專利名稱：適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建設(shè)工程樁基施工技術(shù)，特別是涉及一種用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地 層的大直徑成孔鉆進(jìn)的鉆頭結(jié)構(gòu)技術(shù)。
背景技術(shù)：
在樁基、礦山豎井等大直徑、大深度鉆孔施工中經(jīng)常會遇到泥質(zhì)膠結(jié)的卵礫石或 漂卵石地層，這種泥質(zhì)膠結(jié)的卵礫石、漂卵石層多為冰水沉積物，地層顆粒極不均一，大至 漂卵石、小至粘土混雜沉積在一起，分選性極差，地層密實(shí)，可鉆性極差。隨著鉆孔向超深和 超大直徑方向的發(fā)展，如何提高回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵地層中的鉆進(jìn)效率是施工中亟需 解決的一道難題?，F(xiàn)有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)所使用的大直徑鉆頭主要有兩種，一種為刀盤上裝有多個(gè)滾刀的滾 刀鉆頭，另一種為刀盤上裝有多個(gè)刮刀的梳齒刮刀鉆頭。采用滾刀鉆頭鉆進(jìn)泥質(zhì)膠結(jié)卵礫石、漂卵石地層時(shí)，堅(jiān)硬的漂卵石會被刀盤上各 滾刀的刀齒沖擊壓碎和剪切，形成粒徑較小的顆粒后從鉆頭上的排渣口排出。但是由于滾 刀的刀齒齒距都較小，且滾刀的轉(zhuǎn)動速度非常緩慢，因此滾刀的刀齒壓入地層后，膠結(jié)漂卵 石的粘性土容易粘附在刀齒之間，會導(dǎo)致滾刀刀齒的有效齒高減小，從而降低其破巖效率， 增加了施工成本，情況嚴(yán)重時(shí)甚至整個(gè)滾刀被附著粘性土全部包裹，從而無法轉(zhuǎn)動并破碎 漂卵石，這一現(xiàn)象在施工中俗稱“糊鉆”。采用梳齒刮刀鉆頭鉆進(jìn)泥質(zhì)膠結(jié)卵礫石、漂卵石地層時(shí)，刮刀刀頭會在軸向壓力 作用下契入地層對粘性膠結(jié)土進(jìn)行回轉(zhuǎn)切削，且一些粒徑較小的卵礫石可被刮刀從地層中 剝離出來后通過反循環(huán)從排渣口直接排出，但是對于一些粒徑大的卵石或漂石，處于回轉(zhuǎn) 切削狀態(tài)的刮刀刀頭不但難以將其破碎，反而容易因與漂卵石的振磕而使刮刀刀頭崩裂或 振脫，從而影響有效鉆進(jìn)，且縮短了刀具的使用壽命，增加了施工成本，未能被破碎的漂卵 石也易于堵塞鉆桿，影響順利排渣。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆 進(jìn)效率高，能延長刀具的使用壽命，減少施工成本的尤其適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成 孔的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆頭。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的一種適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆 成孔的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆頭，包括旋轉(zhuǎn)的刀盤，及均勻布設(shè)在刀盤上的多個(gè)滾刀，所述刀盤 的盤面為平面，且其盤面開有用于排放渣土的排渣口，其特征在于所述刀盤上設(shè)有多個(gè)刮 刀，其數(shù)量與滾刀的數(shù)量一致，一個(gè)刮刀對應(yīng)一個(gè)滾刀，每個(gè)刮刀均順著鉆進(jìn)時(shí)的刀盤旋轉(zhuǎn) 方向安裝在刀盤上緊隨其對應(yīng)滾刀的后序位置；所述刮刀包括刮刀板、加強(qiáng)肋板和硬質(zhì)合金刀頭，所述刮刀板的底邊與刀盤固接， 其板面垂直于刀盤的盤面，所述硬質(zhì)合金刀頭固定在刮刀板的頂端，所述加強(qiáng)肋板與刀盤、刮刀板分別固接，其板面垂直于刀盤的盤面及刮刀板的板面。進(jìn)一步的，所述刮刀板的厚度是30士5mm。進(jìn)一步的，所述硬質(zhì)合金刀頭的頂部與刀盤盤面之間的間距，比滾刀頂端與刀盤 盤面之間的間距多20 士 5mm。本實(shí)用新型提供的尤其適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆 頭，由于在刀盤上緊隨各滾刀的后序位置均裝有一個(gè)刮刀，利用滾刀可破碎粒徑較大、堅(jiān)硬 的漂卵石，利用刮刀可切削細(xì)粒的粘性土和砂土，由于滾刀先于刮刀接觸到粒徑較大、堅(jiān)硬 的漂卵石，因此粒徑較大、堅(jiān)硬的漂卵石不會與刮刀發(fā)生振磕，在刮刀的切削作用下，粘性 土也不容易粘附在滾刀的刀齒之間，通過滾刀和刮刀的配合，能充分發(fā)揮兩種破巖刀具的 優(yōu)勢，大大提高泥包礫地層的鉆進(jìn)速度及鉆進(jìn)效率，并能延長各刀具的使用壽命，降低施工 成本。