一種改進型多功能組合鑽頭的製作方法
2023-10-19 21:24:37 2
專利名稱：一種改進型多功能組合鑽頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鑽頭，尤指一種適用於泥沙等易塌陷易冒砂的土層的操作簡單、使用效率高的既可鑽孔和擴孔又能分段進行擴孔且在鑽孔的同時方便插入護壁套管的改進型多功能組合鑽頭，屬於基建工具技術領域。
背景技術：
在基建工程中，如果需要在鬆軟土層中進行鑽孔作業，一般採取套管鑽孔的方式，在鑽進的同時套管有護壁作用可防止塌孔；但由於套管鑽孔時清水由套管內衝出，和鑽出 的土體一起沿套管外壁從孔ロ返出，如遇到砂層，會導致泥砂從套管外部冒出，產生冒砂現象並會引起周圍地面的沉降。解決上述問題的辦法就是先用鑽杆進行鑽孔，然後用套管跟進；這樣又會帶來兩個問題1、如果鑽頭直徑小於套管外徑，由於會碰到原狀土層，當鑽杆開孔完畢後難以直接跟進套管，如繼續採用水衝的方式鑽進套管，泥砂還是會從套管外流出；2、如果鑽頭直徑大於或等於套管外徑，當鑽杆開孔完畢後跟進套管，雖可以解決冒砂的問題，但是如果套管不先拔出。鑽杆也無法取出進行後續的施工；如果先取出套管，再取出鑽杆，則會導致塌孔現象，這樣不利於後續孔內和孔底作業的進行。
發明內容
本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種適用於泥沙等易塌陷易冒砂的土層的操作簡單、使用效率高的既可鑽孔和擴孔又能分段進行擴孔且在鑽孔的同時方便插入護壁套管的改進型多功能組合鑽頭。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種改進型多功能組合鑽頭，包含鑽頭本體、轉動杆、前端噴嘴、側噴嘴、水管接頭、鑽頭頭部、擴孔刀、通道換向器；所述水管接頭位於鑽頭本體的後端；所述鑽頭頭部設置在鑽頭本體的前端；所述前端噴嘴位於鑽頭頭部內；所述前端噴嘴與設置在鑽頭本體內部的主通道相連通；所述轉動杆可旋轉地設置在鑽頭本體上；所述側噴嘴設置在轉動杆的外端部；所述側噴嘴與次通道連通；所述通道換向器控制主通道、次通道與水管接頭的連通或阻斷；所述擴孔刀有多把，均勻地設置在鑽頭本體的外圓周上；所述每把擴孔刀均伸出鑽頭本體的外圓周；當擴孔刀受到與鑽進方向相同的外力時，所述擴孔刀的半徑會縮小。優選的，所述鑽頭本體的後端的外圓周上沿圓周方向均勻設置有多個凹槽；所述每個凹槽的中心線與鑽頭本體的中心線平行；所述每個凹槽中設置有旋轉軸，所述旋轉軸的中心線與凹槽的中心線相互垂直；每根旋轉軸上設置有ー擴孔刀。優選的，所述轉動杆有多個，均勻地設置在鑽頭本體的外圓周上；所述每個轉動杆的外端部設置有側噴嘴；所述每個側噴嘴分別與次通道連通。由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點
本發明方案可以在鑽進的同時通過擴孔刀進行擴孔，這樣即可在孔中插入外徑大於鑽頭而小於或等於擴孔刀的外徑的護壁管，防止孔壁塌陷；並且在開孔時，泥漿從護壁管內部返出，不會導致冒砂的現象，可以防止周圍地面沉降；當需要拔出本發明所述的改進型多功能組合鑽頭時，由於擴孔刀的圓弧邊受到護壁管的反作用力後繞旋轉軸旋轉回到凹槽中，其半徑會縮小，這樣即可方便的將改進型多功能組合鑽頭從護壁管中拔出；此外，本發明方案在鑽進的同時可以通過前端噴嘴噴出的高壓水流將鑽頭頭部鑽下的泥土衝走；當鑽進到擴大頭上端時，可通過轉動杆的旋出，利用轉動杆上的側噴嘴噴出高壓水流進行擴孔，以形成擴大頭，並且轉動杆也可以起到擴孔的作用，使得相同壓カ條件下，擴大頭的孔徑更大。
下面結合附圖對本發明技術方案作進ー步說明
