一種自鑽式中空錨杆鑽頭的製作方法

2023-12-10 03:39:41 1

一種自鑽式中空錨杆鑽頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型介紹了一種自鑽式中空錨杆鑽頭，包括十字刃、鑽頭裙部、4個對稱上排渣槽、4個對稱下排渣槽、內螺紋、過渡盲孔和2個上水孔；其還具有2個下進氣孔，下進氣孔為通孔，一端貫入過渡盲孔，另一端斜向下與中心線成55°～65°夾角且通入下排渣槽末端，且所述下進氣孔與上水孔在圓周方向間隔分布。本實用新型通過將排渣槽中4個上水孔中的2個改為下水孔，使水或空氣從盲孔進入上水孔時，由於橫截面積的減小，速度的增大，在上水孔的入口處形成低壓，吸附下水孔中的空氣進入，從而增加水或空氣排出上水孔的壓強，以此達到清理鑽孔的目的。
【專利說明】一種自鑽式中空錨杆鑽頭

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鑽頭領域技術，特別是一種自鑽式中空錨杆鑽頭。

【背景技術】
[0002]隨著交通、能源等基礎設施建設力度的加大，自鑽式錨杆做為一種提高巖土工程穩定性的最有效的方法，在國內外鐵路、公路、隧道施工、地下基礎建設、採礦業和建築基坑、滑坡治理、山體支護中大量使用，自鑽式錨杆集鑽進、注漿、錨固為一體化的功能，具有錨杆和鑽杆兩種功能，取消了退鑽杆和插錨杆的工序，是一種先進的錨固體系，解決了普通錨杆施工時的塌孔問題，能夠保證在複雜地質條件下的注漿效果。
[0003]自鑽式錨杆施工過程中，根據不同的地形及巖土特徵，鑽頭的選擇也非常重要，自鑽式錨杆的鑽頭種類比較多，每種鑽頭都有其特點和優勢，但也存在著一些問題。
[0004]自鑽式錨杆在邊鑽進邊注漿的過程中，當氣流、水或者漿液通過錨杆中空部分到達鑽頭部位時，由於能量的損耗，壓強減弱，嚴重影響清理鑽孔和排屑，也影響了鑽頭的鑽進速度。
[0005]現有技術中的自鑽式中空錨杆鑽頭包括:十字刃、鑽頭裙部、上排渣槽(4個)、下排渣槽(4個)、內螺紋、過渡盲孔和上水孔(4個)。其中所述十字刃位於鑽頭的頭部，向下有3°?5°的隙角，通過圓弧與鑽頭裙部相接；所述上排渣槽共4個，與十字刃間隔分布，且上排渣槽呈V型，上排渣槽槽底由十字刃中心開始，斜向下與水平面成30?40°夾角；所述下排渣槽緊接著上排渣槽，同樣呈V型，且下排渣槽槽底斜向下與水平線成75?85°夾角；所述內螺紋位於鑽頭尾部，長度為自鑽式中空錨杆體螺距的3-4倍；所述過渡盲孔位於內螺紋的底部，且過渡盲孔直徑小於內螺紋孔直徑，深度10?15mm ;所述上水孔為通孔，一端貫入過渡盲孔，另一端斜向上與中心線成30°?40°夾角且通入上排渣槽與下排渣槽交界點。現有技術在實施過程中，當水或空氣通過錨杆中空部分到達鑽頭部位時，由於能量的損耗，壓強減弱，嚴重影響清理鑽孔和排屑，從而影響了鑽頭的鑽進速度，並且由於排屑的不充分，使鑽頭的壽命明顯降低。
[0006]本專利屬於對上述自鑽式中空錨杆鑽頭的技術改進，來增強鑽頭部位流體壓強，從而提聞施工效率。


