專利名稱：筒式鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成孔作業(yè)用鉆具，具體涉及一種筒式鉆具。
背景技術(shù)：
鉆孔樁施工中，經(jīng)常遇到漂石、塊石及大粒徑卵石、石爭石等地下障礙 物，這樣成樁工期就會數(shù)倍地延長。因此，對于成孔作業(yè)的樁工機械來說， 鉆具是最關(guān)鍵的部件之一。
目前，在成孔施工鉆機跳動嚴重或明顯感到扭矩不足的工況，鉆進施
工工藝通常采用分級鉆進方式，具體步驟為首先使用與樁孔等徑的鉆具 鉆出引導(dǎo)孔，然后使用小筒徑的鉆具在樁孔中央鉆出一個小孔，最后再使 用與樁孔等徑的鉆具完孔。相比于一次成孔工藝，分級鉆進工藝一方面可 以化解鉆機能力不足，另一方面有利于二級鉆進中障礙物的位移及互相撞 擊，提高成孔速度。
現(xiàn)有技術(shù)中，為保證鉆進時鉆具不會發(fā)生較大的傾斜現(xiàn)象，小孔鉆進 施工所使用的筒鉆直徑與樁孔直徑之差較小，以使得小孔鉆進過程中鉆具 與導(dǎo)向孔同軸，從而確保后續(xù)成孔工藝的順利進行。但是，由于該筒鉆的 直徑較大，因此，在小孔鉆進過程中還存在著鉆進阻力比較大的問題，不 能獲得較高的成孔效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于分級鉆進 工藝的筒式鉆具，在小孔鉆進過程中產(chǎn)生較小的阻力，以獲得較高的成孔 效率。
本發(fā)明提供的筒式鉆具，包括由上至下依次設(shè)置的連接部件、筒體和 切削工具；還包括扶正部件，所述扶正部件固定設(shè)置在筒體上端部外側(cè)， 且其回轉(zhuǎn)外徑與樁孔的孔徑 一致。 優(yōu)選地，所述扶正部件包括扶正套筒和若干個連接件；所述扶正套筒 套裝在所述筒體上端部的外側(cè)；所述若干個連接件分別固定設(shè)置在所述扶 正套筒與筒體之間。
優(yōu)選地，所述扶正部件還包括若干個導(dǎo)向條，分別沿軸向固定設(shè)置在 所述扶正套筒的外周表面。
所述若干導(dǎo)向條的上、下端面分別與所述扶正套筒的上、下端面齊平。 優(yōu)選地，沿所述筒體的外圓柱表面呈螺旋上升狀設(shè)置有若干個外導(dǎo)向條。
所述若干個外導(dǎo)向條分為兩組且沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置在所述筒體的兩側(cè)， 每組外導(dǎo)向條均沿軸向由上至下依次間隔設(shè)置。
優(yōu)選地，沿所述筒體的內(nèi)圓柱表面呈螺旋上升狀設(shè)置有若干個內(nèi)導(dǎo)向條。
所述若干個內(nèi)導(dǎo)向條分為兩組且沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置在所述筒體的兩側(cè)， 每組內(nèi)導(dǎo)向條均沿軸向由上至下依次間隔設(shè)置。
優(yōu)選地，所述兩組外導(dǎo)向條與兩組內(nèi)導(dǎo)向條分別沿周向交錯設(shè)置。
優(yōu)選地，所述筒體上具有徑向貫通的開口，所述開口設(shè)置在最上方的 外導(dǎo)向條上端部的外周。
本發(fā)明提供的筒式鉆具與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在筒體上端部設(shè)置有 扶正部件，該4夫正部件的回轉(zhuǎn)外徑與樁孔的孔徑一致，在分級鉆進施工的 小孔鉆進過程中，扶正部件與樁孔內(nèi)壁相抵以保證筒鉆的導(dǎo)正；這樣，相 對于樁孔孔徑來說，筒鉆直徑可以設(shè)計為較小尺寸；因此，基于一定的驅(qū) 動力矩，相對應(yīng)的鉆進阻力(包括端承阻力和切向抗扭阻力)將大大減小， 而每個鉆齒對孔底硬巖的壓力和切向切削力卻大大提高了 ，進而提高破碎 巖石和成孔的效率;同時，可彌補加壓力不足和扭矩不足的缺陷。
