一种大直径分级破岩旋挖钻具制造技术

本发明专利技术涉及钻孔施工技术领域，具体是涉及一种大直径分级破岩旋挖钻具，包括外壳和冲击装置；外壳为圆柱形结构，驱动装置设置在外壳内；圆盘沿外壳的径向方向均匀的排列在驱动装置的一侧，圆盘之间共存有四个间隙；两个第一固定轴间隔的设置在四个间隙中的其中两个内；两个第二固定轴分别设置在四个间隙中剩下的两个中；滑动管设置有四个，滑动管沿外壳的轴线设置在外壳内；刀具组包括第一刀具、第二刀具和推动装置；补气组件的一端设置在滑动管上，降低了第一刀具和第二刀具由于金属疲劳形成的损伤，同时也避免了第一刀具和第二刀具长时间的工作造成的温度过高情况，同时通过刀具组的撞击比传统的旋转钻探破坏力更强，提高了钻进效率。钻进效率。钻进效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大直径分级破岩旋挖钻具


[0001]本专利技术涉及钻孔施工
，具体是涉及一种大直径分级破岩旋挖钻具。

技术介绍

[0002]在基坑工程中，影响钻孔钻进速度的因素有多种，例如钻孔半径大，入岩尺寸深，岩石完整性好、风化程度低、强度高等。多种因素的耦合，导致钻进速度慢，成孔工期长等问题。直接采用旋挖钻筒钻进十分困难，在半径大的情况下，更是难以将钻得的岩芯扭断。目前解决此类问题的基本方法有两种，第一种是采用不同直径的钻筒分级扩孔，一般分两级或三级，但此方法具有效率低，换钻筒费时间等缺点；第二种为冲击破岩，再用钻筒旋挖，但冲击破岩对于岩层的破坏具有扩张性，可能会使孔径以外的岩石产生破坏。由此可见，传统的设备与方法无法有效的解决大孔径硬岩钻孔面临的问题。
[0003]中国专利申请CN114016922A公开了一种大直径分级破岩旋挖钻具，该钻具包括钻杆和钻头构件，所述钻杆带动钻头构件，所述钻头构件按照破岩能到达的不同深度和广度进行至少二级分布，能达到相同破岩深度及广度的钻头组件为同级钻头构件。
[0004]上述方案虽然能对岩层进行分层钻探，但是采用上述钻具进行钻探，不同分级的钻头相互固定，在钻探时，虽然能实现分层钻探，但是位于最前端的钻头在长时间钻探时会出现金属疲劳，且随着钻探时间的延长，钻头的温度也会急剧上升，使得钻头易出现弯折断裂的情况，在断裂后仍需对钻头进行更换，而由于钻头是整体设置的，更换钻头的成本也较高。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，提供一种大直径分级破岩旋挖钻具，在钻进时，外壳转动，驱动装置同步启动，驱动装置带动圆盘沿圆盘的轴线转动，设置在圆盘之间的第一固定轴和第二固定轴也会发生转动，当第一固定轴靠近外壳的工作端时，设置在第一固定轴一侧的第一刀具伸出，位于第一刀具一侧的第二刀具缩回滑动管内，同时第一固定轴相邻的第二固定轴会将补气装置驱动，补气装置在第一刀具伸出时对滑动管内进行二次供气，如此便能保证第一刀具伸出时的速度较高，第一刀具撞击在岩石上，同理第二刀具工作时也是如此，通过第一刀具和第二刀具的交替工作，降低了第一刀具和第二刀具由于金属疲劳形成的损伤，同时通过刀具组的撞击比传统的旋转钻探破坏力更强，提高了钻进效率。
[0006]为解决现有技术问题，一种大直径分级破岩旋挖钻具，包括外壳和冲击装置；冲击装置包括补气装置、驱动装置、刀具组、圆盘、第一固定轴、第二固定轴和滑动管；外壳为圆柱形结构，外壳能沿自身的轴线旋转，外壳的一端能对岩石进行钻取，驱动装置设置在外壳内，驱动装置通过油液驱动；圆盘设置有五个，圆盘沿外壳的径向方向均匀的排列在驱动装置的一侧，圆盘之间共存有四个间隙；第一固定轴设置有两个，两个第一固定轴间隔的设置在四个间隙中的其中两个内，第一固定轴的两端分别两端的圆盘固定连接，第一固定轴的轴线与圆盘的轴线平行且不共线；第二固定轴设置有两个，第二固定轴分别设置在四个间
