用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，包括导向钻头组件以及配合连接在所述导向钻头组件下方的扩孔钻头组件，所述导向钻头组件径向尺寸小于所述扩孔钻头组件的径向尺寸；其结构可靠，使用性能好，有效的避免了高低应力软弱围岩缩孔、塌孔和成孔质量差的问题，钻孔效率高，成孔质量好。

【技术实现步骤摘要】
用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构
本技术涉及隧道钻孔支护施工
，具体涉及一种用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构。
技术介绍
预应力长锚杆/锚索支护技术在挤压型大变形隧道中可成功应用的前提是打设的深锚孔可稳定成孔，因此对钻孔机具的选用提出了更高的要求，特别是钻头的选择，是制约长锚孔的钻孔效率与成孔效果的关键因素。挤压大变形隧道工程中钻孔受岩层软弱破碎、地应力高等不利因素影响，极易出现缩孔、塌孔等情况，致大孔径钻孔的成孔效率低；同时，对于深钻孔的打设，也存在着钻进效率低，钻孔平、圆顺性差和排渣不畅或堵孔等情况。
技术实现思路
本技术的目的在于提供用于一种用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，以解决现有钻头钻孔效率低、成孔质量差的问题。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，包括导向钻头组件以及配合连接在所述导向钻头组件下方的扩孔钻头组件，所述导向钻头组件径向尺寸小于所述扩孔钻头组件的径向尺寸；所述导向钻头组件包括钻体、设置于所述钻体上的钻台以及分别设置在所述钻台上且与所述钻台、钻体设置为一体式结构的多个导向钻头，相邻所述导向钻头之间形成排渣槽，沿所述钻台中轴线方向上开设有出水孔，所述钻体两侧开设有出水槽，所述扩孔钻头组件配合连接在所述钻体下端。进一步，所述扩孔钻头组件包括内部具有安装孔的柱形钻台、沿所述柱形钻台圆周方向上设置且与所述柱形钻台连接为一体式结构的多个钻头安装体以及设置在所述钻头安装体上端的扩孔钻头，且多个所述钻头安装体按相同时针方向设置，相邻所述钻头安装体之间形成排渣槽，所述导向钻头组件的钻体配合连接在所述柱形钻台的安装孔内。进一步，所述导向钻头的内侧面与所述扩孔钻头内侧面上均设置有切割片，且所述切割片表面设置有弧形凸起。进一步，所述导向钻头为两个，且两个所述导向钻头关于所述出水孔对称且相向设置。进一步，所述导向钻头的后倾角为15°-20°，侧转角为5°-7.5°。进一步，所述扩孔钻头为三个，且所述扩孔钻头的后倾角为20°-25°，侧转角为7.5°-15°。进一步，所述钻体外壁设置有外螺纹，所述柱形钻台的安装孔内开设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，通过所述外螺纹与所述内螺纹配合将所述钻体与所述柱形钻台连接。进一步，所述柱形钻台底端设置有与所述安装孔相连通的螺纹套管。进一步，所述导向钻头组件的钻台为具有弧面的柱台结构。进一步，所述出水槽为V字形结构，且沿所述钻体的外壁面径向开设。本技术具有以下有益效果：本技术所提供的一种用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，其结构可靠，使用性能好，有效的避免了高低应力软弱围岩缩孔、塌孔和成孔质量差的问题；通过导向钻头组件和扩孔钻头组件的组合形式，有效的提高了钻孔效率及成孔质量；通过双翼钻头快速切削出小钻孔，进行钻孔围岩应力与变形释放，并为后续成孔起到导向作用，提升钻孔顺直度，同时保证导向钻头的使用寿命；随后通过扩孔钻头钻出设计孔径，并通过扩孔钻头自身的结构特性对成孔壁粗糙处进行打磨，保证孔壁圆顺性；通过出水孔，既实现了对钻头切削的碎渣进行冲洗，又实现了对钻头的降温操作，提高钻头的使用性能，延长使用寿命。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术中导向钻头组件示意图；图3为本技术中导向钻头组件俯视图；图4为本技术中扩孔钻头组件示意图；图5为本技术中扩孔钻头组件示意图；图1至图5中所示附图标记分别表示为：1-导向钻头组件，2-扩孔钻头组件，10-钻体，11-钻台，12-导向钻头，13-排渣槽，14-出水孔，15-出水槽，201-安装孔，20-柱形钻台，21-钻头安装体，22-扩孔钻头，3-切割片，4-螺纹套管，5-钎杆，6-岩体。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，包括导向钻头组件1以及配合连接在导向钻头组件1下方的扩孔钻头组件2，导向钻头组件1径向尺寸小于扩孔钻头组件2的径向尺寸。导向钻头组件1与扩孔钻头组件2的顶端通过螺纹连接，形成组合钻头结构，扩孔钻头组件2的底端通过螺纹与钻机钎杆连接。在钻孔时，通过钻机钎杆驱动组合钻头结构运动，通过双翼导线钻头组件快速切削小钻孔，进行钻孔围岩应力与变形的释放，避免高低应力软弱围岩缩孔和塌孔的问题，并未后续成孔提供钻孔导向；随后通过扩孔钻头组件2钻出所需的设计孔径，有效的提高钻孔效率。如图2至图3所示，导向钻头组件1包括钻体10、设置于钻体10上的钻台11以及分别设置在钻台11上且与钻台11、钻体10设置为一体式结构的多个导向钻头12，相邻导向钻头12之间具有排渣槽13，沿钻台11中轴线方向上开设有出水孔14，钻体10两侧开设有出水槽15，扩孔钻头组件2配合连接在钻体10下端。两个导向钻头12关于出水孔14对称且相向设置，钻体10与扩孔钻头组件2配合连接，结构可靠，钻台11为具有弧面的柱台结构。在钻孔过程中，通过钎杆中的水管向钻头处供水并从出水孔14处流出，用以冲洗钻头切削的碎渣并对导向钻头12冷却降温，提高使用性能。通过排渣槽13对冲洗后的碎渣进行排除，避免堵塞钻头，排渣槽13呈V形结构，提高水流速度进而提高碎渣排除效率。如图4至图5所示，扩孔钻头组件2包括内部具有安装孔201的柱形钻台20、沿柱形钻台20圆周方向上设置且与柱形钻台20连接为一体式结构的三个钻头安装体21以及设置在所述钻头安装体21上端的扩孔钻头22，且三个所述钻头安装体21按相同时针方向设置，相邻所述钻头安装体21之间具有排渣槽13，导向钻头组件1的钻体10配合连接在柱形钻台20的安装孔201内。同时针方向包括同顺时针或同反时针。柱形钻台20的顶端与钻体10配合连接，柱形钻台20的底端与钎杆配合连接，且处于同一中轴线上。当导向钻头12钻孔后，再通过扩孔钻头22对导向钻头12钻取的小孔进行扩孔，且在钻取过程中，钻头旋转切削岩石，由出水孔14流出的水体流向钻头安装体21之间的排渣槽13，并通过排渣槽13将切削后的碎渣冲出，并且通过水流同时对切削产生高温的钻头进行冷却降温。为了提高钻孔效率，本技术中，导向钻头12的内侧面与扩孔钻头22内侧面上均设置有切割片3，且所述切割片3表面设置有弧形凸起。该切割片3为圆柱片形，优选地采用金刚石复合片，提高在钻孔过程中的成孔圆顺性。通过弧形凸起作为辅助钻孔件，在钻头钻孔的同时起到辅助钻孔作用，提高钻孔速度及效率。为了便于钻头破岩和排渣操作，本技术中，导向钻头12的后倾角为15°-20°，侧转角为5°-7.5°。为了提高钻孔的圆顺性及钻进效率，本技术中，扩孔钻头22的后倾角为20°-25°，侧转角为7.5°-15°。为了便于对导向钻头12和扩孔钻头22之间的更换及检修，本技术中，钻体10外壁设置有外螺纹，柱形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，其特征在于，包括导向钻头组件(1)以及配合连接在所述导向钻头组件(1)下方的扩孔钻头组件(2)，所述导向钻头组件(1)径向尺寸小于所述扩孔钻头组件(2)的径向尺寸；/n所述导向钻头组件(1)包括钻体(10)、设置于所述钻体(10)上的钻台(11)以及分别设置在所述钻台(11)上且与所述钻台(11)、钻体(10)设置为一体式结构的多个导向钻头(12)，相邻所述导向钻头(12)之间形成排渣槽(13)，沿所述钻台(11)中轴线方向上开设有出水孔(14)，所述钻体(10)两侧开设有出水槽(15)，所述扩孔钻头组件(2)配合连接在所述钻体(10)下端。/n