另外，由于小孔直徑較小，因此在二級鉆進過程中，每個切削工具都 增大了對孔底地層的旋轉(zhuǎn)切削力和正壓力，從而提高二級鉆進效率，進一 步彌補了鉆機在硬地層加壓力不足的缺陷。
本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所述扶正套筒的外側(cè)表面上設(shè)置有若干導(dǎo)向條，
工作狀態(tài)只有導(dǎo)向條與樁孔孔壁接觸，減少了孔壁與扶正部件之間的摩擦； 在提鉆或下鉆時，確保液體保護液在導(dǎo)向條之間上下流通，避免扶正套筒 上方或下方的液體壓力過高。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選方案中，所述筒體的內(nèi)、外筒壁上分別設(shè)置有內(nèi)、 外導(dǎo)向條，鉆具回轉(zhuǎn)時，內(nèi)、外導(dǎo)向條可將鉆渣導(dǎo)向上方，避免重復(fù)鉆削； 另外，所述內(nèi)、外導(dǎo)向條均分為兩組且沿周向交錯設(shè)置，使得筒體處于良 好的受力狀態(tài)，提高鉆具的使用壽命。另外，在最上方的外導(dǎo)向條上端部 外周的筒體上開有徑向貫通的開口，當(dāng)筒體外側(cè)的鉆渣隨導(dǎo)向條上移至開
口處時，可經(jīng)此開口落入筒體內(nèi)部；并可保證在提鉆或下鉆時，液體保護 液可以順利的在筒壁內(nèi)外流通。
本發(fā)明提供的筒式鉆具，可用于旋挖鉆機或者其它樁工機械，特別是 在鉆機加壓力不足的情況下進行硬質(zhì)巖層的分級鉆進工藝。


圖la和圖lb是本發(fā)明所述筒式鉆具的立體圖2是本發(fā)明的主視圖3是本發(fā)明的側(cè)視圖4是本發(fā)明的剖視圖5是本發(fā)明的仰視圖
圖6是本發(fā)明的俯視圖。
圖1 -圖6中
連接部件1、加強筋11、筒體2、外導(dǎo)向條21、開口 22、內(nèi)導(dǎo)向條23、 連接板24、切削工具3、扶正部件4、扶正套筒41、連接件42、導(dǎo)向條43。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心是提供一種筒式鉆具，包括由上至下依次設(shè)置的連接部 件、筒體和切削工具；還包括扶正部件，所述扶正部件固定設(shè)置在筒體上 端部外側(cè)，且其回轉(zhuǎn)外徑與樁孔的孔徑一致；鉆具回轉(zhuǎn)過程中，扶正部件的外壁與樁孔孔壁相抵起到導(dǎo)正小孔鉆進作用，這樣，筒體直徑可設(shè)計成 較小的尺寸，進而大大減小鉆削阻力，提高成孔效率。
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說 明書附圖作進 一 步的詳細說明。
請參見圖1，該圖為本發(fā)明的立體圖。其中，圖la為基于上方視角得 到的立體圖，圖lb為基于下方視角得到的立體圖。
本發(fā)明主要包括連接部件1、筒體2、切削工具3和扶正部件4，如圖 la所示，所述連接部件l設(shè)置在鉆具的上方，用于實現(xiàn)筒式鉆具與動力驅(qū) 動裝置的可靠連接，所述筒體2和切削工具3依次設(shè)置在連接部件1的下 方。其中，連接部件1的接口形式及尺寸要根據(jù)動力裝置的接口形式確定， 在此不予贅述。在筒體2上端部的外側(cè)設(shè)置有扶正部件4，施工時，所述 筒體2回轉(zhuǎn)外徑的大小需要根據(jù)實際樁孔孔徑來確定，因此，本發(fā)明所述 筒式鉆具可根據(jù)建筑基礎(chǔ)工程中樁孔孔徑的標準設(shè)計為不同的筒徑系列， 以適應(yīng)不同的使用工況。當(dāng)然，對于旋挖鉆機來說，在整車出廠時即可配 備不同筒徑系列的本發(fā)明所述筒式鉆具，供用戶自行選用。
