一種用于鉆鑿可變孔徑樁孔的鉆頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工程鉆機技術領域，尤其涉及一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭。
【背景技術】
[0002]大孔徑礦井在鉆鑿時，一般是利用鉆頭鉆鑿出小孔，在鉆進一定深度后改用較大直徑的鉆頭鉆進，這就要求鉆頭的外徑可變，在鉆鑿時先先縮小直徑，以穿過鋼粧外徑較小的過渡段，當鉆頭進入到下部外徑較大的直線段時，鉆頭張開，直徑變大，然后再鉆進。
[0003]以海上風力發電機單粧基礎孔鉆進為例，國外同類變徑鉆頭普遍采用油缸驅動的單擺臂結構，擺臂的末端布置刀具作為擴孔鉆頭，通常一個鉆頭均布多個擺臂機構，當所有擺臂機構同步擺動時即可實現鉆頭的變徑，但這種可變徑鉆頭的擴孔鉆頭部分在張開過程中不能保持與鉆頭軸心線的平移，從而不能做到同一個鉆頭鉆鑿其可張開范圍內的所有孔徑的需要，理論上一個變徑鉆頭只能滿足一種變徑孔的需要。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，能夠實現變徑鉆頭變幅范圍內任意直徑變徑鉆孔的需要，適用于上部小孔徑、下部大孔徑的工程粧孔。
[0005]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，包括鉆頭本體，所述鉆頭本體的上端外表面固定設置有多副耳板，每副耳板上均設置有下連桿，下連桿的一端與耳板鉸接，另一端與擴孔鉆頭鉸接，擴孔鉆頭的下端面上設置有擴孔滾刀;所述鉆頭本體上還設置有液壓缸，液壓缸的活塞桿與下連桿的中部鉸接，液壓缸的缸筒與鉆頭本體的下端外表面鉸接;鉆頭本體的下表面固定設置有滾刀座，滾刀座的下端面上設置有平底滾刀。
[0006]所述耳板上還設置有上連桿，上連桿的一端與耳板鉸接，另一端與擴孔鉆頭連接，上連桿的長度與下連桿的長度相等，且上連桿與下連桿平行設置，所述上連桿、下連桿、擴孔鉆頭及鉆頭本體組成平行四連桿結構。
[0007]所述耳板有四副，沿鉆頭本體周向均勻設置。
[0008]所述鉆頭本體為中空結構，中空結構內設置有排渣管，所述排渣管的底端連接吸渣管，吸渣管設置在滾刀座內。
[0009]所述吸渣管上端直徑與排渣管的內徑相等，吸渣管下端截面為長腰形結構，所述長腰形為兩相對側邊以外凸圓弧連接，另兩邊為直線的方形。
[0010]所述吸渣管采用偏心布置。
[0011]所述排渣管的上端外側設置有進氣管，進氣管與排渣管相連通。
[0012]所述排渣管與進氣管平行設置，且排渣管的外表面與進氣管的外表面相接觸，進氣管和排渣管相接觸的面上均設置有進氣口。
[0013]所述排渣管內設置有壓縮空氣混合器，排渣管外套設有密封圈。
[0014]本發明通過調整液壓缸的伸縮來帶動下連桿、上連桿和擴孔鉆頭動作，實現變徑鉆頭變幅范圍內任意直徑變徑鉆孔的需要;平底滾刀用于鉆鑿鉆頭前方的巖石或土層，擴孔滾刀用于鉆鑿鉆頭周圍的巖石或土層，鉆鑿出的巖石和泥漿混合物在壓縮空氣的作用下從吸渣管和排渣管排出鉆頭，吸渣管和排渣管的設計很好的解決了現有的擴徑鉆頭無法排出巖渣的問題，使得本發明的排巖渣效率更高，可用于任何上部小孔徑，下部大孔徑的工程粧孔的鉆鑿。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的剖視圖；
圖2為本發明的滾刀布置圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1及圖2所示，本發明包括鉆頭本體I，鉆頭本體I的上端外表面固定設置有若干副耳板2，若干副耳板2沿鉆頭本體I的周向均勻設置，每副耳板2上均連接有上連桿3和下連桿6，上連桿3和下連桿6的一端均與耳板2鉸接，另一端均與擴孔鉆頭4鉸接，上連桿3的長度與下連桿6的長度相等，且上連桿3與下連桿6平行設置，保證擴孔鉆頭4的中心軸線始終與鉆頭本體I的中心軸線平行，上連桿3、耳板2、下連桿6和擴孔鉆頭4組成平行四連桿結構，在本實施例中，采用四組平行四連桿機構，四組平行四連桿結構沿鉆頭本體I的周向均勻設置;鉆頭本體I上還設置有多組液壓缸5，多組液壓缸5沿鉆頭本體I的周向均勻設置，每組液壓缸5的缸筒均與鉆頭本體I的下端外表面鉸接，液壓缸5的活塞桿與下連桿6的中部鉸接，平行四連桿結構在液壓缸5的作用下移動，從而帶動擴孔鉆頭4張開，實現鉆頭的變徑，擴孔鉆頭4的下端面上設置有擴孔滾刀7，擴孔滾刀7利用滾動做功，從而對巖石或土層進行鉆鑿。擴孔鉆頭4及擴孔滾刀7的結構均為現有技術，不再贅述。
[0017]鉆頭本體I的下表面固定設置有滾刀座8，滾刀座8的下端面上設置有平底滾刀9，平底滾刀9用于鉆鑿鉆頭前方的巖石或土層，擴孔滾刀7用于鉆鑿鉆頭周圍的巖石或土層。