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔的大直徑復(fù)合結(jié) 構(gòu)鉆頭的俯視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔的大直徑復(fù)合結(jié) 構(gòu)鉆頭中的一個(gè)刮刀及其對應(yīng)的滾刀的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用 于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔 的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆頭，包括旋轉(zhuǎn)的刀盤1，及均勻布設(shè)在刀盤1上的多個(gè)滾刀2，所述刀盤 1的盤面為平面，且其盤面開有用于排放渣土的排渣口 4，其特征在于所述刀盤1上設(shè)有多 個(gè)刮刀3，其數(shù)量與滾刀2的數(shù)量一致，一個(gè)刮刀3對應(yīng)一個(gè)滾刀2，每個(gè)刮刀3均順著鉆進(jìn) 時(shí)的刀盤旋轉(zhuǎn)方向安裝在刀盤上緊隨其對應(yīng)滾刀2的后序位置；如圖2所示，所述刮刀3包括刮刀板31、加強(qiáng)肋板32和硬質(zhì)合金刀頭33，所述刮 刀板31的底邊與刀盤1固接，其板面垂直于刀盤1的盤面，所述硬質(zhì)合金刀頭33固定在刮 刀板31的頂端，所述加強(qiáng)肋板32與刀盤1、刮刀板31分別固接，其板面垂直于刀盤1的盤 面及刮刀板31的板面。本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述刮刀板的厚度是30 士 5mm，所述硬質(zhì)合金刀頭是YG8系 列硬質(zhì)合金，硬質(zhì)合金刀頭的頂部與刀盤盤面之間的間距，比滾刀頂端與刀盤盤面之間的 間距多20 士 5mm。本實(shí)用新型實(shí)施例配合帶有中空鉆桿的鉆機(jī)使用，其施工方法采用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆 進(jìn)方法，使用時(shí)將鉆機(jī)的中空鉆桿與刀盤軸接，鉆桿的內(nèi)腔與刀盤上的排渣口連通，通過鉆 機(jī)的鉆桿帶動刀盤轉(zhuǎn)動并鉆進(jìn)，地層中粒徑較大的漂卵石由刀盤上各滾刀的刀齒沖擊壓 碎、剪切為粒徑較小的顆粒，緊隨滾刀的刮刀的硬質(zhì)合金刀頭在鉆壓作用下切入地層，并回 轉(zhuǎn)切削漂卵石周圍的膠結(jié)土層，剝離部分粒徑相對較小的礫石以及被滾刀破碎的巖粒碎屑，被滾刀和刮刀破碎、切削及剝離的巖土顆粒隨同鉆進(jìn)泥菜，經(jīng)開設(shè)于刀盤盤面的排渣口 排入中空鉆桿的內(nèi)腔，再以反循環(huán)方式及時(shí)排出鉆孔外部。本實(shí)用新型實(shí)施例中所述的反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法為現(xiàn)有技術(shù)。本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)合反循環(huán)排渣工藝，可廣泛應(yīng)用于鉆孔灌注樁、污水處理超 深曝氣井、礦山豎井等大直徑、大深度的鉆孔施工中，對提高鉆進(jìn)效率、降低施工成本具有 明顯的比較優(yōu)勢。
權(quán)利要求1.一種適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆頭，包括旋轉(zhuǎn)的刀盤 及均勻布設(shè)在刀盤上的多個(gè)滾刀，所述刀盤的盤面為平面，且其盤面開有用于排放渣土的 排渣口，其特征在于所述刀盤上設(shè)有多個(gè)刮刀，其數(shù)量與滾刀的數(shù)量一致，一個(gè)刮刀對應(yīng) 一個(gè)滾刀，每個(gè)刮刀均順著鉆進(jìn)時(shí)的刀盤旋轉(zhuǎn)方向安裝在刀盤上緊隨其對應(yīng)滾刀的后序位 置；所述刮刀包括刮刀板、加強(qiáng)肋板和硬質(zhì)合金刀頭，所述刮刀板的底邊與刀盤固接，其板 面垂直于刀盤的盤面，所述硬質(zhì)合金刀頭固定在刮刀板的頂端，所述加強(qiáng)肋板與刀盤、刮刀 板分別固接，其板面垂直于刀盤的盤面及刮刀板的板面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆頭， 其特征在于所述刮刀板的厚度是30士5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆頭， 其特征在于所述硬質(zhì)合金刀頭的頂部與刀盤盤面之間的間距，比滾刀頂端與刀盤盤面之 間的間距多20 士 5mm。
專利摘要一種適用于泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層鉆成孔的大直徑復(fù)合結(jié)構(gòu)鉆頭，涉及地下施工技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是提高鉆進(jìn)效率的技術(shù)問題。該鉆頭包括旋轉(zhuǎn)的刀盤，及均勻布設(shè)在刀盤上的多個(gè)滾刀、多個(gè)刮刀。所述刀盤的盤面為平面，且其盤面開有用于排放渣土的排渣口，所述刮刀與滾刀一一對應(yīng)，每個(gè)刮刀均順著刀盤鉆進(jìn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向安裝在緊隨其對應(yīng)滾刀的后序位置；所述刮刀包括刮刀板、加強(qiáng)肋板和硬質(zhì)合金刀頭，所述刮刀板的底邊與刀盤固接，其板面垂直于刀盤的盤面，所述硬質(zhì)合金刀頭固定在刮刀板的頂端，所述加強(qiáng)肋板與刀盤、刮刀板分別固接，其板面垂直于刀盤的盤面及刮刀板的板面。本實(shí)用新型提供的鉆頭，適用于泥包礫地層的大直徑、大深度的鉆孔施工。
文檔編號E21B10/46GK201874469SQ20102064969
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者丁紅波, 凡后奇, 周團(tuán)正, 張輝, 楊述起, 王文明, 王自強(qiáng) 申請人:上海廣聯(lián)建設(shè)發(fā)展有限公司