新型扩孔钻具制造技术

一种新型扩孔钻具，由动力头、钻杆、扶正器和扩孔钻具组成。动力头提供转速和扭矩，通过钻杆传递给钻头，扶正器保证钻杆按预设轨迹钻进；为三个扩孔钻瓣组成扩孔钻具，负责环形区域的扩孔切削工作；连接法兰将旋挖筒与扩孔钻瓣连接成一个整体；旋挖筒用于取芯钻进，切削形成的土屑通过挤压作用进入旋挖筒提出孔外卸土清除；在保证钻孔直径、垂直度的前提下，钻头的快速旋转切割桩体的整体或部分，并将被切削的桩体整体取出，可以在下一次钻进过程中通过旋转挤压使残留在钻孔内的切削碎块进入钻筒内，从而达到成孔的目的。

A new type of reaming drilling tool

A new type of hole reaming tool is made up of a power head, a drill rod, a centralizer and a reaming drill tool. The power head provides speed and torque, pass to drill through the drill pipe, drill pipe centralizer guarantee according to the preset trajectory; three valve reamer reaming drill, cutting reaming responsible for annular region; the connecting flange of the drill valve are connected into a whole cylinder rotary drilling and reaming; for core drilling rotary drilling cylinder. The soil dust cutting formed by extrusion in rotary drilling hole tube proposed dump clearance; under the premise of ensuring the hole diameter, verticality, fast rotary cutting pile drill in whole or in part, and will be cutting out the whole pile, in a drilling process by rotating extrusion the residual fragments in the drilling cutting into the drill barrel, so as to achieve the purpose of pore forming.

