用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭，包括：鉆柄、其頂端連接所述鉆柄底端的鉆體，其中，所述鉆體包括：其頂端連接所述鉆柄底端的本體；設(shè)置在所述本體底端的多個(gè)磨削組件；設(shè)置在所述本體外壁上的用于排出巖粉的多個(gè)排漿槽，其每個(gè)排漿槽的排漿口與所述多個(gè)磨削組件中的兩個(gè)磨削組件相鄰；設(shè)置在本體底端的用于分別封閉每個(gè)磨削組件一部分的多個(gè)弧形體。本實(shí)用新型的摩擦式鉆頭，結(jié)構(gòu)簡單，鉆進(jìn)工效高，施工輔助用時(shí)少，施工成本低，不易出現(xiàn)孔內(nèi)卡鉆，保證施工安全，確保工程質(zhì)量，加快工程進(jìn)度。
【專利說明】
用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在對地基進(jìn)行處理的過程中，會遇到各種地質(zhì)條件，如完整堅(jiān)硬深厚的巖石，該類巖石強(qiáng)度大且深厚，如深厚微風(fēng)化花崗巖，其巖石強(qiáng)度最大可達(dá)132MPa?，F(xiàn)有技術(shù)中，在對堅(jiān)硬深厚的巖石進(jìn)行鉆進(jìn)施工時(shí)，都是采用常規(guī)沖擊鉆配十字鉆頭沖砸的施工方法，采用這種方法，鉆孔內(nèi)容易出現(xiàn)卡住鉆頭的情況，且十字鉆的四角經(jīng)常折斷，使得鉆進(jìn)工效極低，施工輔助用時(shí)多，施工成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭，其結(jié)構(gòu)簡單，鉆進(jìn)工效高，施工輔助用時(shí)少，施工成本低，不易出現(xiàn)孔內(nèi)卡鉆，保證施工安全，確保工程質(zhì)量，加快工程進(jìn)度。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭，包括鉆柄、其頂端連接所述鉆柄底端的鉆體，其中，所述鉆體包括:其頂端連接所述鉆柄底端的本體;設(shè)置在所述本體底端的多個(gè)磨削組件;設(shè)置在所述本體外壁上的用于排出巖粉的多個(gè)排漿槽，其每個(gè)排漿槽的排漿口與所述多個(gè)磨削組件中的兩個(gè)磨削組件相鄰；設(shè)置在本體底端的用于分別封閉每個(gè)磨削組件一部分的多個(gè)弧形體。
[0005]其中，所述磨削組件包括:設(shè)置于所述本體底端的一對第一磨削塊;設(shè)置于所述本體底端且位于一對第一磨削塊內(nèi)側(cè)的第二磨削塊;其中，所述第二磨削塊與所述一對第一磨削塊呈Y字形分布。
[0006]其中，所述本體底部具有多個(gè)瓣爪，每個(gè)所述磨削組件安置于一個(gè)瓣爪上。
[0007]優(yōu)選的，每個(gè)所述弧形體設(shè)置于所述本體的一個(gè)瓣爪的邊緣。
[0008]優(yōu)選的，每個(gè)所述瓣爪上的弧形體的內(nèi)側(cè)面與該瓣爪上的一對第一磨削塊的外側(cè)面分別相接觸，以便弧形體封閉一對第一磨削塊。
[0009]其中，所述第二磨削塊的外側(cè)面與所述一對第一磨削塊的內(nèi)側(cè)面之間留有用于與所述排漿口相連通的預(yù)留水口。
[0010]其中，所述本體的每個(gè)瓣爪的外側(cè)面呈弧形，所述弧形體的外徑等于所述瓣爪的半徑。
[0011 ]其中，所述排漿槽的排漿口的半徑大于所述排漿槽其它部分的半徑。
[0012]優(yōu)選的，所述第一磨削塊和所述第二磨削塊分別為其一條棱邊朝下的三棱體。
[0013]優(yōu)選的，所述第一磨削塊和所述第二磨削塊均由高強(qiáng)度合金制成。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例的用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，具有多個(gè)磨削組件，通過多個(gè)磨削組件采用平面磨削的方式對深厚基巖成槽施工，增大了磨削組件與基巖之間的接觸面積，使鉆頭對基巖的沖擊力均勻，在磨削造孔的過程中不易出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，具有造孔糾偏的作用。
