一種大直徑反循環牙輪鉆機的三葉錐形鉆頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種橋梁粧基粧孔施工的鉆孔設備，具體涉及一種采用牙輪鉆機鉆孔施工的鉆機鉆頭。
【背景技術】
[0002]反循環鉆是一種常用的粧基鉆孔施工設備。反循環鉆機的鉆桿是空心的，反循環鉆機鉆孔時，將泥漿栗從鉆孔口(鉆桿外面)向鉆孔里輸送，再向孔底輸送壓縮空氣，使把泥漿攜帶鉆渣從鉆桿的中間排出來。反循環鉆機排渣能力比較強，排渣比較干凈，可用于水中粧基鉆孔，但一般只適用于地質比較松軟的地層。
[0003]牙輪鉆機也是一種常見的鉆孔設備。牙輪鉆機鉆孔時，牙輪鉆頭在巖石上同時鉆進和回轉，對巖石產生靜壓力和沖擊動壓力作用，切削沖擊破碎巖石。將一定壓力和流量流速的壓縮空氣，通過鉆桿內腔從鉆頭噴嘴噴出，將巖渣從孔底沿鉆桿不斷地排至孔外，直至形成所需孔深的鉆孔。牙輪鉆機在硬質或極硬巖層地質條件下穿孔效率高，但目前多于大、中型露天礦的開采和油井的鉆孔，不適用于水中粧基鉆孔。
[0004]本申請人受反循環鉆機和牙輪鉆工作原理啟發，嘗試在礦用牙輪鉆基礎上開發一種適用于水中粧孔施工的大直徑反循環牙輪鉆機，將牙輪鉆頭用于反循環鉆機，結合反循環、牙輪鉆的優點，進行硬質或極硬巖層地質條件下水中粧基成孔作業，以提高施工效率。
[0005]鉆頭是鉆機的重要部件，其工作性能的好壞將直接影響鉆孔質量、鉆孔效率和鉆孔成本。目前的礦用牙輪鉆頭設計大多是根據實踐經驗和具體的地質條件，通過結合試湊的方法，反復進行設計與計算而制作的，每次計算只能設計出一個鉆頭，且鉆孔孔徑較小。現有的牙輪鉆頭不適用于上述大直徑反循環牙輪鉆機，因此設計出應用于硬質或極硬巖層地質條件下水中挖孔施工的反循環牙輪鉆鉆頭，使大直徑反循環牙輪鉆機得以推廣應用，是目前亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種適用于硬質或極硬巖層地質條件下水中挖孔施工的大直徑反循環牙輪鉆機的鉆頭。
[0007]本實用新型的技術方案如下:
[0008]—種大直徑反循環牙輪鉆機的三葉錐形鉆頭，其特征在于:包括一鉆頭體，所述鉆頭體是一金屬板制成的圓環，一圓筒形泥漿筒貫穿所述鉆頭體中心，所述泥漿筒的軸心與所述鉆頭體的軸心重合，所述泥漿筒的兩端分別突出于所述鉆頭體的兩端之外；所述鉆頭體與所述泥漿筒之間通過三塊連接板連接，每塊連接板的一端與所述鉆頭體焊接，另一端與所述泥漿筒的中部焊接，兩相鄰的連接板之間的夾角為120度；所述泥漿筒的一端設有鉆桿連接件，泥漿筒的另一端與所述鉆頭體之間，設有三個鉆頭葉片，每個鉆頭葉片的一端與所述鉆頭體的邊緣焊接，另一端與所述泥漿筒的端部外壁焊接，兩相鄰的鉆頭葉片之間的夾角為120度；在泥漿筒焊接所述鉆頭葉片的一端的端部，還設有一 U形的鉆頭錐頭，所述鉆頭錐頭的兩端分別與所述泥漿筒的端部的外壁焊接；所述鉆頭葉片和所述鉆頭錐頭上，均設有多個突出的柱狀的鉆頭牙齒。
[0009]進一步，本實用新型具體實施時還可包括以下技術特征:
[0010]所述鉆頭牙齒包括長齒和短齒，長齒和短齒間隔設置；所述短齒的長度是所述長齒長度的四分之一。
[0011]所述鉆頭牙齒在所述鉆頭葉片兩側和所述鉆頭錐頭兩側均為交錯設置。
[0012]本實用新型所提供的鉆頭具有很強的切巖、扭轉旋挖、軸壓能力。在進行水中挖孔使用時，在進入強風化、中風化粉砂巖時平均進尺為3m/h，在進入中風化砂巖時平均進尺為2m/h。具體使用過程中，一個粧長35米的粧孔僅需12小時即可完成，其中連接鉆桿每節消耗15分鐘，13節鉆桿連接耗時約3.5小時，即真正有效鉆孔時間為8.5小時，達到4m/h，凸顯本實用新型在鉆進硬質或極硬巖層時的優越性，大大提高了施工效率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型一種實施例的側視結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型一種實施例的頂部平面結構示意圖；