特別說明的是，所述筒體2的外徑需要依據(jù)樁孔孔徑和鉆機的實際加 壓力及所鉆地層的硬度等因素計算得出，總成，確定其外徑的基本原則是 相對于樁孔孔徑來說，在滿足高效鉆進的需要的前提下，筒體外徑應(yīng)該設(shè) 計為最小。
另外，如圖la所示，在連接部件1的外周設(shè)置有加強筋11，用于加 強連接部件1與筒體2之間的固定連接關(guān)系。
如圖lb所示，本發(fā)明所述切削工具3為圓錐形鉆齒，所述若干個鉆齒 沿所述筒體2的下沿均布設(shè)置，對孔底地層做旋轉(zhuǎn)切削和加壓鉆進。需要 說明的是，所述切削工具3不局限于圖中所示的圓錐形齒，它也可以是具 有切削刃的鉆齒，該齒形不是本發(fā)明的發(fā)明點，故在此不作詳細闡述。在 所述筒體2的外圓柱表面上設(shè)置有若干個外導(dǎo)向條21,每個所述外導(dǎo)向條 21呈螺旋上升狀設(shè)置，鉆具回轉(zhuǎn)時，鉆渣會隨著鉆具的回轉(zhuǎn)而沿著外導(dǎo)向
條21上移，可防止鉆渣積存在孔底，這樣，避免了重復(fù)鉆削而影響成孔效 率，同時，樁孔內(nèi)的保護液可沿所述外導(dǎo)向條21之間形成的空間上下流通， 避免局部流體壓力過大而影響鉆具正常工作。
為減輕筒式鉆具的自重，本方案所述扶正部件4采用套筒結(jié)構(gòu)。如圖 la和圖lb所示，所述扶正部件4包括扶正套筒41和若干個連接件42;所 述扶正套筒41套裝在所述筒體2上端部的外側(cè)，若干個連接件42置于所 述扶正套筒41與筒體2之間形成的環(huán)形空間內(nèi)，用于實現(xiàn)扶正套筒41的 可靠固定。所述扶正部件4還包括若干個導(dǎo)向條43,分別沿軸向固定設(shè)置 在所述扶正套筒41的外周表面。工作狀態(tài)時，所述導(dǎo)向條43與導(dǎo)向樁孔 的孔壁接觸，這樣，減少了孔壁與扶正部件4之間的摩擦；在提鉆或下鉆 時，確保樁孔內(nèi)的保護液在導(dǎo)向條43之間上下流通，避免扶正套筒41上 方或下方的液體壓力過高而影響鉆具正常工作。
與現(xiàn)有技術(shù)的筒式鉆具相比，本方案所^提供的筒式鉆具在筒體上端部 設(shè)置有扶正部件，在分級鉆進施工的小孔鉆進過程中，扶正部件與樁孔內(nèi) 壁相抵以保證筒鉆的導(dǎo)正；這樣，相對于樁孔孔徑來說，筒鉆直徑可以設(shè) 計為較小尺寸。因此，基于一定的驅(qū)動力矩，相對應(yīng)的鉆進阻力(包括端 承阻力和切向抗扭阻力)將大大減小，而每個鉆齒對孔底硬巖的壓力和切 向切削力卻大大提高了，進而可提高破碎巖石的效率和成孔效率；同時， 可彌補加壓力不足和扭矩不足的缺陷。另外，由于小孔直徑較小，因此在 二級鉆進過程中，每個切削工具都增大了對孔底地層的旋轉(zhuǎn)切削力和正壓 力，從而提高二級鉆進效率。
請參見圖2，該圖是本發(fā)明的主視圖。
如圖2所示，可清楚得出所述外導(dǎo)向條21呈螺旋上升狀設(shè)置，且若干 個外導(dǎo)向條21沿軸向由上至下依次間隔設(shè)置。在所述筒體2上具有徑向貫 通的開口22,所述開口 22設(shè)置在最上方的外導(dǎo)向條21上端部的外周，當(dāng) 鉆渣隨最上方的外導(dǎo)向條21上移至其上端部附近時，可經(jīng)所述開口 22落 入筒體2的內(nèi)腔，提鉆時，即完成攜渣和卸渣的才喿作。另夕卜，樁孔內(nèi)的保
