專利名稱：一種適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的大直徑鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建設(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(huì)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。
現(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(huì)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(dòng)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(huì)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(dòng)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(huì)在軸向壓力 作用下契入地層對(duì)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(duì)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。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆進(jìn)效 率高，能延長(zhǎng)刀具的使用壽命，減少施工成本的尤其適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔 的大直徑鉆頭。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成 孔的大直徑鉆頭，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(duì)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(duì)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。
本發(fā)明提供的尤其適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的大直徑鉆頭，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(huì)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(shì)，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(zhǎng)各刀具的使用壽命，降低施工成本。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的大直徑鉆頭的俯 視圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的大直徑鉆頭中的一個(gè) 刮刀及其對(duì)應(yīng)的滾刀的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限 制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的 大直徑鉆頭，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(duì)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(duì)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。
本發(fā)明實(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。
本發(fā)明實(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(dòng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)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)泥漿，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。
本發(fā)明實(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)。
本發(fā)明實(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(duì)提高鉆進(jìn)效率、降低施工成本具有明顯 的比較優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1.一種適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的大直徑鉆頭，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(duì)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(duì)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所述的適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的大直徑鉆頭，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所述的適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的大直徑鉆頭，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。
全文摘要
一種適用于在泥質(zhì)膠結(jié)漂卵石地層中成孔的大直徑鉆頭，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(duì)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(duì)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。本發(fā)明提供的鉆頭，適用于泥包礫地層的大直徑、大深度的鉆孔施工。
文檔編號(hào)E21B10/56GK102041968SQ201010580470
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海廣聯(lián)建設(shè)發(fā)展有限公司