專利名稱：不堵水的鉆頭和鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工程勘察設備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及不堵水的鉆頭和鉆機。
背景技術(shù)：
工程勘察為巖土工程中的一個重要分支科學，其主要目的是查明工程建設場地的工程、水文地質(zhì)條件，查明巖土物理力學性質(zhì)，為設計提供巖土物理力學等參數(shù)，以便進行地基基礎、基坑支護及其它相關(guān)工程問題的設計。目前，工程勘察采用的最重要手段為巖土層的取芯鉆探，即將地下垂直分布的地層通過順序取芯并依次擺放，由專業(yè)的巖土工程師通過肉眼鑒定、取樣進行室內(nèi)土工試驗等方法，以查明巖土特性。目前，取芯鉆探是通過鉆機實現(xiàn)，其主要利用鉆機動力部分給鉆機的另一部分一鉆具(包括鉆桿、巖芯管等)提供下壓力和旋轉(zhuǎn)力，使得鉆具下端的鉆頭呈環(huán)狀切割巖土體，隨著鉆頭逐步的深入地下，巖土體向上進入鉆具的巖芯管，當巖土體進入巖芯管一定深度，上提鉆具，并將進入巖芯管內(nèi)的柱狀巖土體依次帶至地表，以進行分析。由上述可見，鉆頭是鉆機中的重要結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中，BOART LONGYEAR DB520中的鉆頭包括環(huán)形體以及凸設置在環(huán)形體下端面上的多個合金塊，多個合金塊相間環(huán)狀布置在環(huán)形體的下端面上，由于在施工過程中，鉆頭需進行高速旋轉(zhuǎn)，其下端和側(cè)面同巖土體不斷摩擦，會產(chǎn)生高溫，為了避免長時間高溫環(huán)境給鉆頭帶來損害，鉆頭的下端面中還設有出水 L，鉆頭中采用由上而下連續(xù)補給的流動低溫液體來進行降溫，低溫液體從出水孔流出，對鉆頭進行降溫，且可兼做常護壁和返渣的作用，一般情況下，采用的低溫液體有清水、泥漿、活性劑+泥漿+水的混合液等。現(xiàn)有技術(shù)中的鉆頭在施工過程中，存在著以下多個缺陷I)由于出水孔設置在環(huán)形體的下端面中，這樣，由于鉆頭在施工的過程中，其下端面是直接與巖土體接觸的，并按一定的壓力旋轉(zhuǎn)進入巖土體，這樣，出水孔也直接與巖土體接觸，細顆粒及粘性顆粒極易進入出水孔，并阻塞出水孔，減少出水孔的總體出水量，隨著鉆頭的繼續(xù)鉆進，阻塞加劇，導致出水孔完全被堵死，進而，鉆頭得不到足夠的低溫液體進行冷卻，其則會被燒壞，大大降低其使用壽命；2)由于出水孔被堵死，導致鉆孔中的泥漿不能循環(huán)返渣，大大降低鉆頭I的鉆進效率，甚至導致不能繼續(xù)鉆進；3)當鉆頭中的出水孔被堵死后，需要起鉆，并對出水孔進行疏通，不僅拆卸鉆頭麻煩,耗時耗力，且大大降低鉆探工作效率；4)由于出水孔被堵死，鉆頭只能無水鉆進，其切割的巖土體受到的擾動過大，不能夠取樣進行室內(nèi)試驗，且對試驗結(jié)果的影響較大，無法反映實際巖土體特性。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了不堵水的鉆頭，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的鉆頭的出水孔設置在環(huán)形體下端面中，容易被堵死以致鉆頭易燒壞、大大降低鉆頭鉆進效率、疏通出水孔麻煩以及影響對巖土體特性分析結(jié)果的問題。