[0016]2)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，多個(gè)磨削組件和多個(gè)弧形體之間可以形成蜂窩形的臨空面，從而利于鉆頭對基巖鉆進(jìn)時(shí)的成孔破碎，提尚鉆進(jìn)工效，加快施工進(jìn)度；
[0017]3)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，在第一磨削塊和第二磨削塊之間留有預(yù)留水口，且預(yù)留水口與排漿口相連通，從而使鉆頭磨削基巖時(shí)形成的巖粉甚至磨削塊的碎渣會被及時(shí)排出而不會積聚于孔底，因此不會在孔底形成較厚的沉淀物，避免沉淀物緩沖鉆頭的沖擊力和鉆頭對沉淀物進(jìn)行重復(fù)鉆進(jìn)，提高了鉆頭的鉆進(jìn)工效，提高施工進(jìn)度；
[0018]4)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，弧形體將對應(yīng)的一對第一磨削塊的外側(cè)面封閉，且弧形體的外徑與對應(yīng)瓣爪的半徑相同，因此，可確保鉆頭鉆進(jìn)基巖造孔時(shí)，孔的邊緣圓滑而無齒牙阻力，提高鉆進(jìn)時(shí)的施工效率，減少修孔的輔助工時(shí)，確保工程質(zhì)量；
[0019]5)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，各磨削塊由耐磨耐沖擊的高強(qiáng)度合金制成，在磨削基巖時(shí)不會輕易掉渣或破碎，減少對鉆頭進(jìn)行維修、對鉆孔進(jìn)行排渣、修孔的輔助工時(shí)，提高鉆進(jìn)工效;
[0020]6)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，在鉆體或鉆頭的其它部件設(shè)置有吊耳，通過在吊耳內(nèi)穿設(shè)用于牽引鉆頭的鋼絲繩，防止鉆頭在對基巖進(jìn)行高速沖擊時(shí)，出現(xiàn)掉鉆情況，提高施工安全與工效。
[0021 ]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的摩擦式鉆頭的主視圖；
[0023]圖2是圖1所示摩擦式鉆頭的仰視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]發(fā)明人對常見深厚基巖成槽施工時(shí)遇到的問題進(jìn)行不斷研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中鉆進(jìn)效率低的主要原因包括如下幾個(gè)方面:
[0025]I)深厚基巖的巖體完整致密強(qiáng)度極高，巖體中裂隙少，鉆頭的沖鑿力由基巖整體均勻傳遞，鉆進(jìn)效率低；
[0026]2)鉆頭磨損掉塊、掉渣嚴(yán)重，碎鐵塊、鐵渣重量大，積聚于孔底，難以浮渣和排渣，形成較厚的沉淀，緩沖了鉆頭的沖擊力；
[0027]3)焊鉆頭、修孔、排碴等鋪助工作用時(shí)多，影響工效。
[0028]針對上述原因，發(fā)明人改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的鉆頭，由現(xiàn)有技術(shù)的十字鉆鉆頭改為本實(shí)用新型的摩擦面式及水口改焊法形成的摩擦式鉆頭。
[0029]如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭的主視圖，圖2為圖1所示摩擦式鉆頭的仰視圖。由圖1、圖2可知，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的摩擦式鉆頭包括用于和鉆機(jī)連接的鉆柄1、其頂端連接鉆柄I底端的鉆體2，其中，鉆體2包括:其頂端連接鉆柄I底端的本體3;設(shè)置在本體3底端的多個(gè)磨削組件;設(shè)置在本體3外壁上的用于排出巖粉的多個(gè)排漿槽4，其每個(gè)排漿槽4的排漿口與多個(gè)磨削組件中的兩個(gè)磨削組件相鄰;設(shè)置在本體3底端的用于分別封閉每個(gè)磨削組件一部分的多個(gè)弧形體6。