【技术实现步骤摘要】
新型扩孔钻具所属
本专利技术涉及一种新型扩孔钻具，尤其应用于路基搭设。
技术介绍
随着钻进技术的不断发展与完善，新的钻进方式层出不穷，在设备上也有明显地进步。国内外众多高校与企业在钻头的设计、制造和使用方面都进行了大量的研究开发工作，已由最初的双中心扩孔钻头发展成现在商业化水平的扩孔钻具系列。双中心扩孔钻头包括扩眼器和领眼钻头两个部分，分别具有自身的旋转中心，既可以钻进又能实现定中。钻具上部分为扩眼器，回转半径等于所需桩孔的孔径。目前，双中心钻头已进入系列化生产，美国的史密斯（SMITH）公司拥有最齐全的种类，软到中软地层使用刚体结构，软到中硬地层使用胎体结构。我国高速铁路无砟轨道迅猛发展，预计到2015年高速铁路里程将达1.2万多公里，还有大中城市如长株潭城市圈、武汉周边城市圈、珠江三角洲、长江三角洲等上万公里的便捷轨道交通，总里程的30～40％为路基工程。高速铁路无轨道路基沉降变形控制要求高，一般路基在使用期间（100年）沉降不超过15mm，过渡段差异沉降不超过5mm。无砟轨道路基结构在使用期内不能维修，若超过上述沉降变形限值，则可能导致重大安全事故，甚至报废整个高速铁路。运营3～5年以后，其路基工程将面临大量的维护和养护工作，路基沉降变形控制问题尤为突出。因此如何在不破坏上部无砟轨道结构，不影响车辆通行情况下，对路基基础进行加固，保持“零”沉降，已成为目前铁路部门亟待解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有的新型扩孔钻具密封性能较差，且工作时可靠性较差的问题，本专利技术提供一种新型扩孔钻具，该型新型扩孔钻具具有良好的机械性能，减小了钻进摩擦，增强了切削能力；与扩孔钻瓣上的限位机构相配合，约束扩孔钻瓣的运动终止位置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：旋挖扩孔钻具系统主要由动力头、钻杆、扶正器和扩孔钻具组成。动力头提供转速和扭矩，通过钻杆传递给钻头，扶正器保证钻杆按预设轨迹钻进；三个扩孔钻瓣组成扩孔钻具，负责环形区域的扩孔切削工作；连接法兰将旋挖筒与扩孔钻瓣连接成一个整体；旋挖筒用于取芯钻进，切削形成的土屑通过挤压作用进入旋挖筒提出孔外卸土清除；该钻具能够一次成孔完成排屑和跟管钻进；在保证钻孔直径、垂直度的前提下，钻头的快速旋转切割桩体的整体或部分，并将被切削的桩体整体取出，可以在下一次钻进过程中通过旋转挤压使残留在钻孔内的切削碎块进入钻筒内，从而达到成孔的目的；筒式钻头主要靠外出刃、内出刃、底出刃进行接触切削，减小了钻进摩擦，增强了切削能力，同时受到扰动破碎及切削土屑的挤压作用，尚未被完全破碎的较大的石块、土块也被挤入筒内。本专利技术的有益效果是：该新型扩孔钻具钻进速度快，耗资成本低；与扩孔钻瓣上的限位机构相配合，约束扩孔钻瓣的运动终止位置；钻进时排气孔平衡筒内外的压力，便于将切削土屑挤压进旋挖筒。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是旋挖扩孔钻具系统。图1中，1：动力头；2：导向夹持机构；3：钻杆；4：扶正器；5：卡箍；6：连接方套；7：旋挖筒；8：扩孔钻具。具体实施方式优选的，。旋挖扩孔钻具系统主要由动力头、钻杆、扶正器和扩孔钻具组成。动力头提供转速和扭矩，通过钻杆传递给钻头，扶正器保证钻杆按预设轨迹钻进。三个扩孔钻瓣组成扩孔钻具，负责环形区域的扩孔切削工作；连接法兰将旋挖筒与扩孔钻瓣连接成一个整体；旋挖筒用于取芯钻进，切削形成的土屑通过挤压作用进入旋挖筒提出孔外卸土清除。该钻具能够一次成孔完成排屑和跟管钻进，具体结构如图1所示。优选的，跟管钻进扩孔钻具有收拢和展开两个状态。动力头能够正反两个方向转动，当动力头正向旋转时，扩孔钻瓣借助离心力及与土体切削面之间的接触力的作用，逐渐展开包络面积增大，进入工作状态。动力头反向旋转时，钻瓣依然会受到离心力的作用绕着法兰轴反向转动，逐渐向内收拢。优选的，扩孔钻瓣形状为弧形，一端窄一端宽，一侧为与连接法兰限位凸块相配合的限位凹槽，另一侧为工作平面布有旋挖钻齿。优选的，连接法兰盘内径与旋挖筒外径相同，为螺纹孔，通过螺钉与旋挖筒的台阶相连，对两瓣式旋挖筒起到固定作用。沿法兰周向均匀布置三个轴和三个凸块，扩孔钻瓣钻瓣套在轴上，它为扩孔钻瓣的旋转轴，为扩孔钻瓣的限位机构，与扩孔钻瓣上的限位机构相配合，约束扩孔钻瓣的运动终止位置。优选的，三个扩孔钻瓣沿连接法兰周向均匀分布，分别可以绕连接旋转轴在一定的角度范围内转动，两个极限旋转位置即为钻具的打开和闭合位置，扩孔钻具在打开状态转动时，钻瓣的两端会分别相互抵住，具有一定的刚性，抵抗外力的作用。此时，扩孔钻瓣可以包络形成一圆形的钻进工作区域。收拢状态时法兰和钻瓣上的限位机构相互接触发挥作用，钻瓣不再转动，钻具实现轴向移动。优选的，为了提高安全阀的抗振性能,除了为安全阀配置了必须的弹簧和弹簧座,还配置了合理的密封面定位系统，即用整体阀杆贯穿整个弹簧内部,弹簧两端用弹簧座对夹；阀杆的上端外套调整螺杆,调整螺杆具有调整弹簧的预压缩量,协助弹簧和其他部件使阀门在低于整定压力时保持关闭状态，而且通过其内圆柱面与阀杆上端的间隙配合,对阀杆上端有很好的导向作用。优选的，在保证钻孔直径、垂直度的前提下，钻头的快速旋转切割桩体的整体或部分，并将被切削的桩体整体取出，可以在下一次钻进过程中通过旋转挤压使残留在钻孔内的切削碎块进入钻筒内，从而达到成孔的目的。筒式钻头主要靠外出刃、内出刃、底出刃进行接触切削，减小了钻进摩擦，增强了切削能力，同时受到扰动破碎及切削土屑的挤压作用，尚未被完全破碎的较大的石块、土块也被挤入筒内。优选的，旋挖筒工作时不需要破碎的钻进圆面内的全部区域，只需进行接触环状区域内切削破碎，钻进速度快，耗资成本低；其一端与上部的钻杆连接，接受动力头传递来的扭矩与钻压。另一端布置钻齿，切削外部扩孔钻具钻进形成土柱的环形部分的土体，最后刀具收拢土柱完全被切割，旋挖筒完成取芯工作。中间部分设有一个较大的轴肩，与套管的内轴肩相配合，将动力头传递来的钻压传给外部套管，带动套管潜入孔中，实现跟管钻进。接近钻齿处的台阶，用于法兰盘连接，钻进时排气孔平衡筒内外的压力，便于将切削土屑挤压进旋挖筒。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型扩孔钻具，由动力头、钻杆、扶正器和扩孔钻具组成，其特征是：动力头提供转速和扭矩；三个扩孔钻瓣组成扩孔钻具；旋挖筒用于取芯钻进；钻头的快速旋转切割桩体的整体或部分。

【技术特征摘要】
1.一种新型扩孔钻具，由动力头、钻杆、扶正器和扩孔钻具组成，其特征是：动力头提供转速和扭矩；三个扩孔钻瓣组成扩孔钻具；旋挖筒用于取芯钻进；钻头的快速旋转切割桩体的整体或部分。2.根据权利要求1所述的新型扩孔钻具，其特征是：动力头提供转速和扭矩，通过钻杆传递给钻头，扶正器保证钻杆按预设轨迹钻进。3.根据权利要求1所述的新型扩孔钻具，其特征是：三个扩孔钻瓣组成扩孔钻具，负责环形区域的扩孔切削工作；...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志杰，
申请(专利权)人：何志杰，
类型：发明
国别省市：辽宁,21