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，不堵水的鉆頭，包括環(huán)形體以及多個凸設于所述環(huán)形體下端面的鉆刀，多個所述鉆刀相間呈環(huán)繞狀布置，所述環(huán)形體內(nèi)表面設有多個凹槽條，各所述凹槽條的下端連通所述環(huán)形體的下端面，上端沿所述環(huán)形體的高度方向向上延伸，且各所述凹槽條置于兩相鄰的所述鉆刀之間。進一步地，所述環(huán)形體的下端面上凸設有多個凸塊，各所述鉆刀凸設于各所述凸塊上。進一步地，所述環(huán)形體的內(nèi)表面設有環(huán)形條，所述環(huán)形條的下端與所述環(huán)形體的下端面平齊，上端沿所述環(huán)形體的內(nèi)表面向上延伸，且與所述環(huán)形體的內(nèi)表面形成臺階面，多個所述凹槽條相間呈環(huán)繞狀設于所述環(huán)形體中，貫穿所述環(huán)形條的上下端。進一步地，所述臺階面為朝所述環(huán)形體下端面傾斜的斜面?！0016]進一步地，所述凸塊與所述環(huán)形體一體成型。進一步地，所述鉆刀為金剛石鉆刀或合金鉆刀。本實用新型還提供了鉆機，其包括上述的不堵水的鉆頭。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型中的鉆頭的環(huán)形體的內(nèi)表面上設有多個凹槽條作為出水通道，鉆頭在鉆進的過程中，凹槽條不會和巖土體直接接觸，可避免凹槽條被堵塞，從而保證出水通道出水順暢，從而可以及時冷卻鉆頭，避免鉆頭被燒壞，且保證鉆孔中的泥漿可循環(huán)返渣，提高鉆進效率，且不需要起鉆對鉆頭中的出水通道進行疏通，省時省力，另外，由于出水通道出水順暢，避免鉆頭在鉆進過程中，較大程度的擾動切割的巖土體，確?？蓪r土體取樣試驗，確保試驗結(jié)果的準確性。

圖I是本實用新型實施例提供的鉆頭的主視示意圖；圖2是圖I中的A向的局部剖切示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型提供了不堵水的鉆頭，包括環(huán)形體以及多個凸設于所述環(huán)形體下端面的鉆刀，多個所述鉆刀相間呈環(huán)繞狀布置，所述環(huán)形體內(nèi)表面設有多個凹槽條，各所述凹槽條的下端連通所述環(huán)形體的下端面，上端沿所述環(huán)形體的高度方向向上延伸，且各所述凹槽條置于兩相鄰的所述鉆刀之間。本實用新型中，環(huán)形體的內(nèi)表面上的多個凹槽條作為出水通道，其不會和巖土體直接接觸，可避免凹槽條被堵塞，從而保證出水通道出水順暢，從而可以及時冷卻鉆頭，避免鉆頭被燒壞，且保證鉆頭中的泥漿可循環(huán)返渣，提高鉆進效率，鉆頭在鉆進過程中，切割的巖土體不會受到較大擾動，確保可將巖土體取樣試驗，確保試驗結(jié)果的準確性。以下結(jié)合具體附圖對本實用新型的實現(xiàn)進行詳細的描述。[0026]如圖Γ2所示，為本實用新型提供的一較佳實施例。本實施例提供的鉆頭I為BOART LONGYEAR DB520鉆機中的鉆頭，當然，其結(jié)構(gòu)設計也適合其它類型鉆機的鉆頭，并不僅限制于本實施例中提供的鉆機類型。本實施例中的鉆頭I包括環(huán)形體11以及凸設在環(huán)形體11下端面上多個鉆刀12，該環(huán)形體11為中空狀，其中間具有通腔，多個鉆刀12相間分布在環(huán)形體11的下端面上，由于鉆頭I是凸設在環(huán)形體11的下端面上的，這樣，相鄰的鉆刀12之間形成凹陷區(qū)域111。