[0030]需要說明的是，本文中的深厚基巖是指硬度最高達(dá)132MPa、覆蓋層為幾米而巖層厚度達(dá)20-40米的地質(zhì)。
[0031 ]具體的，如圖1、圖2所示，本實(shí)施例摩擦式鉆頭的本體3呈上窄下寬的錐形，在本體3的底端均布設(shè)置多個(gè)磨削組件(磨削組件可以為2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多個(gè)，圖中僅顯示4個(gè)磨削組件)，通過多個(gè)磨削組件采用平面磨削的方式對深厚基巖成槽施工，增大了磨削組件與基巖之間的接觸面積，使鉆頭對基巖的沖擊力均勻，在磨削造孔的過程中不易出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，具有造孔糾偏的作用。在本體3的外壁開設(shè)沿其軸向延伸的多個(gè)排漿槽4，通過排漿槽4將磨削組件磨削基巖時(shí)形成的巖粉排出，以便提高鉆進(jìn)工效，減少對磨削組件的磨損。在本體3底端設(shè)置多個(gè)弧形體6(弧形體6的數(shù)量與磨削組件的數(shù)量相同)，通過每個(gè)弧形體6封閉一個(gè)磨削組件一部分，以便多個(gè)磨削組件與對應(yīng)的多個(gè)弧形體之間可以形成蜂窩臨空面，利于對基巖鉆進(jìn)時(shí)成孔破碎。
[0032]其中，本體3底部具有多個(gè)瓣爪，瓣爪的數(shù)量可以為2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多個(gè)，設(shè)計(jì)時(shí)，瓣爪的數(shù)量和磨削組件、弧形體的數(shù)量相同，相互之間的位置關(guān)系也相同，并根據(jù)施工的具體情況確定瓣爪的數(shù)量。多個(gè)排漿槽4分別設(shè)置于每兩個(gè)相鄰的瓣爪之間。下面，僅以如圖2所示的具有4個(gè)瓣爪的摩擦式鉆頭的結(jié)構(gòu)為例，對本實(shí)用新型的摩擦式鉆頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0033]如圖2所示，本實(shí)施例的摩擦式鉆頭具有4個(gè)瓣爪，每個(gè)瓣爪上安置一個(gè)磨削組件和一個(gè)弧形體6，弧形體設(shè)置于對應(yīng)瓣爪的邊緣。其中，每個(gè)瓣爪上的磨削組件包括:設(shè)置于本體3底端(即瓣爪底端)的一對第一磨削塊5，設(shè)置于本體3底端(即瓣爪底端)且位于一對第一磨削塊5內(nèi)側(cè)的第二磨削塊7，第二磨削塊7與一對第一磨削塊5呈Y字形分布，使得第二磨削塊7與一對第一磨削塊5之間形成利于成孔破碎的臨空槽。優(yōu)選的，第二磨削塊7的外側(cè)面與一對第一磨削塊5的內(nèi)側(cè)面之間留有預(yù)留水口8，以便磨削塊磨削基巖時(shí)形成的巖粉從預(yù)留水口8流向排漿槽4的排漿口，并經(jīng)由排漿槽4向外排出，避免巖粉甚至磨削塊的碎渣積聚于孔底，難以在孔內(nèi)浮起和排出，使得孔底形成較厚的沉淀物，而沉淀物緩沖了鉆頭的沖擊力，使鉆頭對沉淀物進(jìn)行重復(fù)鉆進(jìn)，從而降低鉆頭的鉆進(jìn)工效，影響施工進(jìn)度。
[0034]優(yōu)選的，本體3的每個(gè)瓣爪的外側(cè)面呈弧形，瓣爪上的弧形體6的外徑等于瓣爪的半徑，即，弧形體6沿著本體3的軸向安置在瓣爪底部并朝下延伸。其中，每個(gè)瓣爪上的弧形體6的內(nèi)側(cè)面與該瓣爪上的一對第一磨削塊5的外側(cè)面分別相接觸，以便弧形體6封閉一對第一磨削塊5。設(shè)計(jì)時(shí)，弧形體6的高度可以小于磨削塊的高度(此處的高度是指弧形體6和各磨削塊沿著本體軸向方向從本體底端朝下延伸的高度)。
[0035]由于瓣爪上的弧形體6將一對第一磨削塊5的外側(cè)面封閉，且弧形體6的外徑與對應(yīng)瓣爪的半徑相同，因此，可確保鉆頭鉆進(jìn)基巖造孔時(shí)，孔的邊緣圓滑而無齒牙阻力，從而提高鉆進(jìn)時(shí)的施工效率。
