[發明專利]一種入巖鉆具

在審

• 申請號: 202010116724.8
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111119743A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 龔秀剛;高超;干衛平
• 申請（專利權）人: 浙江金祖環境治理設備股份有限公司
• 主分類號: E21B10/44
• 分類號: E21B10/44;E21B10/54
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

一種入巖鉆具，包括芯軸管，具有引導螺旋葉片和主螺旋葉片的螺旋葉，多個位于螺旋葉上的第一截齒和位于芯軸管底部的第二截齒，位于第二截齒之間的排氣孔，過渡中空鉆桿以及多個止動塊；螺旋葉以螺旋放射狀布置在芯軸管外壁，第一截齒以間隔和向外漸開方式布置在引導螺旋葉片的外側自由端；第二截齒以徑向間隔設置于芯軸管的底部端蓋上；排氣孔設置于兩個相鄰的第二截齒之間，并與芯軸管內孔貫通；多個止動塊安裝于芯軸管和過渡中空鉆桿之間的結合面。本發明具有截齒分布均勻、鉆掘傾角設置合理、截齒刀頭強度高、切削葉片耐磨以及前端截齒冷卻充分等特點，提高其耐磨特性和抗沖擊能力，保證鉆孔技術要求和施工質量，延長鉆具的使用壽命。

技術領域

本發明屬于樁基施工機械領域，特別涉及一種適合長螺旋鉆機鉆掘作業的入巖鉆具。

背景技術

目前，鉆孔灌注樁在橋梁、建筑、鐵路等建設項目的樁基施工中廣泛運用，一般采用長螺旋鉆機鉆掘、攪拌，通過向鉆桿和鉆具中心孔灌注水泥漿，以及在預鉆孔孔內加入鋼筋籠，最后形成灌注樁。由于長螺旋鉆機施工方法受地質軟硬程度影響較大，通常采用鑲嵌普通合金刀頭或者截齒的平底鉆頭，該型式的鉆頭由于存在切削刀體強度低、構造不合理等原因，在卵礫石層、各類風化巖層等較堅硬地質鉆進時，會出現鉆頭磨損快和鉆進效率低等問題，造成鉆孔成樁后沉降量大、影響施工質量和工程費用大幅增加。因此，就需要一種長螺旋鉆機入巖鉆頭，具有合理的鉆掘傾角、均勻分布的鉆掘頭、超強的切削性能和耐磨特性，能適應礫石層、各類全風化巖和強風化巖等堅硬地質的破巖鉆掘。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有長螺旋鉆機中鉆具存在的缺點，提供一種鉆掘頭均勻分布、鉆掘傾角合理和前端截齒刀頭有效冷卻的入巖鉆具，改善鉆具的破巖鉆掘性能，提高其耐磨特性和抗沖擊能力，大幅提升改善鉆機效率。

為達到以上目的、本發明所采用的解決方案是：

一種入巖鉆具，包括具有空心管體底部端蓋和上部法蘭的芯軸管，具有引導螺旋葉片、主螺旋葉片的螺旋葉，多個位于螺旋葉上的第一截齒，多個位于芯軸管的底部端蓋上的第二截齒和排氣孔，具有上部雄接頭和下部鉆桿法蘭的過渡中空鉆桿，以及多個安裝于鉆桿法蘭和底部端蓋之間的止動塊；

其特征在于：

所述螺旋葉以螺旋放射狀布置固定在芯軸管的外壁上，其螺旋升角γ=20°-30°；所述螺旋葉的引導螺旋葉片為圓錐形螺旋片布置，其自由端外徑隨其旋向上升而形成的錐度為17:50～12:25；所述主螺旋葉片為圓柱形螺旋片布置，它位于引導螺旋葉片的上方；

所述多個第一截齒中每一個第一截齒圍繞螺旋葉的旋向上升的引導螺旋葉片的外側自由端的弧面處以間隔和向外漸開方式布置，多個第一截齒最外端的旋轉軌跡與螺旋葉的最大旋轉軌跡重合；所述各個葉片截齒的軸心線與芯軸管的橫截面之間的夾角為β₁，β₁=30°-35°；

所述多個第二截齒以徑向間隔設置于芯軸管的底部端蓋的外端面上，且安裝成面向芯軸管的旋轉方向；所述各個第二截齒與底部端蓋傾角為β₂，β₂=40°-50°；

所述多個排氣孔設置于芯軸管的底部端蓋、且在兩個相鄰的第二截齒之間的位置，它們與芯軸管的內孔貫通；

所述芯軸管的上部法蘭的上端面設有多條徑向對稱的第一直槽，所述中空過渡鉆桿的下部鉆桿法蘭的端面設有多條徑向對稱、且與第一直槽相符的第二直槽，所述止動塊分別安裝于各個第一直槽和第二直槽形成的矩形槽孔內，通過緊固螺釘將中空過渡鉆桿和芯軸管連接成一體；所述中空過渡鉆桿通過其上部雄接頭連接到來自外部的鉆桿雌接頭。

本發明可以是，所述第一截齒和第二截齒的刀體均為球形截齒尖硬質合金，其硬度≥HRC63-70,抗彎強度≥1500N/cm²。