鉆頭I在鉆進的過程中，環(huán)形體11下端面上的鉆刀12不斷切割巖土體，且環(huán)形體11的外表面也 不斷與巖土體摩擦，這樣，整個鉆頭I則會不斷升溫，為了給鉆頭I進行降溫，本實施例中，環(huán)形體11的內(nèi)表面上設有多個凹槽條113，各凹槽條113的下端連通環(huán)形體11的下端面，且上端沿環(huán)形體11的高度方向向上延伸，且各凹槽條113置于兩相鄰的鉆刀12之間，與鉆刀12之間的凹陷區(qū)域以形成連通的凹槽。這樣，當鉆頭I在工作的過程中，外界的低溫液體順著鉆具由上而下流到鉆頭I處，并沿著鉆頭I的環(huán)形體11的內(nèi)表面向下流，最后通過環(huán)形體11內(nèi)表面上的多個凹槽條113流出，即流到環(huán)形體11的下端面處，并經(jīng)由環(huán)形體11的下端面流至鉆頭I的四周，從而對鉆頭I起到冷卻的作用，確保鉆頭I不會升溫過高，保持鉆頭I可以繼續(xù)工作。上述中的鉆頭I的環(huán)形體11的環(huán)形體11的內(nèi)表面設有多個凹槽條113，也就是相當于鉆頭I的出水通道設置在環(huán)形體11的內(nèi)表面上，這樣，當鉆頭I在鉆進的過程中，凹槽條113不會直接與巖土體接觸，避免巖土體阻塞凹槽條113，即保證鉆頭I的出水通道順暢，從而可以及時冷卻鉆頭1，避免鉆頭I被燒壞，保證鉆頭I內(nèi)、外的泥漿可循環(huán)返渣，大大提高鉆頭I的鉆進效率，避免出現(xiàn)埋鉆現(xiàn)象，從而不需要起鉆對鉆頭I中的凹槽條113進行疏通，省時省力，大大提高鉆進效率；由于凹槽條113工作正常，確保鉆頭I切割的巖土體不會受到較大的擾動，確?？蓪r土體取樣試驗，且保證試驗結(jié)果的準確性；另外，相對于現(xiàn)有技術(shù)，凹槽條113的端面積要比圓孔的面積大，從而增加鉆頭I的出水量，增加水循環(huán)，有利于鉆探產(chǎn)生的棄渣清理，促進鉆探效率。本實施例中，環(huán)形體11的下端面分別設有多個凸塊112，該多個凸塊112相間設置，形成環(huán)繞狀，上述的各鉆刀12則分別凸設在各凸塊112上，這樣，相對于環(huán)形體11的下端面，鉆刀12則形成了向外突出的形狀。當然，凸塊112的數(shù)量和鉆刀12的數(shù)量是對應一致，當然，為了保證鉆頭I的一體性，上述的凸塊112與環(huán)形體11是一體成型的。本實施例中，沿環(huán)形體11下端面向上延伸的方向，環(huán)形體11的內(nèi)表面凸設有環(huán)形條114，該環(huán)形條114的下端與環(huán)形體11的下端面平齊，上端沿著環(huán)形體11的內(nèi)表面向上延伸，且上端與環(huán)形體11的內(nèi)表面形成臺階面115，上述中的多個凹槽條113設置在該環(huán)形條114中，且貫穿環(huán)形條114的上下端，這樣，低溫液體順著環(huán)形體11的內(nèi)表面，流至臺階面115處時，則順著多個凹槽條113流至環(huán)形體11的下端面處，進而流至環(huán)形體11的四周。具體地，上述的臺階面115為朝環(huán)形體11下端面傾斜的斜面，這樣，便于環(huán)形體11內(nèi)表面上的低溫液體流進凹槽條113中。本實施例中，由于斜面的存在，各凹槽條113呈楔形狀。本實施例中，凹槽條113的寬度為7mm，其長度為22mm，凹槽條113的最大深度為6mm,凹槽條113的下端距離凸塊112的距離為6mm,且環(huán)形體11的壁厚為16mm。