双管组合钻具和连续排渣方法技术

双管组合钻具和连续排渣方法，包括：内钻具总成、外钻杆总成、外钻头总成和驱动机构，所述驱动机构连接在所述外钻杆总成的其中一端，所述外钻杆总成内部的空腔构成返渣腔，所述内钻具总成设置在所述返渣腔内，所述外钻头总成可拆卸连接于所述外钻杆总成的远离驱动机构的一端；通过外钻杆总成嵌套内钻具总成，缩小了钻具的尺寸，减少在钻孔作业中钻机对周围孔壁的扰动，从而产生坍塌风险；且钻具内拥有用于排渣的结构，使装置在执行钻孔作业过程中还能够实现排渣动作，减少了提钻排渣动作。减少了提钻排渣动作。减少了提钻排渣动作。

【技术实现步骤摘要】
双管组合钻具和连续排渣方法


[0001]本专利技术属于钻机
，具体涉及一种双管组合钻具和连续排渣方法。

技术介绍

[0002]工程建设过程中需要桩孔承载基建载荷，随着大型基建项目的发展，承载桩孔直径不断加大。常规的循环钻孔，通过往孔底循环液体、空气等介质进行排渣，但该类设备受孔径、孔深及配套工艺设备的影响，在大口径成孔作业中具有一定的局限性；
[0003]常规的螺旋钻孔的方式无法满足大口径桩孔的施工，因为螺旋钻孔直径受钻具的螺旋尺寸限制，孔径和螺旋尺寸基本一致，随着孔径的加大螺旋钻进需要的动力会无限增大，受到设备能力和配套设施功率影响，很难满足其在大口径桩孔作业中的连续排渣施工作业；
[0004]现在常用的设备多采用旋挖钻机多次将孔内的岩土碎屑提吊至孔口，如此往复实现大口径作业，但该类型设备形体大，重量大，桅杆导向长度基本与桩孔设计深度相近，而且旋挖钻机的提吊排渣会对孔壁形成多次的扰动，在大口径桩施工中容易引起孔壁坍塌等风险。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提出一种双管组合钻具，所述双管组合钻具包括：内钻具总成2、外钻杆总成1、外钻头总成3和驱动机构，所述驱动机构连接在所述外钻杆总成1的其中一端，所述外钻杆总成1内部的空腔构成返渣腔A，所述内钻具总成2设置在所述返渣腔A内，所述外钻头总成3可拆卸连接于所述外钻杆总成1的远离驱动机构的一端。
[0006]优选的，所述外钻头总成3围成开放的集渣腔B，所述内钻具总成2延伸至集渣腔B并形成的进渣段C，所述集渣腔B和所述返渣腔A连通；
[0007]当双管组合钻具进行工作时，岩土碎屑通过进渣段C自集渣腔B进入返渣腔A并自返渣腔A中排出。
[0008]优选的，所述外钻头总成3包括：第一锥形钻头31，所述第一锥形钻头31可拆卸的套设在外钻杆总成1上，所述第一锥形钻头31为框架式，所述第一锥形钻头31的框架内形成开放的集渣腔B。
[0009]优选的，所述第一锥形钻头31包括：第一中心管311、第一支撑环312、第一肋板313和第一钻进齿314；
[0010]所述第一中心管311和所述第一支撑环312沿所述外钻杆总成1的轴线方向同轴套设在所述外钻杆总成1上，所述第一中心管311和所述第一支撑环312之间存在预定距离并通过所述第一肋板313连接，所述第一肋板313设有多个，多个所述第一肋板313周向分布在所述第一中心管311的外壁上，所述第一钻进齿314设有多个，多个所述第一钻进齿314呈螺旋状分布于第一中心管311、第一支撑环312和第一肋板313远离外钻杆总成1的外壁上。
[0011]优选的，所述外钻头总成3还包括：第二锥形钻头32和第二连接件33，所述第二锥
形钻头32和所述第一锥形钻头31同轴，所述第二锥形钻头32的一端可拆卸的套设在外钻杆总成1上，所述第二锥形钻头32的另一端通过第二连接件33和所述第一锥形钻头31连接；
[0012]所述第二锥形钻头32为框架式，所述第二锥形钻头32与第一锥形钻头31的框架内连通并共同构成开放的集渣腔B。
[0013]优选的，所述第二锥形钻头32包括：第二支撑环321、第二肋板322、第三支撑环323和第二钻进齿324；