[0018]鉆頭本體I為中空結構，中空結構內設置有排渣管11，排渣管11的上端外側設置有進氣管12，進氣管12與排渣管11相連通，在本實施例中，排渣管11與進氣管12平行設置，排渣管11的外表面與進氣管12的外表面相接觸，進氣管12和排渣管11相接觸的面上均設置有進氣口，進氣管12用于為鉆頭提供壓縮空氣，從而將鉆頭鉆鑿出的巖渣吸出，排渣管11的底端連接吸渣管10，吸渣管10設置在滾刀座8內，吸渣管10上端直徑與排渣管11的內徑相等，吸渣管10的下端為長腰形結構，長腰形即為兩相對側邊以外凸圓弧連接的方形。
[0019]吸渣管10下端截面為長腰形結構，長腰形結構為兩相對側邊以外凸圓弧連接，另兩邊為直線的方形，吸渣管10采用偏心布置，巖渣在壓縮空氣的作用下，經吸渣管10和排渣管11排出鉆頭。在本實施例中，排渣管11內設置有壓縮空氣混合器14，排渣管11外套設有密封圈13，壓縮空氣混合器14為氣舉反循環洗井方式的特定結構，為現有裝置，不再贅述。
[0020]本發明在工作之前，首先向粧孔內注入水或泥漿，使鉆頭工作在水中或泥漿中，無需另外為鉆頭設置注水管;在工作時，平底滾刀9對粧孔進行前向鉆鑿，液壓缸5的活塞桿伸縮，帶動上連桿3和下連桿6移動，從而帶動擴孔鉆頭4向外伸展，從而實現鉆頭的變徑，擴孔滾刀7用于對粧孔進行擴徑;鉆鑿出的巖石和泥漿混合物在壓縮空氣的作用下從吸渣管10和排渣管11排出鉆頭，偏心布置的排渣管10的排巖渣效率更高。
[0021]本發明通過調整液壓缸5的伸縮來帶動下連桿6、上連桿3和擴孔鉆頭4動作，實現變徑鉆頭變幅范圍內任意直徑鉆孔的需要，同時排巖渣效率高，可用于任何上部小孔徑，下部大孔徑的工程粧孔的鉆鑿。
【主權項】
1.一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:包括鉆頭本體，所述鉆頭本體的上端外表面固定設置有多副耳板，每副耳板上均設置有下連桿，下連桿的一端與耳板鉸接，另一端與擴孔鉆頭鉸接，擴孔鉆頭的下端面上設置有擴孔滾刀;所述鉆頭本體上還設置有液壓缸，液壓缸的活塞桿與下連桿的中部鉸接，液壓缸的缸筒與鉆頭本體的下端外表面鉸接；鉆頭本體的下表面固定設置有滾刀座，滾刀座的下端面上設置有平底滾刀。2.如權利要求1所述的一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:所述耳板上還設置有上連桿，上連桿的一端與耳板鉸接，另一端與擴孔鉆頭連接，上連桿的長度與下連桿的長度相等，且上連桿與下連桿平行設置，所述上連桿、下連桿、擴孔鉆頭及耳板組成平行四連桿結構。3.如權利要求1或2所述的一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:所述耳板有四副，沿鉆頭本體周向均勻設置。4.如權利要求1或2所述的一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:所述鉆頭本體為中空結構，中空結構內設置有排渣管，所述排渣管的底端連接吸渣管，吸渣管設置在滾刀座內。5.如權利要求4所述的一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:所述吸渣管上端直徑與排渣管的內徑相等，吸渣管下端截面為長腰形結構，所述長腰形為兩相對側邊以外凸圓弧連接，另兩邊為直線的方形。6.如權利要求5所述的一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:所述吸渣管采用偏心布置。7.如權利要求4所述的一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:所述排渣管的上端外側設置有進氣管，進氣管與排渣管相連通。8.如權利要求7所述的一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:所述排渣管與進氣管平行設置，且排渣管的外表面與進氣管的外表面相接觸，進氣管和排渣管相接觸的面上均設置有進氣口。9.如權利要求4所述的一種用于鉆鑿可變孔徑粧孔的鉆頭，其特征在于:所述排渣管內設置有壓縮空氣混合器，排渣管外套設有密封圈。
【專利摘要】本發明提供了一種用于鉆鑿可變孔徑樁孔的鉆頭，包括鉆頭本體，所述鉆頭本體的上端外表面固定設置有多個耳板，每個耳板上均設置有下連桿，下連桿的一端與耳板鉸接，另一端與擴孔鉆頭鉸接，擴孔鉆頭的下端面上設置有擴孔滾刀；鉆頭本體上還設置有液壓缸，液壓缸的活塞桿與下連桿的中部鉸接，液壓缸的缸筒與鉆頭本體的下端外表面鉸接；鉆頭本體的下表面固定設置有滾刀座，滾刀座的下端面上設置有平底滾刀。本發明能夠實現變徑鉆頭變幅范圍內任意直徑變徑鉆孔的需要，適用于上部小孔徑、下部大孔徑的工程樁孔。
【IPC分類】E21B10/32, E21B10/61
【公開號】CN105625947
【申請號】CN201610170629
【發明人】廖衛勇, 仝洪昌, 李澤, 楊建民, 張樂平, 王海波, 孫鵬翔, 王徽華, 李源
【申請人】平煤建工集團特殊鑿井工程有限公司, 江蘇龍源振華海洋工程有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月24日