[0015]圖3是本實用新型一種實施例的底部平面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型包括一鉆頭體1，所述鉆頭體1是一金屬板制成的圓環，一圓筒形泥漿筒2貫穿所述鉆頭體1中心，所述泥漿筒2的軸心與所述鉆頭體1的軸心重合，所述泥漿筒2的兩端分別突出于所述鉆頭體1的兩端之外；所述鉆頭體1與所述泥漿筒2之間通過三塊連接板3連接，每塊連接板3的一端與所述鉆頭體1焊接，另一端與所述泥漿筒2的中部焊接，兩相鄰的連接板3之間的夾角為120度；所述泥漿筒2的一端設有鉆桿連接件4，泥漿筒的另一端與所述鉆頭體之間，設有三個鉆頭葉片5，每個鉆頭葉片5的一端與所述鉆頭體1的邊緣焊接，另一端與所述泥漿筒2的端部外壁焊接，兩相鄰的鉆頭葉片5之間的夾角為120度；在泥漿筒焊接所述鉆頭葉片的一端的端部，還設有一 U形的鉆頭錐頭6，所述鉆頭錐頭6的兩端分別與所述泥漿筒2的端部的外壁焊接；所述鉆頭葉片5和所述鉆頭錐頭6上，均設有多個突出的柱狀的鉆頭牙齒7。
[0017]鉆頭牙齒形式的變化會直接影響鉆進速度和切巖效率。本實用新型具體實施時，可將所述鉆頭牙齒7設置為長齒和短齒，將長齒和短齒間隔設置，將所述短齒的長度設置為長齒長度的四分之一。還可將所述鉆頭牙齒在所述鉆頭葉片兩側和所述鉆頭錐頭兩側均為交錯設置。
[0018]為減輕牙齒的磨損，可在牙齒端部鑲嵌平頂硬質合金柱或堆焊碳化塢耐磨合金。
[0019]本實用新型在使用時，通過泥漿筒一端的鉆桿連接件，將泥漿筒與牙輪鉆機的鉆桿連接。鉆孔時，鉆機轉動軸帶動鉆桿及鉆頭旋轉，并通過對鉆桿加壓，對鉆頭提供足夠大的軸壓力和回轉扭矩，鉆頭在巖石上同時鉆進和回轉，對巖石產生靜壓力和沖擊動壓力作用。本實用新型為倒錐形結構，鉆進時，錐頭部分先嵌切入巖，再以鉆頭葉片鉆進；鉆頭牙齒在孔底滾動中連續地擠壓、切削沖擊破碎巖石；將有一定壓力和流量流速的壓縮空氣通往孔底，將巖渣從孔底通過泥漿筒和鉆桿不斷地吸至孔外，直至形成所需孔深的粧孔。
【主權項】
1.一種大直徑反循環牙輪鉆機的三葉錐形鉆頭，其特征在于:包括一鉆頭體，所述鉆頭體是一金屬板制成的圓環，一圓筒形泥漿筒貫穿所述鉆頭體中心，所述泥漿筒的軸心與所述鉆頭體的軸心重合，所述泥漿筒的兩端分別突出于所述鉆頭體的兩端之外；所述鉆頭體與所述泥漿筒之間通過三塊連接板連接，每塊連接板的一端與所述鉆頭體焊接，另一端與所述泥漿筒的中部焊接，兩相鄰的連接板之間的夾角為120度；所述泥漿筒的一端設有鉆桿連接件，泥漿筒的另一端與所述鉆頭體之間，設有三個鉆頭葉片，每個鉆頭葉片的一端與所述鉆頭體的邊緣焊接，另一端與所述泥漿筒的端部外壁焊接，兩相鄰的鉆頭葉片之間的夾角為120度；在泥漿筒焊接所述鉆頭葉片的一端的端部，還設有一 U形的鉆頭錐頭，所述鉆頭錐頭的兩端分別與所述泥漿筒的端部的外壁焊接；所述鉆頭葉片和所述鉆頭錐頭上，均設有多個突出的柱狀的鉆頭牙齒。2.根據權利要求1所述的大直徑反循環牙輪鉆機的三葉錐形鉆頭，其特征在于:所述鉆頭牙齒包括長齒和短齒，長齒和短齒間隔設置。3.根據權利要求2所述的大直徑反循環牙輪鉆機的三葉錐形鉆頭，其特征在于:所述短齒的長度是所述長齒長度的四分之一。4.根據權利要求1所述的大直徑反循環牙輪鉆機的三葉錐形鉆頭，其特征在于:所述鉆頭牙齒在所述鉆頭葉片兩側和所述鉆頭錐頭兩側均為交錯設置。
【專利摘要】本實用新型涉及一種大直徑反循環牙輪鉆機的三葉錐形鉆頭，包括一鉆頭體，一圓筒形泥漿筒貫穿鉆頭體，泥漿筒的兩端分別突出于鉆頭體的兩端之外，鉆頭體與泥漿筒之間通過三塊連接板連接，兩相鄰的連接板之間的夾角為120度；泥漿筒的一端設有鉆桿連接件，另一端與鉆頭體之間設有三個鉆頭葉片，每個鉆頭葉片的一端與鉆頭體的邊緣焊接，另一端與泥漿筒的端部外壁焊接，在泥漿筒焊接鉆頭葉片的一端的端部，還設有一U形的鉆頭錐頭，鉆頭錐頭的兩端分別與所述泥漿筒的端部的外壁焊接；鉆頭葉片和鉆頭錐頭上均設有多個突出的柱狀的鉆頭牙齒。
【IPC分類】E21B10/08
【公開號】CN205025360
【申請號】CN201520772881
【發明人】王安, 韓瑞生, 那禮春, 張旭烽, 陶連清, 何淼
【申請人】中交第四公路工程局有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月6日