[0014]所述第二支撑环321和第三支撑323沿所述外钻杆总成1轴线方向同轴设置，所述第二支撑环321和第三支撑323之间存在预定距离并通过所述第二肋板322连接，所述第二钻进齿324设有多个，多个所述第二钻进齿324呈螺旋状分布于第二支撑环321、第二肋板322和第三支撑环323远离所述外钻杆总成1轴线方向的外壁上。
[0015]优选的，所述第一肋板313和所述第二肋板322远离所述钻进方向的一端向所述外钻头总成3的转动方向倾斜；所述第一肋板313和所述第二肋板322通过第二连接件33相互插接，所述第一肋板313和所述第二肋板322为三角形的片状结构，岩土碎屑通过第一肋板313和所述第二肋板322之间的缝隙进入到集渣腔B。
[0016]优选的，所述外钻杆总成1包括：轴向依次可拆卸连接的多段外钻杆11、第一连接件12和第三连接件13；
[0017]相邻的两段所述外钻杆11之间通过所述第一连接件12连接，所述外钻杆11的其中一端和所述外钻头总成3通过所述第三连接件13连接，所述外钻杆11的另一端连接驱动机构。
[0018]优选的，所述第一连接件12、所述第二连接件33和所述第三连接件13上均设有连接结构，通过所述连接结构将相邻的所述外钻杆11，所述第一锥形钻头31和所述第二锥形钻头32，以及所述第二锥形钻头32和所述外钻杆11进行连接和固定。
[0019]优选的，所述连接结构包括：公接头D1和母接头D2；
[0020]所述公接头D1包括：轴向依次设置的公止口部D11、第一连接部D12、第一配合部D13和均匀分布在所述第一连接部D12上的导向键D14和第一锥环D15；
[0021]所述母接头D2包括：轴向依次设置的母止口部D21、第二连接部D22、第二配合部D23和均匀分布在所述第二连接部D22上的导向槽D24和第二锥环D25；
[0022]所述公止口部D11与所述母止口部D21相互插合定位，所述第一锥环D15和所述第二锥环D25并通过所述导向键D14和所述导向槽D24的配合实现定位，所述第一锥环D15和所述第二锥环D25通过螺钉E螺纹锁紧。
[0023]优选的，所述第二连接件33上设有接座F，所述连接座F对应设置在所述第二肋板322上，所述连接座F与所述第一肋板313相互插接锁定。
[0024]优选的，所述外钻杆11上还设有加载单元14，所述加载单元14包括：传扭键141、提升块142和加压块143，所述传扭键141位于所述外钻杆11内部且沿所述外钻杆11的轴线方向设置，所述提升块142和所述加压块143分别设置于所述传扭件141沿所述外钻杆11的轴向两端且均与所述外钻杆11连接；
[0025]所述传扭键141用于承载向外钻杆11施加的周向转矩，所示提升块142用于承载向外钻杆11施加的轴向提升力，所示加压块143用于承载向外钻杆11施加的轴向下压力；
[0026]所述加载单元14与所述驱动机构配合，实现外钻杆的升降以及旋转动作。
[0027]优选的，所述内钻具总成2包括：螺旋杆21和内钻头22；
[0028]所述外钻头总成3可拆卸的套设在所述螺旋杆21上，所述螺旋杆21轴向设置所述返渣腔A的内部，所述内钻头22设置在所述螺旋杆21的其中一端且沿双管组合钻具的钻进方向延伸至返渣腔A的外部；
[0029]所述螺旋杆21和所述内钻头22可滑动安装于所述返渣腔A的轴线方向。
[0030]优选的，所述驱动机构包括：动力主轴G和排渣主轴H，所述动力主轴G设置在所述外钻杆总成1远离所述外钻头总成3一端的外侧并驱动所述外钻杆总成1进行转动，所述排渣主轴H安装在所述内钻具总成2远离所述外钻头总成3的一端驱动所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双管组合钻具，其特征在于，所述双管组合钻具包括：内钻具总成(2)、外钻杆总成(1)、外钻头总成(3)和驱动机构，所述驱动机构连接在所述外钻杆总成(1)的其中一端，所述外钻杆总成(1)内部的空腔构成返渣腔(A)，所述内钻具总成(2)设置在所述返渣腔(A)内，所述外钻头总成(3)可拆卸连接于所述外钻杆总成(1)的远离驱动机构的一端。2.