[0036]由于每個(gè)瓣爪上的弧形體6、一對第一磨削塊5和第二磨削塊7之間形成空槽，使得多個(gè)瓣爪上的多個(gè)磨削組件和多個(gè)弧形體6之間可以形成蜂窩形的臨空面，從而利于成孔破碎。
[0037]其中，在相鄰瓣爪之間設(shè)置的排漿槽沿著本體軸向的方向上下延伸，且排漿槽的排漿口(排漿口是指排漿槽的位于本體底端的開口)呈圓弧形并朝著本體底端的中心方向凹進(jìn)。設(shè)計(jì)時(shí)，排漿口的半徑大于排漿槽其它部分的半徑，即，排漿槽由排漿口傾斜向上延伸一部分后再豎直向上延伸。
[0038]其中，本實(shí)施例的第一磨削塊5和第二磨削塊7分別為其一條棱邊朝下的三棱體(如圖2所示)，該棱邊成為磨削塊的磨削刃，而與該棱邊對應(yīng)的棱面固定安裝在本體底端，如通過焊接的方式將各磨削面焊接在本體的底端。
[0039]優(yōu)選的，第一磨削塊5和第二磨削塊7均由高強(qiáng)度合金制成，制作磨削塊的高強(qiáng)度合金可以采用現(xiàn)有技術(shù)的具有耐磨、耐沖擊性成的高強(qiáng)度硬質(zhì)合金鋼制成，且最好屈服強(qiáng)度不低于SOOMPa，如可以采用YG3X鎢鋼合金制成。而弧形體可采用與磨削塊相同的材料制成，也可采用具有高強(qiáng)度的其它材料制成，如，采用高強(qiáng)度彈簧或半軸制成，并通過焊接的方式固定于本體的邊緣，與各磨削塊一起，實(shí)現(xiàn)全斷面形成高強(qiáng)度摩擦面。
[0040]此外，本實(shí)施例在鉆體2(如圖1所示)或用于連接鉆頭的其它部件上設(shè)置吊耳9，通過在吊耳9內(nèi)穿設(shè)用于牽引鉆頭的鋼絲繩，防止本實(shí)用新型的摩擦式鉆頭在對基巖進(jìn)行高速沖擊時(shí)、鉆頭掉鉆情況的發(fā)生。
[0041]經(jīng)現(xiàn)場施工比較，采用本實(shí)施例的摩擦式鉆頭對硬度最高達(dá)132MPa、巖層厚度達(dá)20-40米的巖體進(jìn)行造孔成槽時(shí)，鉆進(jìn)效率可比現(xiàn)有技術(shù)的鉆頭提高一倍以上，極大保證了施工安全，確保了工程質(zhì)量，加快了工程進(jìn)度。
[0042]綜上所述，本實(shí)用新型的摩擦式鉆頭具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0043]I)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，具有多個(gè)磨削組件，通過多個(gè)磨削組件采用平面磨削的方式對深厚基巖成槽施工，增大了磨削組件與基巖之間的接觸面積，使鉆頭對基巖的沖擊力均勻，在磨削造孔的過程中不易出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，具有造孔糾偏的作用。
[0044]2)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，多個(gè)磨削組件和多個(gè)弧形體之間可以形成蜂窩形的臨空面，從而利于鉆頭對基巖鉆進(jìn)時(shí)的成孔破碎，提尚鉆進(jìn)工效，加快施工進(jìn)度；
[0045]3)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，在第一磨削塊和第二磨削塊之間留有預(yù)留水口，且預(yù)留水口與排漿口相連通，從而使鉆頭磨削基巖時(shí)形成的巖粉甚至磨削塊的碎渣會被及時(shí)排出而不會積聚于孔底，因此不會在孔底形成較厚的沉淀物，避免沉淀物緩沖鉆頭的沖擊力和鉆頭對沉淀物進(jìn)行重復(fù)鉆進(jìn)，提高了鉆頭的鉆進(jìn)工效，提高施工進(jìn)度；
[0046]4)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，弧形體將對應(yīng)的一對第一磨削塊的外側(cè)面封閉，且弧形體的外徑與對應(yīng)瓣爪的半徑相同，因此，可確保鉆頭鉆進(jìn)基巖造孔時(shí)，孔的邊緣圓滑而無齒牙阻力，提高鉆進(jìn)時(shí)的施工效率，減少修孔的輔助工時(shí)，確保工程質(zhì)量；
