新型柔底式斗型钻头制造技术

本发明专利技术涉及工程施工用钻头技术领域，具体地说，涉及一种新型柔底式斗型钻头。其包括钻头本体，钻头本体包括储石部，储石部上端设有用于与钻杆配合的连接部，储石部下端设有钻头部；储石部包括两端开口的筒状储石部主体，储石部主体内设有储石腔；储石腔下端内壁在周向上均匀间隔地设有多根钢丝绳，钢丝绳沿储石腔径向设置；钻头部包括在周向上均匀间隔设置的至少2个拔片，所述至少2个拔片的下端相互连接并形成锥角，拔片上端与储石部主体下端连接。本发明专利技术能够对多种粒径的卵石进行清除，适用范围广，且制作成本低，施工效率高。

【技术实现步骤摘要】
新型柔底式斗型钻头
本专利技术涉及工程施工用钻头
，具体地说，涉及一种新型柔底式斗型钻头。
技术介绍
对于如江南平原等复杂的地质，因其地质中存在着大量因洪水冲刷形成的卵石，故会对工程灌注桩施工造成极大的困难。这是由于，卵石层属于松散底层，具有孔隙大、透水性强、压缩性低及抗剪强度大等特点，且卵石层填充物多为细沙故无粘性，而且地下水的存在也在一定程度上起到了润滑的作用，这就会给钻头在钻进过程中的压实和携渣造成极大的困难，严重影响施工效率。另外，对于如江南平原等地貌，其卵石层不仅粒径大(粒径最大可达500mm)且厚度大(最大厚度可达8米)，故如何穿越卵石层成为了工程灌注桩施工的主要难点。并且，现有技术中出于工程经济性设计的考虑，桩体设计通常采用小桩径，群桩直径在0.8m～1m，这就进一步地加大了工程灌注桩穿越卵石层的施工难度。目前工程实践中所用的灌注桩钻头多达几十种，但能够较佳适用于卵石层施工的钻头仅有嵌岩双底捞砂斗、嵌岩筒钻及螺旋钻头3种类型。其中，嵌岩双底捞砂斗是常规双底捞砂钻斗的改进型，其在钻门附近加装了若干个截齿以适宜岩石的破碎，是一种适用于对卵石层、碎石层、中等风化等类土质软岩进行施工的高强度钻头。其中，嵌岩筒钻是一种常见的灌注桩钻头，根据地质条件可采用嵌岩筒钻、双层筒钻或三层筒钻；双层筒钻是一种适用于卵石层施工的常见钻头，其采用一种全新的钻进思想——挤，即将大小不一的碎、卵石在筒内挤密后带出孔外，其相对于嵌岩双底捞砂斗的优点就在于其无筒底，所以其适用的范围也增大，适用卵石粒径达到200～500mm；其在设计使用时，需要根据成桩孔径设计外筒直径，根据卵石的平均粒径设计内筒直径，内筒比外筒高，此钻具已在国内得到广泛应用，钻进效率及钻齿损耗方面，明显优于其它钻具。其中，螺旋钻头适用于孔内漂石、孤石硬质岩层的破碎，对于部分胶泥地层及中等密实程度的卵石土质，在选用嵌岩双底捞砂斗无法钻进时，可采用螺旋钻头进行钻进；其优势在于，钻头高度最大可达4m，单次进尺量大，而且能有效地避免如其它钻头在施工中卸渣困难的问题。目前，在实际的灌注桩施工中，遇到卵石层时的处理方法通常是：在碎石地层，可使用嵌岩双底捞砂斗清除小直径颗粒；在中等颗粒卵石层，通过嵌岩筒钻及螺旋钻头的配合钻进，可以发挥很好的效果；在遇到大粒径卵石时，可用螺旋松动后带出，或配合使用嵌岩筒钻带出。