如权利要求1所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻头总成(3)围成开放的集渣腔(B)，所述内钻具总成(2)延伸至集渣腔(B)并形成的进渣段(C)，所述集渣腔(B)和所述返渣腔(A)连通；当双管组合钻具进行工作时，岩土碎屑通过进渣段(C)自集渣腔(B)进入返渣腔(A)并自返渣腔(A)中排出。3.如权利要求2所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻头总成(3)包括：第一锥形钻头(31)，所述第一锥形钻头(31)可拆卸的套设在外钻杆总成(1)上，所述第一锥形钻头(31)为框架式，所述第一锥形钻头(31)的框架内形成开放的集渣腔(B)。4.如权利要求3所述的双管组合钻具，其特征在于，所述第一锥形钻头(31)包括：第一中心管(311)、第一支撑环(312)、第一肋板(313)和第一钻进齿(314)；所述第一中心管(311)和所述第一支撑环(312)沿所述外钻杆总成(1)的轴线方向同轴套设在所述外钻杆总成(1)上，所述第一中心管(311)和所述第一支撑环(312)之间存在预定距离并通过所述第一肋板(313)连接，所述第一肋板(313)设有多个，多个所述第一肋板(313)周向分布在所述第一中心管(311)的外壁上，所述第一钻进齿(314)设有多个，多个所述第一钻进齿(314)呈螺旋状分布于第一中心管(311)、第一支撑环(312)和第一肋板(313)远离外钻杆总成(1)的外壁上。5.如权利要求4所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻头总成(3)还包括：第二锥形钻头(32)和第二连接件(33)，所述第二锥形钻头(32)和所述第一锥形钻头(31)同轴，所述第二锥形钻头(32)的一端可拆卸的套设在外钻杆总成(1)上，所述第二锥形钻头(32)的另一端通过第二连接件(33)和所述第一锥形钻头(31)连接；所述第二锥形钻头(32)为框架式，所述第二锥形钻头(32)与第一锥形钻头(31)的框架内连通并共同构成开放的集渣腔(B)。6.如权利要求5所述的双管组合钻具，其特征在于，所述第二锥形钻头(32)包括：第二支撑环(321)、第二肋板(322)、第三支撑环(323)和第二钻进齿(324)；所述第二支撑环(321)和第三支撑(323)沿外钻杆总成(1)轴线方向同轴设置，所述第二支撑环(321)和第三支撑(323)之间存在预定距离并通过所述第二肋板(322)连接，所述第二钻进齿(324)设有多个，多个所述第二钻进齿(324)呈螺旋状分布于第二支撑环(321)、第二肋板(322)和第三支撑环(323)远离所述外钻杆总成(1)轴线方向的外壁上。7.如权利要求6所述的双管组合钻具，其特征在于，所述第一肋板(313)和所述第二肋板(322)远离所述钻进方向的一端向所述外钻头总成(3)的转动方向倾斜；所述第一肋板(313)和所述第二肋板(322)通过第二连接件(33)相互插接，所述第一肋板(313)和所述第二肋板(322)为三角形的片状结构，岩土碎屑通过第一肋板(313)和所述第二肋板(322)之间的缝隙进入到集渣腔(B)。8.如权利要求7所述的双管组合钻具，其特征在于，所述外钻杆总成(1)包括：轴向依次可拆卸连接的多段外钻杆(11)、第一连接件(12)和第三连接件(13)；
相邻的两段所述外钻杆(11)之间通过所述第一连接件(12)连接，所述外钻杆(11)的其中一端和所述外钻头总成(3)通过所述第三连接件(13)连接，所述外钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冀邱，张晓阳，江明，朱江龙，杨文智，石强，王春蕾，夏拥军，马勇，孟凡豪，吴念朋，沈怀浦，孙卫娜，薛善忠，臧臣坤，高明帅，何磊，
申请(专利权)人：国家电网有限公司中地装北京科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：