[實用新型]彈性圓柱銷組件聯(lián)接的三件套空氣潛孔錘偏心跟管鉆具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920243793.4
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN201546617U
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 奎中
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院探礦工藝研究所
• 主分類號: E21B4/06
• 分類號: E21B4/06
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

技術領域

本實用新型涉及一種地礦、水電、公路、鐵路等領域用的鉆具，尤其涉及一種彈性圓柱銷組件聯(lián)接的三件套空氣潛孔錘偏心跟管鉆具。

背景技術

跟管鉆進技術是在巖土錨固工程鉆進成孔過程中逐步發(fā)展起來的一門新的鉆進技術。與其它鉆進方法相比較，跟管鉆進為復雜地層鉆進過程中的破巖、護壁和堵漏問題提供了較為全面的解決方案。隨著近幾十年來跟管鉆進技術的發(fā)展和應用范圍的擴大，跟管鉆進技術已逐漸成為工程施工中用于復雜地層鉆進的常用手段。

潛孔錘跟管鉆進技術是跟管鉆具與空氣潛孔錘(潛孔沖擊器)相結合的擴底鉆進并同步跟進套管的一種鉆進技術。國內外跟管鉆進技術分偏心跟管鉆進和同心跟管鉆進兩種類型。偏心跟管鉆進技術是把常規(guī)潛孔沖擊器由套管內下至孔底，下接能張斂收縮的偏心跟管鉆具，整套鉆具通過導向定位器上的花鍵與潛孔沖擊器聯(lián)接在一起。中心鉆頭和偏心擴孔鉆頭的前端面嵌有硬質合金齒，用于破碎巖石。鉆具破碎巖石所需要的扭矩和推進力由鉆機提供，所需要的沖擊能量由潛孔沖擊器提供。隨著鉆機的旋轉，偏心跟管鉆具不斷地在新的位置沖擊鑿碎巖石；從空氣壓縮機來的壓縮空氣經(jīng)由鉆桿中心孔、沖擊器內部相關氣道、鉆具中心孔道及相關氣道吹入孔底，將鉆具破碎下來的巖粉經(jīng)由鉆具排粉槽、沖擊器與套管之間的環(huán)形間隙、鉆桿與套管之間的環(huán)形間隙吹到孔外。這樣不斷地鑿碎巖石、排出巖粉，便形成了圓形巖孔。鉆具工作時，鉆機正轉(順時針旋轉)，偏心擴孔鉆頭甩開到最大位置，鉆出的巖孔直徑大于管靴和套管的外徑。在導向定位器上設有臺階，鉆具鉆進的同時，通過這個臺階帶動管靴和套管同步跟進。當工作結束或需要取出鉆具時，可將鉆機反轉(逆時針旋轉)，偏心擴孔鉆頭便會收攏到最小位置。偏心跟管鉆進技術適合于各種復雜地層的高效鉆進，可有效地防止鉆孔垮塌、提高鉆進效率、降低鉆孔成本，可廣泛應用于基坑支擋、邊坡加固、滑坡整治、結構抗浮抗傾、壩基穩(wěn)定和懸索結構的錨碇基礎等工程建設領域中。

目前，國內外普遍使用的偏心跟管鉆具主要有二件套偏心跟管鉆具和三件套偏心跟管鉆具。二件套偏心跟管鉆具主要由偏心擴孔鉆頭和導向定位器組成，由聯(lián)接銷將兩者結合在一起。三件套偏心跟管鉆具主要由中心鉆頭(也叫導向鉆頭)、偏心擴孔鉆頭和導向定位器組成。在中心鉆頭的尾部設有波形螺紋與導向定位器聯(lián)接，聯(lián)接銷的作用在于防止鉆具反轉時螺紋聯(lián)接松脫，在偏心擴孔鉆頭的前端有一凸臺，凸臺的側面加工成螺旋面與中心鉆頭上相應的螺旋面接觸，來自鉆機的扭矩通過導向定位器上的波形螺紋傳遞給中心鉆頭，再通過中心鉆頭上的螺旋面?zhèn)鬟f給偏心擴孔鉆頭，來自潛孔沖擊器的沖擊能量通過相互接觸的端面?zhèn)鬟f。此種結構的三件套偏心跟管鉆具在結構上主要存在以下幾方面的缺點：1、導向定位器結構上存在缺陷，導致與之配合的中心鉆頭偏心軸尾部波形螺紋處變細了很多，造成中心鉆頭容易在波形螺紋處折斷，一旦折斷，中心鉆頭就會帶著偏心擴孔鉆頭一起掉到孔底，出現(xiàn)這種情況時，就需要停工取出掉到孔底的鉆頭，一般需要一、二天時間，如果取不出來，就會形成報廢孔。2、鉆具工作過程中，波形螺紋連接處越打越緊，工作現(xiàn)場難于拆卸鉆具。3、偏心擴孔鉆頭前端面沒有設置排風口，導致此處破碎下來的巖屑不能及時排走，造成巖屑重復破碎嚴重，破巖效率降低，鉆頭溫度過高，壽命降低。4、波形螺紋和螺旋面加工較困難。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有偏心跟管鉆具存在的上述問題，提供一種彈性圓柱銷組件聯(lián)接的三件套空氣潛孔錘偏心跟管鉆具，本實用新型鉆具聯(lián)接簡單、實用、可靠，工作現(xiàn)場裝拆方便，鉆具定位和傳遞扭矩機構扭矩傳遞效率高，容易加工，零件壽命長，設置排粉氣道和通道，不留排粉死角，提高破巖效率，并且設置有冷卻潤滑通道，可提高零件使用壽命。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種彈性圓柱銷組件聯(lián)接的三件套空氣潛孔錘偏心跟管鉆具，包括中心鉆頭、偏心擴孔鉆頭和導向定位器，其特征在于：所述中心鉆頭的偏心軸上設置有定位傳動塊和定位傳動柄，偏心擴孔鉆頭上設有與中心鉆頭上的定位傳動塊配合定位的偏心擴孔鉆頭定位傳動槽，導向定位器上設有偏心孔，偏心孔內設有與中心鉆頭上的定位傳動柄配合定位的導向定位器定位傳動槽。

本實用新型還包括將中心鉆頭、偏心擴孔鉆頭和導向定位器聯(lián)接成一整體的彈性圓柱銷組件，彈性圓柱銷組件包括依次設置在導向定位器的聯(lián)接銷孔內的堵頭、聯(lián)接銷、彈簧墊圈和彈性圓柱銷。

所述偏心孔與導向定位器內的主氣道連通。

所述偏心擴孔鉆頭定位傳動槽為扇形槽，導向定位器定位傳動槽為方形槽。