带有涂层球齿凸起的球齿钻头及自钻式锚固系统技术方案

本实用新型专利技术属于岩土锚固技术领域。一种带有涂层球齿凸起的球齿钻头，包括：钻头本体，其顶部端面为钻孔锥面；和球齿凸起，多个所述球齿凸起布设在所述钻孔锥面上，且在所述球齿凸起上涂有硬质涂层；其中，多个所述球齿凸起的旋转轨迹覆盖钻头端面。一种自钻式锚固系统，包括上述的带有涂层球齿凸起的球齿钻头、中空锚杆，所述带有涂层球齿凸起的球齿钻头连接设置在所述中空锚杆上；和注浆泵，其与所述中空锚杆连接。本申请结构设计合理，简化了制造工序，降低了生产制造成本，并减少了传统的硬质合金齿的合金金属材料的消耗。

Spherical Tooth Bit with Coated Spherical Tooth Protrusion and Self-drilling Anchorage System

【技术实现步骤摘要】
带有涂层球齿凸起的球齿钻头及自钻式锚固系统
本技术属于岩土锚固
，具体涉及一种带有涂层球齿凸起的球齿钻头及自钻式锚固系统。
技术介绍
自钻式锚固系统中的带有硬质合金球齿的钻头，是整个锚固系统的主要部件之一，一般用作地质条件为较软的沉积岩类如泥灰岩、泥石、粉砂岩等中软岩土层或较硬岩土的钻孔和锚固；该钻头的功能是要在支护的位置钻出锚固系统的所需孔和注浆，并且在注浆后钻头部位以及整个锚固系统成为被动支护或主动支护的支点，从而使注浆后的注浆体与地层牢固结合形成锚固系统。该钻头是一次性使用的钻头。也在钻孔完成后作为锚固体的一部分留在所要支护地层中。自钻式锚固系统的端面球齿硬质合金钻头一般的结构式是：在钻头的端部的设计有中心圆锥面和外圆锥台面，沿着端部圆锥面边缘设计有上排屑槽和下排屑槽，在上排屑槽或者下排屑槽中间处设置有水孔与钻头中心相通；在钻头端部上圆锥面和外圆锥台面表面上设有与圆锥面/外圆锥台母线垂直的盲孔，在盲孔中镶嵌（钎焊或冷压等）有硬质合金的球齿，球齿的端部半球面高出锥面表面作为切削部位，用于钻头在切削过程中磨碎岩土形成碎屑；磨碎的岩土碎屑颗粒通过上排渣槽和下排屑槽排出到钻孔的后部；在排渣槽内表面上设置有通孔来连通钻头中心和中空钻杆内部，其功能是在钻孔时能够连接注浆泵冲洗钻孔和注浆。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种带有涂层球齿凸起的球齿钻头及自钻式锚固系统，其结构设计合理，简化了制造工序，降低了生产制造成本，并减少了传统的硬质合金齿的合金金属材料的消耗。为达到上述目的，所采取的技术方案是：一种带有涂层球齿凸起的球齿钻头，包括：钻头本体，其顶部端面为钻孔锥面；和球齿凸起，多个所述球齿凸起布设在所述钻孔锥面上，且在所述球齿凸起上涂有硬质涂层；其中，多个所述球齿凸起的旋转轨迹覆盖钻头端面。优选地，所述钻孔锥面与钻头本体的外缘之间设置有外周锥台，在所述外周锥台上布设有多个球齿凸起。优选地，所述球齿凸起呈半球形、或棱锥形、或圆锥形。优选地，所述硬质涂层为硬质金属涂层、硬质合金涂层或硬质非金属涂层。优选地，所述硬质涂层采用热喷涂或电镀喷包覆在球齿凸起上。优选地，所述硬质涂层的喷涂面积为球齿凸起；或球齿凸起和相应的周边的钻头本体端面上；或包覆整个布设有球齿凸起的钻头端面。优选地，所述钻头本体上布设有多道排屑槽，在所述排屑槽和钻头本体的外缘上均设置有水孔。优选地，以所述钻头本体的中轴线为中心，所述球齿凸起在多个同心圆上布设，且多个所述球齿凸起交错设置。优选地，所述球齿凸起的数量为3-100个，所述球齿凸起与钻头本体为一体形成结构。一种自钻式锚固系统，包括：如上述的带有涂层球齿凸起的球齿钻头；中空锚杆，所述带有涂层球齿凸起的球齿钻头连接设置在所述中空锚杆上；水泵；注浆泵；和钻机，其驱动所述中空锚杆和所述带有涂层球齿凸起的球齿钻头旋转钻进。采用上述技术方案，所取得的有益效果是：本技术通过在钻孔锥面上设置半球形状球齿凸起，并将硬质材料涂层涂到半球形凸起表面上，实现涂层坚硬材料代替镶嵌硬质合金切削齿来实现钻头切削功能；这样简化了制造工艺，仅在半球形凸起涂有坚硬材料层减少了传统的镶嵌硬质合金齿的合金金属材料的消耗，降低了生产制造成本，并且极大地节约传统的镶嵌硬质合金球齿的硬质合金材料和有助于环境保护。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下文中将对本技术实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本技术的一些实施例，而非将本技术的全部实施例限制于此。图1示出了根据本技术实施例的带有涂层球齿凸起的球齿钻头的立体结构示意图。图2示出了根据本技术实施例的带有涂层球齿凸起的球齿钻头的侧视结构示意图。图中序号：100为钻头本体、101为钻孔锥面、102为外周锥台、103为钻头本体的外缘、200为球齿凸起、300为排屑槽、301为上排屑槽、302为下排屑槽、400为水孔。具体实施方式为了使得本技术的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本技术具体实施例的附图，对本技术实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参见图1和图2，本申请公开了一种带有涂层球齿凸起的球齿钻头，是集钻孔、注浆和锚固为一体的一次性岩土钻头，用于自钻式锚固系统的钻孔和围岩锚固支护；适用的岩土地质环境一般为较软的沉积岩类如泥灰岩、泥石、粉砂岩等中软岩土层或较硬岩土。在全钢的球齿钻头表面的球齿凸起表面全部覆盖坚硬的金属涂层来提高球齿凸起的硬度，来代替镶嵌（钎焊、冷压等）的硬质合金材质的球齿。具体的，本实施例提供了一种带有涂层球齿凸起的球齿钻头包括钻头本体100和球齿凸起200，其钻头本体100顶部端面为钻孔锥面101，多个所述球齿凸起布设在所述钻孔锥面上，所述钻孔锥面101与钻头本体的外缘103之间设置有外周锥台102，在所述外周锥台102上页布设有多个球齿凸起200。并且在所述球齿凸起200上涂有硬质涂层；其球齿凸起200可以为半球形、或棱锥形、或圆锥形，或者其他形状的凸起均可，所述硬质涂层为硬质金属涂层、硬质合金涂层或硬质非金属涂层，用于提高球齿凸起的耐磨性和球齿凸起的表面硬度，从而能够适应于钻头切削时被切削的岩石对钻头的摩擦，降低球齿凸起的磨损，满足切削的需要。本实施例中，多个所述球齿凸起200的旋转轨迹覆盖钻头端面，同时以所述钻头本体的中轴线为中心，所述球齿凸起在多个同心圆上布设，且多个所述球齿凸起200交错设置，从而使得其能够达到良好的切削效果，提高岩石的破碎效果和效率，降低钻头收到的切削应力集中。根据不同的涂层材质，其硬质涂层采用热喷涂或电镀喷包覆在球齿凸起上，正常情况下硬质涂层的喷涂范围以包覆球齿凸起即可，但是为了进一步的提高钻头的整体质量，还可以在球齿凸起和相应的周边的钻头本体端面上；或包覆整个布设有球齿凸起的钻头端面均可。钻头本体上布设有多道排屑槽，其排屑槽300包括上排屑槽301和下排屑槽302，用于排出钻出的岩石碎屑，在所述上排屑槽301和下排屑槽302的交线处和钻头本体100的外缘上均设置有与钻头本体100的中心相通的水孔400，用于进行冲洗和注浆。钻头本体下部的中心孔通过内螺纹与中空锚杆连接，并与外部的注浆泵连接，这样，就可实现在钻进同时冲洗和注浆的功能。其排屑槽的数量大致为3-6个，可根据钻头的规格设置。硬质涂层的材料具有一定的硬度，覆盖在半球形凸起（4）表面上，能够磨碎岩石，可以是合金材料，也可以是非金属材料。根据钻头的尺寸规格，在钻头本体100的端面上布置的球齿凸起200的数量为3-100个。球齿凸起200与钻头本体100为一体形成结构，可以是金属材料铸造成型，也可使机械加工成型，或者其他的方式制造，本实施例中钻头本体100和球齿凸起200采用全钢材质进行成型。一种自钻式锚固系统，包括：如上述的带有涂层球齿凸起的球齿钻头、中空锚杆、水泵、注浆泵和钻机，所述带有涂层球齿凸起的球齿钻头连接设置在所述中空锚杆上；水泵和注浆泵与中空锚杆连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有涂层球齿凸起的球齿钻头，其特征在于，包括：钻头本体，其顶部端面为钻孔锥面；和球齿凸起，多个所述球齿凸起布设在所述钻孔锥面上，且在所述球齿凸起上涂有硬质涂层；其中，多个所述球齿凸起的旋转轨迹覆盖钻头端面。