[0047]5)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，各磨削塊由耐磨耐沖擊的高強(qiáng)度合金制成，在磨削基巖時(shí)不會輕易掉渣或破碎，減少對鉆頭進(jìn)行維修、對鉆孔進(jìn)行排渣、修孔的輔助工時(shí)，提高鉆進(jìn)工效;
[0048]6)、本實(shí)施例的摩擦式鉆頭，在鉆體或鉆頭的其它部件設(shè)置有吊耳，通過在吊耳內(nèi)穿設(shè)用于牽引鉆頭的鋼絲繩，防止鉆頭在對基巖進(jìn)行高速沖擊時(shí)，出現(xiàn)掉鉆情況，提高施工安全與工效。
[0049]盡管上文對本實(shí)用新型實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型實(shí)施例不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的原理進(jìn)行修改，因此，凡按照本實(shí)用新型實(shí)施例的原理進(jìn)行的各種修改都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于深厚基巖成槽的摩擦式鉆頭，包括鉆柄、其頂端連接所述鉆柄底端的鉆體，其特征在于，所述鉆體包括: 其頂端連接所述鉆柄底端的本體； 設(shè)置在所述本體底端的多個(gè)磨削組件； 設(shè)置在所述本體外壁上的用于排出巖粉的多個(gè)排漿槽，其每個(gè)排漿槽的排漿口與所述多個(gè)磨削組件中的兩個(gè)磨削組件相鄰； 設(shè)置在本體底端的用于分別封閉每個(gè)磨削組件一部分的多個(gè)弧形體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，所述磨削組件包括: 設(shè)置于所述本體底端的一對第一磨削塊； 設(shè)置于所述本體底端且位于一對第一磨削塊內(nèi)側(cè)的第二磨削塊； 其中，所述第二磨削塊與所述一對第一磨削塊呈Y字形分布。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，所述本體底部具有多個(gè)瓣爪，每個(gè)所述磨削組件安置于一個(gè)瓣爪上。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，每個(gè)所述弧形體設(shè)置于所述本體的一個(gè)瓣爪的邊緣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，每個(gè)所述瓣爪上的弧形體的內(nèi)側(cè)面與該瓣爪上的一對第一磨削塊的外側(cè)面分別相接觸，以便弧形體封閉一對第一磨削塊。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，所述第二磨削塊的外側(cè)面與所述一對第一磨削塊的內(nèi)側(cè)面之間留有用于與所述排漿口相連通的預(yù)留水口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，所述本體的每個(gè)瓣爪的外側(cè)面呈弧形，所述弧形體的外徑等于所述瓣爪的半徑。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，所述排漿槽的排漿口的半徑大于所述排漿槽其它部分的半徑。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，所述第一磨削塊和所述第二磨削塊分別為其一條棱邊朝下的三棱體。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的摩擦式鉆頭，其特征在于，所述第一磨削塊和所述第二磨削塊均由高強(qiáng)度合金制成。
【文檔編號】E21B10/42GK205532303SQ201620380728
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】胡斌, 夏洪華, 季海元, 李國保
【申請人】中國水電基礎(chǔ)局有限公司