附圖I為本發明的所述的改進型多功能組合鑽頭的第一實施例的鑽孔狀態時的局部首1J視圖;
附圖2為本發明的所述的改進型多功能組合鑽頭的第一實施例的擴孔狀態時的局部剖視 附圖3為本發明的所述的改進型多功能組合鑽頭的第二實施例的鑽孔狀態時的局部首1J視圖;
附圖4為本發明的所述的改進型多功能組合鑽頭的第二實施例的擴孔狀態時的局部首1J視圖;
其中1、鑽頭本體；2、鑽頭頭部；3、前端噴嘴；4、轉動杆；5、側噴嘴；6、轉動杆旋轉軸；7、主通道；8、次通道；9、通道換向器；10、水管接頭；11、擴孔刀；21、鑽頭本體；22、鑽頭頭部；23、轉動杆；24、側噴嘴；25、轉動杆旋轉軸；26、主通道管；27、彈簧；28、單向擋板；29、次通道；30、水管接頭；31、擴孔刀；32、空腔；33、齒條；34、齒輪；35、通道換向器。
具體實施例方式 下面結合附圖及具體實施例對本發明作進ー步的詳細說明。
附圖1、2為本發明所述的改進型多功能組合鑽頭的第一實施例，包含鑽頭本體I、轉動杆4、前端噴嘴3、側噴嘴5、水管接頭10、鑽頭頭部2、擴孔刀11、通道換向器9 ;所述水管接頭10位於鑽頭本體I的後端；所述鑽頭頭部2設置在鑽頭本體I的前端；所述前端噴嘴3位於鑽頭頭部2內；所述前端噴嘴3與設置在鑽頭本體I內部的主通道7相連通；所述轉動杆4可旋轉地設置在鑽頭本體I上；所述側噴嘴5設置在轉動杆4的外端部；所述側噴嘴5與次通道8連通；所述通道換向器9控制主通道7、次通道8與水管接頭10的連通或阻斷；所述次通道8，由鑽頭本體I內部一部分管道、高壓軟管及轉動杆23內的管道組成，並形成一個流體流通通道；所述鑽頭本體I的後端的外圓周上沿圓周方向均勻設置有多個凹槽(未示出);所述每個凹槽的中心線與鑽頭本體I的中心線平行；所述每個凹槽中設置有旋轉軸(未示出)，所述旋轉軸的中心線與凹槽的中心線相互垂直；每根旋轉軸上設置有一擴孔刀11 ;所述每把擴孔刀11均伸出鑽頭本體I的外圓周；當擴孔刀11的圓弧邊受到護壁管的反作用力後繞旋轉軸旋轉回到凹槽中，所述擴孔刀11的半徑會縮小；本實施例中，所述轉動杆有I個，所述每個側噴嘴5分別與次通道8連通。如附圖3、4所示的本發明所述的改進型多功能組合鑽頭的第二實施例，包括鑽頭本體21、鑽頭頭部22、擴孔刀31、前端噴嘴(未示出)、側噴嘴24、轉動杆23、轉動杆旋轉軸25、主通道管26、彈簧27、單向擋板28、次通道29、齒條33、齒輪34、水管接頭30、通道換向器35 ;所述水管接頭30位於鑽頭本體21的後端；所述鑽頭頭部22設置在鑽頭本體21的前端；所述前端噴嘴位於鑽頭頭部22內；所述主通道管26設置在鑽頭主體21的內的空腔32 ;所述主通道管26的前端與鑽頭本體21之間設置有彈簧27 ;所述主通道管26的內部設置有主通道(未標示)；所述主通道與前端噴嘴連通；所述單向擋板28在主通道內部；所述主通道管26的外部設置有齒條20 ;本發明方案中有2個轉動杆23 ;每個轉動杆23通過轉動杆旋轉軸25可旋轉地設置在鑽頭本體21的側部上；所述側噴嘴24設置在轉動杆23的外端部；所述側噴嘴24與次通道29連通；所述次通道29，由鑽頭本體21內部一部分管道、高壓軟管及轉動杆23內的管道組成，並形成一個流體流通通道；所述轉動杆23的轉動部分的外部設置有齒輪21 ;所述齒輪21與齒條20配合安裝；所述通道換向器35控制所述主通道、次通道29與水管接頭30連通與阻斷；所述鑽頭本體21的後端的外圓周上沿圓周方向均勻設置有多個凹槽(未示出)；所述每個凹槽的中心線與鑽頭本體21的中心線平行；所述每個凹槽中設置有旋轉軸(未示出)，所述旋轉軸的中心線與凹槽的中心線相互垂直；每根旋轉軸上設置有一擴孔刀31 ;所述每把擴孔刀31均伸出鑽頭本體21的外圓周；當擴孔刀 31的圓弧邊受到護壁管的反作用力後繞旋轉軸旋轉回到凹槽中，所述擴孔刀31的半徑會縮小；本實施例中，所述轉動杆有2個，所述每個轉動杆23的外端部設置有側噴嘴24 ;所述每個側噴嘴24分別與次通道29連通。