【發明內容】

[0007]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種自鑽式中空錨杆鑽頭，能夠增強鑽頭部位流體壓強，從而提高施工效率。
[0008]為了實現解決上述技術問題的目的，本實用新型採用了如下技術方案:
[0009]本實用新型的一種自鑽式中空錨杆鑽頭，包括十字刃、鑽頭裙部、4個對稱上排渣槽、4個對稱下排渣槽、內螺紋、過渡盲孔和2個上水孔；其特徵在於:自鑽式中空錨杆鑽頭具有2個下進氣孔，下進氣孔為通孔，一端貫入過渡盲孔，另一端斜向下與中心線成55°?65°夾角且通入下排渣槽末端，且所述下進氣孔與上水孔在圓周方向間隔分布。
[0010]具體的，本實用新型的一種自鑽式中空錨杆鑽頭，所述的十字刃位於鑽頭的頭部，向下有3°?5°的隙角，通過圓弧與鑽頭裙部相接。
[0011 ] 所述4個上排渣槽與十字刃間隔分布，且上排渣槽呈V型，上排渣槽槽底由十字刃中心開始，斜向下與水平面成30?40°夾角；所述下排渣槽緊接著上排渣槽，同樣呈V型，且下排渣槽槽底斜向下與水平線成75?85°夾角；所述內螺紋位於鑽頭尾部，長度為自鑽式中空錨杆體螺距的3-4倍；所述過渡盲孔位於內螺紋的底部，且過渡盲孔直徑小於內螺紋孔直徑；所述上水孔為通孔，一端貫入過渡盲孔，另一端斜向上與中心線成30°?40°夾角且通入上排渣槽與下排渣槽交界點。
[0012]進一步具體的，下進氣孔為通孔，一端貫入過渡盲孔，另一端斜向下與中心線成55°?65°夾角且通入下排渣槽末端，且所述下進氣孔與上水孔在圓周方向間隔分布。
[0013]自鑽式中空錨杆鑽頭的使用時，在鑽進過程中，鑽頭打碎的鑽屑需排出鑽孔才能保證鑽頭鑽進的速度，當水或空氣從過渡盲孔中以速度Vl流入上水孔時，由於橫截面積的突然減小，壓縮水或空氣的壓強增大，流速也隨著變大，導致速度V2XV1，根據文丘裡效應，就會在上水孔的入口處會形成低壓，致使下進氣孔中的氣流以速度V3進入過渡盲孔，增加過渡盲孔中Vl的速度，使得水或空氣從上水孔噴出時，壓強大幅度提高，衝擊鑽頭周圍鑽屑，使之沿著排渣槽向後排出。
[0014]通過採用上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果:
[0015]本實用新型的一種自鑽式中空錨杆鑽頭，通過將排渣槽中4個上水孔中的2個改為下進氣孔，使水或空氣從過渡盲孔進入上水孔時，由於橫截面積的減小，速度的增大，在上水孔的入口處形成低壓，吸附下進氣孔中的空氣進入，從而增加水或空氣排出上水孔的壓強，以此達到清理鑽孔的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0017]圖2為本實用新型的A-A剖視圖。
[0018]圖3為本實用新型的俯視圖。
[0019]圖中:1、十字刃；2、鑽頭裙部；3、內螺紋；4、過渡盲孔；5、上排渣槽(4個)；6、下排渣槽(4個)；7、上水孔(2個)；8、下進氣孔(2個)。