但上述方法的缺点也比较明显：1、嵌岩双底捞砂斗的捞石能力取决于斗底开门的大小，而斗底开门的大小受限于整个钻斗的直径大小，当遇到小直径桩体时，斗底开门也会变小，经过测算，当桩体只有800mm时，斗底开门大小仅有25mm，当卵石粒径大于斗底开门大小时，卵石即无法进入斗内，故其适用范围受桩体直径影响较大；2、双层筒钻的缺点也是来源于钻筒的结构缺陷，一方面其内层钻筒需要进行单独设计，其设计时需要预先估算好卵石的粒径大小，当实际地质中粒径大于预先估算大小时则无法取出卵石；另一方面其内层钻筒的大小受制于外层钻筒的直径，一般内层钻筒直径为外层钻筒直径的1/2，因此当遇到小直径钻桩时，其取石能力也收到了限制；再者因其增加了内层钻筒，其成本也相应增大，钻齿的损耗也增大，经济性较差；3、螺旋钻头在应用于卵石层施工时也存在着一些缺点，一方面，其仅能适用于小桩径、内聚力较大的粘土层，因其导向性能及抗压、抗扭能力较差，故不适合对易塌孔、易掰齿的卵石地层进行钻进；另一方面，螺旋钻头也受限于叶片的大小及其与芯轴管的空间大小，当卵石大小超过其空间大小后，卵石便无法进入叶片中，从而无法通过钻头将卵石取出。
技术实现思路
本专利技术的内容是提供一种新型柔底式斗型钻头，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。根据本专利技术的一种新型柔底式斗型钻头，其包括钻头本体，钻头本体包括储石部，储石部上端设有用于与钻杆配合的连接部，储石部下端设有钻头部；储石部包括两端开口的筒状储石部主体，储石部主体内设有储石腔；储石腔下端内壁在周向上均匀间隔地设有多根钢丝绳，钢丝绳沿储石腔径向设置；钻头部包括在周向上均匀间隔设置的至少2个拔片，所述至少2个拔片的下端相互连接并形成锥角，拔片上端与储石部主体下端连接。本专利技术中，由于钢丝绳不仅具有承载安全系数大、使用安全可靠的特点，且还具有柔软性能好、较高的抗冲击韧性等优点。故通过采用钢丝绳作为储石部主体的下底，能够较佳地利用其柔性及刚性并举的特性。通过将钢丝绳设于储石部主体的下端开口处，使得：在钻进过程中，钻头部能够拨动钻孔内的卵石，之后松动的卵石能够因钢丝绳的柔性而较佳地进入储石腔内；在卵石进入储石腔后，钢丝绳因其刚性能够较佳地形成对储石腔底部的硬性支撑，从而能够较佳地将卵石限制在储石腔内，进而能够较佳地达到将卵石携带出孔的目的。本专利技术中，通过采用上述结构，能够对多种粒径的卵石进行清除，适用范围广，且制作成本低，施工效率高。此外，由于钻头部包括在周向上均匀间隔设置的至少2个拔片，所述至少2个拔片的下端相互连接并形成锥角，从而能够较佳地对卵石进行拨动。作为优选，拔片沿长度方向间隔设有多个第一钻齿。从而能够较佳地增加钻头部对卵石的搅动能力，进而更进一步地提升了钻头部的钻进能力，且能够更佳地便于卵石向储石腔内聚集。作为优选，储石部主体下端与所述至少2个拔片一一对应地设有多个拔片连接槽，相应拔片卡入对应拔片连接槽内，且拔片向储石部主体外周突出。拔片卡入对应拔片连接槽内后，能够通过焊接地方式将拔片与储石部主体下端连接，进而使得拔片能够较为牢固地与储石部主体进行连接；另外，由于拔片向储石部主体外周突出，这不仅使得钻头部钻出的孔径能够大于储石部主体的外径从而便于储石部主体的进退，而且还能够较佳地对钻孔边缘处的卵石进行拔除。作为优选，连接部包括连接部支架和设于连接部支架上方的连接部接头。作为优选，储石部主体侧壁处设有一取石口，取石口处设有一开关门，开关门一侧与储石部主体侧壁铰接，开关门另一侧与储石部主体卡扣连接。从而能够较佳地便于对储石腔内卵石的取出。作为优选，所述多根钢丝绳等长，且所述多根钢丝绳内端相互远离且形成一直径为8～12cm的圆形孔隙。圆形孔隙的设置，能够较佳地降低卵石进入储石腔内时所受到的来自钢丝绳的阻力，从而能够较佳地便于卵石进入储石腔内。