【技术特征摘要】
1.一种带有涂层球齿凸起的球齿钻头，其特征在于，包括：钻头本体，其顶部端面为钻孔锥面；和球齿凸起，多个所述球齿凸起布设在所述钻孔锥面上，且在所述球齿凸起上涂有硬质涂层；其中，多个所述球齿凸起的旋转轨迹覆盖钻头端面。2.根据权利要求1所述的带有涂层球齿凸起的球齿钻头，其特征在于，所述钻孔锥面与钻头本体的外缘之间设置有外周锥台，在所述外周锥台上布设有多个球齿凸起。3.根据权利要求1所述的带有涂层球齿凸起的球齿钻头，其特征在于，所述球齿凸起呈半球形、或棱锥形、或圆锥形。4.根据权利要求1所述的带有涂层球齿凸起的球齿钻头，其特征在于，所述硬质涂层为硬质金属涂层、硬质合金涂层或硬质非金属涂层。5.根据权利要求4所述的带有涂层球齿凸起的球齿钻头，其特征在于，所述硬质涂层采用热喷涂或电镀喷包覆在球齿凸起上。6.根据权利要求1所述的带有涂层球齿凸起的球齿钻头，其特征在于，所述硬质涂层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进海，许战波，许岩波，方延明，肖智广，牛翔，张丰霞，肖盼盼，
申请(专利权)人：洛阳恒诺锚固技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41