【技术特征摘要】
1.用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，其特征在于，包括导向钻头组件(1)以及配合连接在所述导向钻头组件(1)下方的扩孔钻头组件(2)，所述导向钻头组件(1)径向尺寸小于所述扩孔钻头组件(2)的径向尺寸；
所述导向钻头组件(1)包括钻体(10)、设置于所述钻体(10)上的钻台(11)以及分别设置在所述钻台(11)上且与所述钻台(11)、钻体(10)设置为一体式结构的多个导向钻头(12)，相邻所述导向钻头(12)之间形成排渣槽(13)，沿所述钻台(11)中轴线方向上开设有出水孔(14)，所述钻体(10)两侧开设有出水槽(15)，所述扩孔钻头组件(2)配合连接在所述钻体(10)下端。


2.根据权利要求1所述的用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，其特征在于，所述扩孔钻头组件(2)包括内部具有安装孔(201)的柱形钻台(20)、沿所述柱形钻台(20)圆周方向上设置且与所述柱形钻台(20)连接为一体式结构的多个钻头安装体(21)以及设置在所述钻头安装体(21)上端的扩孔钻头(22)，且多个个所述钻头安装体(21)按相同时针方向设置，相邻所述钻头安装体(21)之间形成排渣槽(13)，所述导向钻头组件(1)的钻体(10)配合连接在所述柱形钻台(20)的安装孔(201)内。


3.根据权利要求2所述的用于锚杆/锚索钻孔的组合钻头结构，其特征在于，所述导向钻头(12)的内侧面与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新新，马振旺，吴航通，汪波，王勇，王志才，沈艳芳，
申请(专利权)人：杭州图强工程材料有限公司，西南交通大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33