本實施例中，鉆頭I的下端面上設有12個凸塊112，每個凸塊112上設有I個鉆刀12，這樣，鉆刀12的數(shù)量也是12個，相對應地，凹槽條113的數(shù)量也是12個。當然，鉆刀12、凸塊112以及凹槽條113的數(shù)量可以相對應根據(jù)實際需要而變化，并不僅限制于本實施例中的數(shù)量。本實施例中，鉆刀12為金剛石鉆刀或合金鉆刀等，當然，根據(jù)實際需要，鉆刀的類型可以多樣化選擇。本實施例還提供了鉆機，該鉆機包括了上述的鉆頭1，由于鉆頭I中的出水通道不會被堵塞，可保證了鉆機的正常工作，避免由于鉆頭I被燒壞，而使鉆機停止工作，且大大提聞鉆機的鉆進效率。本實施例中的低溫液體可以是清水、泥漿、活性劑+泥漿+水的混合液等，一般情·況下，采用水。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.不堵水的鉆頭，包括環(huán)形體以及多個凸設于所述環(huán)形體下端面的鉆刀，多個所述鉆刀相間呈環(huán)繞狀布置，其特征在于，所述環(huán)形體內(nèi)表面設有多個凹槽條，各所述凹槽條的下端連通所述環(huán)形體的下端面，上端沿所述環(huán)形體的高度方向向上延伸，且各所述凹槽條置于兩相鄰的所述鉆刀之間。
2.如權(quán)利要求I所述的不堵水的鉆頭，其特征在于，所述環(huán)形體的下端面上凸設有多個凸塊，各所述鉆刀凸設于各所述凸塊上。
3.如權(quán)利要求I所述的不堵水的鉆頭，其特征在于，所述環(huán)形體的內(nèi)表面設有環(huán)形條，所述環(huán)形條的下端與所述環(huán)形體的下端面平齊，上端沿所述環(huán)形體的內(nèi)表面向上延伸，且與所述環(huán)形體的內(nèi)表面形成臺階面，多個所述凹槽條相間呈環(huán)繞狀設于所述環(huán)形體中，貫穿所述環(huán)形條的上下端。
4.如權(quán)利要求3所述的不堵水的鉆頭，其特征在于，所述臺階面為朝所述環(huán)形體下端面傾斜的斜面。
5.如權(quán)利要求2任一項所述的不堵水的鉆頭，其特征在于，所述凸塊與所述環(huán)形體一體成型。
6.如權(quán)利要求I至4任一項所述的不堵水的鉆頭，其特征在于，所述鉆刀為金剛石鉆刀或合金鉆刀。
7.鉆機，其特征在于，包括權(quán)利要求1飛任一項所述的不堵水的鉆頭。
專利摘要本實用新型涉及工程勘察設備的技術(shù)領(lǐng)域，公開了不堵水的鉆頭和鉆機。鉆頭包括環(huán)形體以及多個鉆刀，環(huán)形體內(nèi)表面設有多個凹槽條，各凹槽條的下端連通環(huán)形體的下端面，上端沿環(huán)形體的高度方向向上延伸，且各凹槽條置于兩相鄰鉆刀之間。環(huán)形體的內(nèi)表面設有多個凹槽條作為出水通道，在鉆進的過程，凹槽條不會和巖土體直接接觸，避免凹槽條被堵塞，保證出水通道出水順暢，可以及時冷卻鉆頭，避免鉆頭燒壞，保證鉆頭內(nèi)、外的泥漿循環(huán)，達到良好的返渣效果，提高鉆進效率，且不需要起鉆對鉆頭中的出水通道進行疏通，省時省力，由于出水通道出水順暢，鉆頭在鉆進過程中，不會對切割的巖土芯樣產(chǎn)值較大的擾動，確保巖土體取樣質(zhì)量，確保試驗結(jié)果的準確性。
文檔編號E21B10/00GK202767883SQ201220364510
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者李新元, 倪己祥, 周逢君, 余錦洲, 劉寅光, 張振濤 申請人:深圳市工勘巖土工程有限公司