種內螺旋筒式鑽具，包括鑽筒(3)，所述鑽筒(3)的上端設置有用於與動力部件相連接的連接部件(1)，鑽筒(3)的下邊沿處設置有若干第一切削工具，其特徵在於所述鑽筒(3)內設置有鑽渣承載裝置，所述鑽渣承載裝置以螺旋上升的方式分布在鑽筒(3)的內壁上。
2.根據權利要求1所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述鑽渣承載裝置為至少一片螺旋葉片(2)，所述螺旋葉片(2)的外邊緣固定安裝在鑽筒(3)的內壁上，螺旋葉片(2) 的下邊緣位於鑽筒(3)底部開口處。
3.根據權利要求2所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述螺旋葉片(2)的內邊緣沿鑽筒⑶的軸向構成與鑽筒⑶底部開口貫通的軸向卸渣通道(32)。
4.根據權利要求3所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述螺旋葉片(2)的內邊緣上設置有若干第二切削工具。
5.根據權利要求4所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述螺旋葉片(2)的下邊緣上設置有若干第三切削工具。
6.根據權利要求5所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述螺旋葉片(2)內邊緣和下邊緣上塗覆有耐磨塗料或安裝有耐磨條。
7.根據權利要求6所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述螺旋葉片(2)的下表面設置有若干加強筋。
8.根據權利要求7所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述鑽筒(3)的外壁上設置有若干呈螺旋上升狀的外導向條(31)。
9.根據權利要求8所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述第一切削工具、第二切削工具和第三切削工具都包括齒座(41)，所述齒座(41)上安裝有截齒或鬥齒(42)。
10.根據權利要求9所述的內螺旋筒式鑽具，其特徵在於所述螺旋葉片(2)通過焊接或者螺栓連接的方式固定安裝在鑽筒(3)的內壁上。
專利摘要本實用新型內螺旋筒式鑽具涉及一種能夠攜帶鑽渣的筒式鑽具。其目的是為了提供一種結構簡單、適應性高的內螺旋筒式鑽具。本實用新型內螺旋筒式鑽具包括鑽筒，所述鑽筒的上端設置有用於與動力部件相連接的連接部件，鑽筒的下邊沿處設置有若干第一切削工具，其中所述鑽筒內設置有鑽渣承載裝置，所述鑽渣承載裝置以螺旋上升的方式分布在鑽筒的內壁上。
文檔編號E21B10/42GK201943581SQ20102068142
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者周召槿, 水俊峰, 熊禕 申請人:北京市三一重機有限公司