隙中剩下的两个中，第一固定轴和第二固定轴交错设置，第二固定轴的轴线延长线与第一固定轴的轴线延长线关于圆盘的轴线对称；滑动管设置有四个，滑动管沿外壳的轴线设置在外壳内，滑动管与间隙一一对应，滑动管设置在圆盘的一侧并贯穿于外壳用于钻取的一端；刀具组包括第一刀具、第二刀具和推动装置，推动装置分别设置在第一固定轴和第二固定轴的同侧，第一刀具能滑动的设置在第一固定轴一侧的滑动管内，第二刀具能滑动的设置在第二固定轴一侧的滑动管内；补气组件的一端设置在滑动管上，补气组件远离滑动管的一端位于所在滑动管对应间隙的相邻间隙一侧，补气组件能在刀具组伸出时加速刀具伸出速度。
[0007]优选的，第一刀具和第二刀具分别设置有两个，第一刀具和第二刀具的工作端部都开设有倾斜面，所述倾斜面的倾斜方向朝向外壳的转动方向。
[0008]优选的，冲击装置还包括导向组件，导向组件包括导向槽和导向块；导向槽沿外壳的轴线分别开设在第一刀具的侧壁和第二刀具的侧壁上；导向块沿滑动管的轴线固定设置在滑动管的内壁上，导向块和导向槽滑动配合。
[0009]优选的，补气装置包括第一连杆、补气导管和第一推动板；第一连杆设置有四个，第一固定轴和第二固定轴的远离刀具组的一侧都设置有一个第一连杆，第一固定轴一侧的第一连杆端部与第一固定轴铰接，第二固定轴一侧的第一连杆端部与第二固定轴铰接；补气导管的一端固定设置在滑动管上，补气导管与滑动管相互连通，补气导管远离滑动管的一端设置在所述补气导管所在滑动管一侧的滑动管对应的第二固定轴远离刀具组的一侧，补气导管与第一连杆一一对应；第一推动板设置在第一连杆远离第一连杆铰接处的一端上，第一推动板能滑动的设置在补气导管内。
[0010]优选的，驱动装置包括涡轮、第一连接管和第二连接管；涡轮设置在圆盘的一侧，涡轮能带动圆盘转动，涡轮上设置有输出端和输入端；第一连接管设置在涡轮的输入端上，第一连接管远离涡轮的一端设置有泵体；第二连接管设置在涡轮的输出端上，油液从第一连接管进入涡轮并从第二连接管流出。
[0011]优选的，第二连接管呈回形结构设置在外壳内，第二连接管内的油液能吸收热量。
[0012]优选的，推动装置包括第二连杆和第二推动板；第二连杆设置有四个，第二连杆设置在第一固定轴和第二固定轴靠近刀具组的一侧，设置在第一固定轴一侧的第二连杆端部与第一固定轴铰接，设置在第二固定轴一侧的第二连杆端部与第二固定轴铰接，设置在第一固定轴上的第二连接杆和第一连接杆关于第一固定轴对称，设置在第二固定轴上的第二连接杆和第一连接杆关于第二固定轴对称；第二推动板铰接在第二连杆远离第一连杆的端部，第二推动板能滑动的设置在滑动管内。
[0013]优选的，冲击装置还包括震动传感器；震动传感器固定设置在滑动管的侧壁上，震动传感器用于监测刀具组撞击岩石时发生的震动。
[0014]优选的，冲击装置还包括更换装置，更换装置包括更换管和开关阀；更换管固定设置在滑动管的侧壁上；开关阀设置在更换管上。
[0015]优选的，破岩旋挖钻具还包括凸块；凸块均匀的固定设置在外壳的侧壁上。
[0016]本专利技术相比较于现有技术的有益效果是：
[0017]本专利技术通过设置补气装置、驱动装置、刀具组、圆盘、第一固定轴、第二固定轴和滑动管，在钻进时，外壳转动，驱动装置同步启动，驱动装置带动圆盘沿圆盘的轴线转动，设置
在圆盘之间的第一固定轴和第二固定轴也会发生转动，当第一固定轴靠近外壳的工作端时，设置在第一固定轴一侧的第一刀具伸出，位于第一刀具一侧的第二刀具缩回滑动管内，同时第一固定轴相邻的第二固定轴会将补气装置驱动，补气装置在第一刀具伸出时对滑动管内进行二次供气，如此便能保证第一刀具伸出时的速度较高，第一刀具撞击在岩石上，同理第二刀具工作时也是如此，通过第一刀具和第二刀具的交替工作，降低了第一刀具和第二刀具由于金属疲劳形成的损伤，同时通过刀具组的撞击比传统的旋转钻探破坏力更强，提高了钻进效率。