本發明方案的第二實施例的使用過程鑽孔吋，當水壓為5MPa時，如附圖3所示，前端噴嘴開始工作，衝走鑽頭頭部鑽下的泥土 ；當水壓在5MPa_15MPa時，水流使主通道管26克服彈簧27的阻力慢慢往前移動，直至單向擋板28完全堵死主通道，此過程中，齒條33帶動齒輪34旋轉，使轉動杆23旋轉，而伸出鑽頭本體21，如附圖4所示，此時通道換向器35控制主通道與次通道29連通，側噴嘴24可噴出高壓水流進行擴孔作業。本發明方案可以在鑽進的同時通過擴孔刀進行擴孔，這樣即可在孔中插入外徑大於鑽頭而小於或等於擴孔刀的外徑的護壁管，防止孔壁塌陷；當需要拔出本發明所述的改進型多功能組合鑽頭時，由於擴孔刀的圓弧邊受到護壁管的反作用力後繞旋轉軸旋轉回到凹槽中，其半徑會縮小，這樣即可方便的將改進型多功能組合鑽頭從護壁管中拔出；此外，本發明方案在鑽進的同時可以通過前端噴嘴噴出的高壓水流將鑽頭頭部鑽下的泥土衝走；當鑽進到擴大頭上端時，可通過轉動杆的旋出，利用轉動杆上的側噴嘴噴出高壓水流進行擴孔，以形成擴大頭。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種改進型多功能組合鑽頭，其特徵在於包含鑽頭本體、轉動杆、前端噴嘴、側噴嘴、水管接頭、鑽頭頭部、擴孔刀、通道換向器；所述水管接頭位於鑽頭本體的後端；所述鑽頭頭部設置在鑽頭本體的前端；所述前端噴嘴位於鑽頭頭部內；所述前端噴嘴與設置在鑽頭本體內部的主通道相連通；所述轉動杆可旋轉地設置在鑽頭本體上；所述側噴嘴設置在轉動杆的外端部；所述側噴嘴與次通道連通；所述通道換向器控制主通道、次通道與水管接頭的連通或阻斷；所述擴孔刀有多把，均勻地設置在鑽頭本體的外圓周上；所述每把擴孔刀均伸出鑽頭本體的外圓周；當擴孔刀受到與鑽進方向相同的外力時，所述擴孔刀的半徑會縮小。
2.根據權利要求I所述的改進型多功能組合鑽頭，其特徵在於所述鑽頭本體的後端的外圓周上沿圓周方向均勻設置有多個凹槽；所述每個凹槽的中心線與鑽頭本體的中心線平行；所述每個凹槽中設置有旋轉軸，所述旋轉軸的中心線與凹槽的中心線相互垂直；每根旋轉軸上設置有一擴孔刀。
3.根據權利要求I所述的改進型多功能組合鑽頭，其特徵在於所述轉動杆有多個，均勻地設置在鑽頭本體的外圓周上；所述每個轉動杆的外端部設置有側噴嘴；所述每個側噴嘴分別與次通道連通。
全文摘要
本發明公開了一種改進型多功能組合鑽頭，水管接頭位於鑽頭本體的後端；鑽頭頭部設置在鑽頭本體的前端；前端噴嘴位於鑽頭頭部內；前端噴嘴與設置在鑽頭本體內部的主通道相連通；轉動杆可旋轉地設置在鑽頭本體上；側噴嘴設置在轉動杆的外端部；側噴嘴與次通道連通；通道換向器通過水壓力大小來控制主通道、次通道與水管接頭的連通或阻斷；所述擴孔刀有多把，均勻地設置在鑽頭本體的外圓周上；本發明方案可以在鑽進的同時通過擴孔刀進行擴孔，此外在鑽進的同時可以通過前端噴嘴噴出的高壓水流將鑽頭頭部鑽下的泥土衝走；當鑽進到擴大頭上端時，增大水壓力，單向擋板閉塞主通道，高壓水流就通過側噴嘴噴出進行擴孔，以形成擴大頭。
文檔編號E21B10/60GK102767335SQ201210237200
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者周建明, 湯壽昌, 陸曉明 申請人:蘇州市能工基礎工程有限責任公司