【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本專利進一步解釋說明。但本專利的保護範圍不限於具體的實施方式。
[0021]實施例1
[0022]一種自鑽式中空錨杆鑽頭，包括十字刃1、鑽頭裙部2、內螺紋3、過渡盲孔4、4個上排渣槽5、4個下排渣槽6、2個上水孔7和2個下進氣孔8 ;所述的十字刃I位於鑽頭的頭部，向下有3°的隙角，通過圓弧與鑽頭裙部2相接；所述上排渣槽5共4個，與十字刃I間隔分布，且上排渣槽5呈V型，上排渣槽5槽底由十字刃I中心開始，斜向下與水平面成30夾角；所述下排渣槽6緊接著上排渣槽5，同樣呈V型，且下排渣槽6槽底斜向下與水平線成75夾角；所述內螺紋3位於鑽頭尾部，長度為自鑽式中空錨杆體螺距的3倍；所述過渡盲孔4位於內螺紋3的底部，且過渡盲孔4直徑小於內螺紋3孔直徑；上水孔7為通孔，一端貫入過渡盲孔4，另一端斜向上與中心線成30°夾角且通入上排渣槽5與下排渣槽6交界點。下進氣孔8為通孔，一端貫入過渡盲孔4，另一端斜向下與中心線成60°夾角且通入下排渣槽6末端，且所述下進氣孔8與上水孔7在圓周方向間隔分布。
[0023]例如在鑽進普通花崗巖的過程中，鑽頭打碎的鑽屑需排出鑽孔才能保證鑽頭鑽進的速度，當水或空氣從過渡盲孔4中以速度2m/s流入上水孔7時，由於橫截面積的突然減小,壓縮水或空氣的壓強增大,流速也隨著變大,導致速度V2XV1，根據文丘裡效應，就會在上水孔7的入口處會形成低壓，致使下進氣孔8中的氣流以速度V3進入過渡盲孔4，增加過渡盲孔4中Vl的速度，使得水或空氣從上水孔7噴出時，壓強大幅度提高，速度增加為4m/s，衝擊鑽頭周圍鑽屑，使之沿著排渣槽5、排渣槽6向後排出。
[0024]實施例2
[0025]一種自鑽式中空錨杆鑽頭，包括十字刃1、鑽頭裙部2、內螺紋3、過渡盲孔4、4個上排渣槽5、4個下排渣槽6、2個上水孔7和2個下進氣孔8 ;所述的十字刃I位於鑽頭的頭部，向下有5°的隙角，通過圓弧與鑽頭裙部2相接；所述上排渣槽5共4個，與十字刃I間隔分布，且上排渣槽5呈V型，上排渣槽5槽底由十字刃I中心開始，斜向下與水平面成40°夾角；所述下排渣槽6緊接著上排渣槽5，同樣呈V型，且下排渣槽6槽底斜向下與水平線成85°夾角；所述內螺紋3位於鑽頭尾部，長度為自鑽式中空錨杆體螺距的4倍；所述過渡盲孔4位於內螺紋3的底部，且過渡盲孔4直徑小於內螺紋3孔直徑；上水孔7 —端貫入過渡盲孔4，另一端斜向上與中心線成40°夾角且通入上排渣槽5與下排渣槽6交界點。所述下進氣孔8為通孔，一端貫入過渡盲孔4，另一端斜向下與中心線成55°夾角且通入下排洛槽6末端，下進氣孔8與上水孔7在圓周方向間隔分布。
[0026]例如在鑽進火山巖的過程中，當水或空氣從過渡盲孔4中以速度2.5m/s流入上水孔7時，在上水孔7的入口處會形成低壓，使得水或空氣從上水孔7噴出時，壓強大幅度提高，速度增加為4.5m/s，衝擊鑽頭周圍鑽屑沿著排渣槽5、6向後排出。
[0027]對比例I
[0028]現有技術中的自鑽式中空錨杆鑽頭包括:十字刃1、鑽頭裙部2、4個上排渣槽5、4個下排渣槽6、內螺紋3、過渡盲孔4和4個上水孔7。其中所述十字刃I位於鑽頭的頭部，向下有3°的隙角，通過圓弧與鑽頭裙部2相接；所述上排渣槽5共4個，與十字刃I間隔分布，且上排渣槽5呈V型，上排渣槽5槽底由十字刃I中心開始，斜向下與水平面成33°夾角；下排渣槽6緊接著上排渣槽5，同樣呈V型，且下排渣槽6槽底斜向下與水平線成80°夾角；所述內螺紋3位於鑽頭尾部，長度為自鑽式中空錨杆體螺距的3-4倍；所述過渡盲孔4位於內螺紋3的底部，且過渡盲孔4直徑小於內螺紋3孔直徑，深度10?15mm ;上水孔7為通孔，一端貫入過渡盲孔4，另一端斜向上與中心線成35°夾角且通入上排渣槽5與下排渣槽6交界點。
[0029]現有技術在鑽進過程中，在鑽進花崗巖巖石時，以注漿泵壓力為0.8MPa，中空錨杆中空直徑為20mm為例，水或空氣剛出注漿泵的速度為6.4m/s,當水或空氣到達鑽頭部位時，水流或氣流的速度已減為2m/s，嚴重影響鑽孔排屑。
[0030]可見，在實施過程中，當水或空氣通過錨杆中空部分到達鑽頭部位時，由於能量的損耗，壓強減弱，嚴重影響清理鑽孔和排屑，從而影響了鑽頭的鑽進速度，並且由於排屑的不充分，使鑽頭的壽命明顯降低，而改進之後的鑽頭可以改善這方面的缺陷。
【權利要求】
1.一種自鑽式中空錨杆鑽頭，包括十字刃、鑽頭裙部、4個對稱上排渣槽、4個對稱下排渣槽、內螺紋、過渡盲孔和2個上水孔；其特徵在於:自鑽式中空錨杆鑽頭具有2個下進氣孔，下進氣孔為通孔，一端貫入過渡盲孔，另一端斜向下與中心線成55°?65°夾角且通入下排渣槽末端，且所述下進氣孔與上水孔在圓周方向間隔分布。
2.根據權利要求1所述自鑽式中空錨杆鑽頭，其特徵是:所述的十字刃位於鑽頭的頭部，向下有3°?5°的隙角，通過圓弧與鑽頭裙部相接。
3.根據權利要求1或2任一項所述自鑽式中空錨杆鑽頭，其特徵是:所述的4個上排渣槽與十字刃間隔分布，且上排渣槽呈V型，上排渣槽槽底由十字刃中心開始，斜向下與水平面成30?40°夾角；所述下排渣槽緊接著上排渣槽，同樣呈V型,且下排渣槽槽底斜向下與水平線成75?85°夾角；所述內螺紋位於鑽頭尾部，長度為自鑽式中空錨杆體螺距的3-4倍；所述過渡盲孔位於內螺紋的底部，且過渡盲孔直徑小於內螺紋孔直徑。
4.根據權利要求1或2任一項所述自鑽式中空錨杆鑽頭，其特徵是:所述的上水孔為通孔，一端貫入過渡盲孔，另一端斜向上與中心線成30°?40°夾角且通入上排渣槽與下排渣槽交界點。
5.根據權利要求3所述自鑽式中空錨杆鑽頭，其特徵是:所述的上水孔為通孔，一端貫入過渡盲孔，另一端斜向上與中心線成30°?40°夾角且通入上排渣槽與下排渣槽交界點。
【文檔編號】E21B10/60GK204098791SQ201420395369
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】許巖波, 杜景景, 劉源濤, 趙博鋒, 張豐霞, 孫曉剛, 肖盼盼, 肖智廣 申請人:洛陽恆諾錨固技術有限公司