作为优选，所述多根钢丝绳包括间隔设置的短钢丝绳和长钢丝绳，长钢丝绳的内端相互交叉设置。使得所述多根钢丝绳内端间没有间隙，从而能够较佳地减少小粒径卵石的漏出，且由于钢丝绳间相互交错，故能够彼此搭接承重，故能提升所述多根钢丝绳的承载力。作为优选，储石部主体侧壁处沿径向设有用于安装钢丝绳外端的钢丝绳安装孔。从而较佳地便于钢丝绳的安装。作为优选，钢丝绳内端设有钢丝绳保护套。从而能够较佳地降低钢丝绳内端处的磨损。附图说明图1为实施例1中的一种新型柔底式斗型钻头的钻头本体的示意图；图2为实施例1中的一种新型柔底式斗型钻头的储石部主体的示意图；图3为实施例1中的一种新型柔底式斗型钻头的钻头部的示意图；图4为实施例1中的一种新型柔底式斗型钻头的连接部的示意图；图5为实施例1中的一种新型柔底式斗型钻头的钢丝绳排布的示意图；图6为实施例2中的一种新型柔底式斗型钻头的钢丝绳排布的示意图。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。应当理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型柔底式斗型钻头，其特征在于：包括钻头本体(100)，钻头本体(100)包括储石部(110)，储石部(110)上端设有用于与钻杆配合的连接部(120)，储石部(110)下端设有钻头部(130)；储石部(110)包括两端开口的筒状储石部主体(210)，储石部主体(210)内设有储石腔(211)；储石腔(211)下端内壁在周向上均匀间隔地设有多根钢丝绳(111)，钢丝绳(111)沿储石腔(211)径向设置；钻头部(130)包括在周向上均匀间隔设置的至少2个拔片(131)，所述至少2个拔片(131)的下端相互连接并形成锥角，拔片(131)上端与储石部主体(210)下端连接。

【技术特征摘要】
1.新型柔底式斗型钻头，其特征在于：包括钻头本体(100)，钻头本体(100)包括储石部(110)，储石部(110)上端设有用于与钻杆配合的连接部(120)，储石部(110)下端设有钻头部(130)；储石部(110)包括两端开口的筒状储石部主体(210)，储石部主体(210)内设有储石腔(211)；储石腔(211)下端内壁在周向上均匀间隔地设有多根钢丝绳(111)，钢丝绳(111)沿储石腔(211)径向设置；钻头部(130)包括在周向上均匀间隔设置的至少2个拔片(131)，所述至少2个拔片(131)的下端相互连接并形成锥角，拔片(131)上端与储石部主体(210)下端连接。2.根据权利要求1所述的新型柔底式斗型钻头，其特征在于：拔片(131)沿长度方向间隔设有多个第一钻齿(132)。3.根据权利要求1或2所述的新型柔底式斗型钻头，其特征在于：储石部主体(210)下端与所述至少2个拔片(131)一一对应地设有多个拔片连接槽(212)，相应拔片(131)卡入对应拔片连接槽(212)内，且拔片(131)向储石部主体(210)外周突出。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：关绍峰，赵杰，桂和怀，朱冠旻，单长孝，王民，韩启云，徐鹏飞，李凯，
申请(专利权)人：安徽送变电工程有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34