護液可經(jīng)開口 22流通于筒體2內(nèi)夕卜，進而保證筒體2內(nèi)外的液體壓力均衡。 請參見圖3，該圖是本發(fā)明的側(cè)視圖。
如圖3所示，在所述筒體2的外表面上，所述若干個外導(dǎo)向條21分為 兩組，且沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置在所述筒體2的兩側(cè)，每組外導(dǎo)向條21均沿軸向 由上至下依次間隔設(shè)置。實際上，所述外導(dǎo)向條21不局限于圖中所示的若 干個外導(dǎo)向條21,它可以采用 一根螺旋上升的導(dǎo)向條來實現(xiàn)鉆渣導(dǎo)向的功 能，只要滿足使用需要均本專利的保護范圍內(nèi)。
如圖2和圖3所示，所述若干導(dǎo)向條43的上、下端面分別與所述扶正 套筒41的上、下端面分別齊平。
請參見圖4，該圖是本發(fā)明的剖視圖。
如圖4所示，在所述筒體2的內(nèi)壁上也設(shè)置有導(dǎo)向條，沿所述筒體2 的內(nèi)圓柱表面設(shè)置有若干個內(nèi)導(dǎo)向條23,每個所述內(nèi)導(dǎo)向條23呈螺旋上 升狀設(shè)置，鉆具回轉(zhuǎn)時，所述筒體2內(nèi)的鉆渣會隨著鉆具的回轉(zhuǎn)而沿著內(nèi) 導(dǎo)向條23上移，同樣地，可防止鉆渣積存在孔底，進而避免重復(fù)鉆削影響 成孔效率；同樣地，樁孔內(nèi)的保護液可沿所述內(nèi)導(dǎo)向條23之間形成的空間 上下流通，避免局部流體壓力過大。其中，所述若干個內(nèi)導(dǎo)向條23分為兩 組且沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置在所述筒體2的兩側(cè)，每組內(nèi)導(dǎo)向條23均沿軸向由上 至下依次間隔設(shè)置。
請參見圖5，該圖是本發(fā)明的仰視圖。
如圖5所示，沿周向，所述兩組外導(dǎo)向條21與兩組內(nèi)導(dǎo)向條23分別 交錯設(shè)置。內(nèi)外交錯設(shè)置導(dǎo)向條的設(shè)計不僅可以使得筒體2在工作狀態(tài)處 于均勻受力狀態(tài)，而且在鉆具回轉(zhuǎn)過程中各方向的轉(zhuǎn)動慣量分布均勻，從 而進一步提高鉆具的使用壽命。
圖中所示，所述若干個連接件42沿周向均布設(shè)置在所述筒體2與扶正 套筒41之間的環(huán)形空間內(nèi)。所述若干個導(dǎo)向條43沿周向均布設(shè)置在所述 扶正套筒41的外周表面上。
請參見圖6,該圖是本發(fā)明的俯視圖。
如圖6所示，在所述筒體2的上端上設(shè)置有連接板24,以增加所述連 接部件1與筒體2之間的接觸面積，進而保證兩者之間的可靠連接，提高 鉆具的抗扭轉(zhuǎn)和抗壓能力。
綜上，針對分級鉆進工藝，本發(fā)明才是供的筒式鉆具通過扶正部件為鉆 進導(dǎo)正提供了可靠的保證，所述扶正部件固定設(shè)置在筒體上端部外側(cè)，且 其回轉(zhuǎn)外徑與樁孔的孔徑一致；這樣，筒體直徑可設(shè)計成較小的尺寸，進 而大大減小鉆削阻力，提高鉆具的鉆削性能和成孔效率。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進 和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、筒式鉆具，包括由上至下依次設(shè)置的連接部件、筒體和切削工具，其特征在于，還包括扶正部件，固定設(shè)置在筒體上端部外側(cè)，所述扶正部件的回轉(zhuǎn)外徑與樁孔的孔徑一致。