附图说明
[0018]图1是一种大直径分级破岩旋挖钻具的立体示意图一。
[0019]图2是一种大直径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大直径分级破岩旋挖钻具，包括外壳(1)和冲击装置(2)；其特征在于，冲击装置(2)包括补气装置(21)、驱动装置(22)、刀具组(23)、圆盘(24)、第一固定轴(25)、第二固定轴(26)和滑动管(27)；外壳(1)为圆柱形结构，外壳(1)能沿自身的轴线旋转，外壳(1)的一端能对岩石进行钻取，驱动装置(22)设置在外壳(1)内，驱动装置(22)通过油液驱动；圆盘(24)设置有五个，圆盘(24)沿外壳(1)的径向方向均匀的排列在驱动装置(22)的一侧，圆盘(24)之间共存有四个间隙；第一固定轴(25)设置有两个，两个第一固定轴(25)间隔的设置在四个间隙中的其中两个内，第一固定轴(25)的两端分别两端的圆盘(24)固定连接，第一固定轴(25)的轴线与圆盘(24)的轴线平行且不共线；第二固定轴(26)设置有两个，第二固定轴(26)分别设置在四个间隙中剩下的两个中，第一固定轴(25)和第二固定轴(26)交错设置，第二固定轴(26)的轴线延长线与第一固定轴(25)的轴线延长线关于圆盘(24)的轴线对称；滑动管(27)设置有四个，滑动管(27)沿外壳(1)的轴线设置在外壳(1)内，滑动管(27)与间隙一一对应，滑动管(27)设置在圆盘(24)的一侧并贯穿于外壳(1)用于钻取的一端；刀具组(23)包括第一刀具(231)、第二刀具(232)和推动装置(233)，推动装置(233)分别设置在第一固定轴(25)和第二固定轴(26)的同侧，第一刀具(231)能滑动的设置在第一固定轴(25)一侧的滑动管(27)内，第二刀具(232)能滑动的设置在第二固定轴(26)一侧的滑动管(27)内；补气组件的一端设置在滑动管(27)上，补气组件远离滑动管(27)的一端位于所在滑动管(27)对应间隙的相邻间隙一侧，补气组件能在刀具组(23)伸出时加速刀具伸出速度。2.根据权利要求1所述的一种大直径分级破岩旋挖钻具，其特征在于，第一刀具(231)和第二刀具(232)分别设置有两个，第一刀具(231)和第二刀具(232)的工作端部都开设有倾斜面，所述倾斜面的倾斜方向朝向外壳(1)的转动方向。3.根据权利要求2所述的一种大直径分级破岩旋挖钻具，其特征在于，冲击装置(2)还包括导向组件(234)，导向组件(234)包括导向槽(2341)和导向块(2342)；导向槽(2341)沿外壳(1)的轴线分别开设在第一刀具(231)的侧壁和第二刀具(232)的侧壁上；导向块(2342)沿滑动管(27)的轴线固定设置在滑动管(27)的内壁上，导向块(2342)和导向槽(2341)滑动配合。4.根据权利要求1所述的一种大直径分级破岩旋挖钻具，其特征在于，补气装置(21)包括第一连杆(211)、补气导管(212)和第一推动板(213)；第一连杆(211)设置有四个，第一固定轴(25)和第二固定轴(26)的远离刀具组(23)的一侧都设置有一个第一连杆(211)，第一固定轴(25)一侧的第一连杆(211)端部与第一固定轴(25...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海平，林燕波，王龙辉，陈辉，
申请(专利权)人：浙江博宇建筑有限公司，
类型：发明
国别省市：