[實用新型]浮動配氣雙向沖擊式非光滑螺旋鉆頭

無效

• 申請號: 200920125948.4
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN201574688U
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 余德海;張高峰;高翼;王清巖;康文波
• 申請（專利權）人: 貴州航天天馬機電科技有限公司
• 主分類號: E21B10/00
• 分類號: E21B10/00;E21B1/30
• 代理公司: 遵義市遵科專利事務所 52102
• 代理人: 宋妍麗

技術領域

本實用新型涉及一種用于鉆孔灌注樁施工的旋沖鉆具，尤其是一種具有浮動配氣雙向沖擊機構的非光滑螺旋鉆頭。

背景技術

干作業螺旋鉆孔是一種效率較高、成本低廉、技術簡單的鉆孔灌注樁成孔技術，由于無需泥漿護壁，故其對環境污染小，廣泛適用于粘土層、沙土層和礫石層鉆進。目前旋挖鉆機配套使用的常規短螺旋鉆頭在鉆遇凍土層時出現鉆桿跳動、孔底打滑的現象，而鉆遇粘性土層時則經常出現大量粘土附著在螺旋葉片表面，致使驅動扭矩增大、甩土困難，需人工清理。

實用新型內容

本實用新型的目的是為提高短螺旋鉆頭對凍土層、中硬巖層及卵礫石地層的鉆進能力，有效避免螺旋葉片表面附著粘土的現象，提供一種浮動配氣雙向沖擊機構的非光滑短螺旋鉆頭，以順利實施沖擊與回轉相結合的鉆進工藝。

本實用新型的目的是通過以下方案實現的：

本實用新型所述短螺旋鉆頭由鉆桿連接器、螺旋葉片、中心桿、矛頭組成，螺旋葉片表面及側面設有鉻合金顆粒，底部刃口鑲有一組截齒，固定在中心桿上，鉆桿連接器和矛頭固定在中心桿的兩端，中心桿內設有浮動配氣的雙向沖擊機構，矛頭為階梯狀擠密矛頭結構。

所述雙向沖擊機構包括配氣套、沖擊活塞、配氣芯管、花鍵軸、花鍵套和反饋彈簧，配氣套通過高壓膠管與配套的空壓機連接，套裝在花鍵軸前端并安裝在中心桿內孔鉆桿連接器端，反饋彈簧和花鍵套套裝于中心桿與花鍵軸之間，配氣芯管、沖擊活塞浮動安裝在中心桿內鉆桿連接器和中心擠密矛頭之間。

本實用新型螺旋鉆頭在常規旋轉鉆進技術基礎上增加了沖擊功能，沖擊作用可根據施工情況自動切換狀態，螺旋葉片表面具有合理的非光滑特征，動力傳輸安全可靠、破土及碎巖機理先進，是一種節能高效的全新鉆孔機具。

附圖說明

圖1為本實用新型螺旋鉆頭整體結構立體圖；

圖2為本實用新型螺旋鉆頭內部結構圖；

圖3為本實用新型的具有非均勻顆粒螺旋葉片視圖；

圖中：1-連接器、2-配氣套、3-螺旋葉片、4-中心桿、6-矛頭、7-沖擊活塞、8-配氣芯管、9-花鍵軸、10-花鍵套。

具體實施方式

如圖所示，本實用新型浮動配氣雙向沖擊式非光滑短螺旋鉆頭由鉆桿連接器1、螺旋葉片3、中心桿4、矛頭6組成，螺旋葉片3表面及側面設有鉻合金顆粒，底部刃口鑲有一組截齒5，固定在中心桿上，鉆桿連接器1和矛頭6固定在中心桿的兩端，中心桿4內設有浮動配氣的雙向沖擊機構，矛頭6為階梯狀擠密矛頭結構。所述雙向沖擊機構包括配氣套2、沖擊活塞7、配氣芯管8、花鍵軸9、花鍵套10和反饋彈簧，配氣套2通過高壓膠管與配套的空壓機連接，套裝在花鍵軸9前端并安裝在中心桿4內孔鉆桿連接器端，反饋彈簧和花鍵套10置于中心桿與花鍵軸9之間，配氣芯管8、沖擊活塞7浮動置于中心桿內鉆桿連接器1和中心擠密矛頭6之間。

沖擊機構的主要功能是利用沖擊活塞7的往復運動產生沖擊能，使整個鉆具作用于土體，結合鉆具回轉實施旋沖鉆進。沖擊活塞7的運動受配氣裝置的控制，該配氣裝置具有浮動功能，即鉆進時配氣芯管8被壓下，使活塞向下運動時獲得足夠的加速行程，對鉆頭體產生較強沖擊作用；提鉆時若阻力較大，配氣芯管8將被提升，于是減弱了活塞回程的緩沖作用，致使活塞打擊上砧座時仍具有可觀的沖擊末速，產生反向沖擊作用。借助反饋彈簧的控制作用，正常提鉆、阻力較小時可使配器裝置處在進氣、排氣相聯通的狀態，使沖擊機構暫停工作，以避免不必要的能量損失。

階梯狀擠密矛頭，可破壞土體的夯實效應，確保較高的鉆進效率。

配氣套2用于輸入壓縮空氣，壓縮空氣由配備在地表的空壓機產生，通過與鉆桿同步伸縮的高壓膠管進行傳輸。配氣套2具有支撐和密封結構，定期向配氣套2環槽內注潤滑脂，以確保配氣套與花鍵軸9外圓柱表面間較小的摩擦力矩。花鍵軸9外圓柱表面必須進行高頻淬火，有效防止抱軸而引起高壓膠管纏繞。必須選擇帶有彈簧護套的高壓膠管，配氣套2與膠管之間聯接防脫鎖鏈。

該短螺旋鉆頭可通過上部接頭與凱式伸縮鉆桿聯接，扭矩經浮動花鍵軸9、花鍵套10傳遞給鉆頭本體，驅動鉆頭回轉，由于內置沖擊機構所產生的沖擊振動作用，與鉆頭螺旋表面、側面接觸的土體處于液化狀態，故驅動扭矩較小，有效降低了鉆機能耗。