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒式鉆具，其特征在于，所述扶正部件包括 扶正套筒，套裝在所述筒體上端部的外側(cè)；和若干個連接件，分別固定設(shè)置在所述扶正套筒與筒體之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的筒式鉆具，其特征在于，所述扶正部件還包括若干個導(dǎo)向條，分別沿軸向固定設(shè)置在所述扶正套筒的外周表面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的筒式鉆具，其特征在于，所述若干導(dǎo)向條的 上、下端面分別與所述扶正套筒的上、下端面齊平。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒式鉆具，其特征在于，沿所述筒體的外圓 柱表面呈螺旋上升狀設(shè)置有若干個外導(dǎo)向條。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的筒式鉆具，其特征在于，所述若干個外導(dǎo)向 條分為兩組且沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置在所述筒體的兩側(cè)，每組外導(dǎo)向條均沿軸向由 上至下依次間隔設(shè)置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒式鉆具，其特征在于，沿所述筒體的內(nèi)圓 柱表面呈螺旋上升狀設(shè)置有若干個內(nèi)導(dǎo)向條。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的筒式鉆具，其特征在于，所述若干個內(nèi)導(dǎo)向 條分為兩組且沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置在所述筒體的兩側(cè)，每組內(nèi)導(dǎo)向條均沿軸向由 上至下依次間隔設(shè)置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的筒式鉆具，其特征在于，所述兩組外導(dǎo)向條 與兩組內(nèi)導(dǎo)向條分別沿周向交錯設(shè)置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的筒式鉆具，其特征在于，所述筒體上具有徑 向貫通的開口，所述開口設(shè)置在最上方的外導(dǎo)向條上端部的外周。
全文摘要
本發(fā)明公開一種筒式鉆具，包括由上至下依次設(shè)置的連接部件、筒體和切削工具；還包括扶正部件，所述扶正部件固定設(shè)置在筒體上端部外側(cè)，且其回轉(zhuǎn)外徑與樁孔的孔徑一致。優(yōu)選地，所述扶正部件包括扶正套筒和若干個連接件；所述扶正套筒套裝在所述筒體上端部的外側(cè)；所述若干個連接件分別固定設(shè)置在所述扶正套筒與筒體之間。本發(fā)明在筒體上端部設(shè)置的扶正部件與樁孔內(nèi)壁相抵以保證筒鉆的導(dǎo)正，筒鉆直徑可以設(shè)計為較小尺寸。在分級鉆進施工的小孔鉆進過程中，可減小鉆進阻力，提高成孔效率；并能彌補加壓力不足和扭矩不足的缺陷。本發(fā)明提供的筒式鉆具，可用于旋挖鉆機或者其它樁工機械，特別是在鉆機加壓力不足的情況下進行硬質(zhì)巖層的分級鉆進工藝。
文檔編號E21B10/00GK101343983SQ20081011880
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者吳方曉, 水俊峰, 高春華, 黃志明, 黎中銀 申請人:北京市三一重機有限公司