[发明专利]一种适用于在泥质胶结漂卵石地层中成孔的大直径钻头

说明书

技术领域

本发明涉及建设工程桩基施工技术，特别是涉及一种用于泥质胶结漂卵石地层的大直径成孔钻进的钻头结构技术。

背景技术

在桩基、矿山竖井等大直径、大深度钻孔施工中经常会遇到泥质胶结的卵砾石或漂卵石地层，这种泥质胶结的卵砾石、漂卵石层多为冰水沉积物，地层颗粒极不均一，大至漂卵石、小至粘土混杂沉积在一起，分选性极差，地层密实，可钻性极差。随着钻孔向超深和超大直径方向的发展，如何提高回转钻机在泥质胶结漂卵地层中的钻进效率是施工中亟需解决的一道难题。

现有回转钻机所使用的大直径钻头主要有两种，一种为刀盘上装有多个滚刀的滚刀钻头，另一种为刀盘上装有多个刮刀的梳齿刮刀钻头。

采用滚刀钻头钻进泥质胶结卵砾石、漂卵石地层时，坚硬的漂卵石会被刀盘上各滚刀的刀齿冲击压碎和剪切，形成粒径较小的颗粒后从钻头上的排渣口排出。但是由于滚刀的刀齿齿距都较小，且滚刀的转动速度非常缓慢，因此滚刀的刀齿压入地层后，胶结漂卵石的粘性土容易粘附在刀齿之间，会导致滚刀刀齿的有效齿高减小，从而降低其破岩效率，增加了施工成本，情况严重时甚至整个滚刀被附着粘性土全部包裹，从而无法转动并破碎漂卵石，这一现象在施工中俗称“糊钻”。

采用梳齿刮刀钻头钻进泥质胶结卵砾石、漂卵石地层时，刮刀刀头会在轴向压力作用下契入地层对粘性胶结土进行回转切削，且一些粒径较小的卵砾石可被刮刀从地层中剥离出来后通过反循环从排渣口直接排出，但是对于一些粒径大的卵石或漂石，处于回转切削状态的刮刀刀头不但难以将其破碎，反而容易因与漂卵石的振磕而使刮刀刀头崩裂或振脱，从而影响有效钻进，且缩短了刀具的使用寿命，增加了施工成本，未能被破碎的漂卵石也易于堵塞钻杆，影响顺利排渣。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种钻进效率高，能延长刀具的使用寿命，减少施工成本的尤其适用于在泥质胶结漂卵石地层中成孔的大直径钻头。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种适用于在泥质胶结漂卵石地层中成孔的大直径钻头，包括旋转的刀盘，及均匀布设在刀盘上的多个滚刀，所述刀盘的盘面为平面，且其盘面开有用于排放渣土的排渣口，其特征在于：所述刀盘上设有多个刮刀，其数量与滚刀的数量一致，一个刮刀对应一个滚刀，每个刮刀均顺着钻进时的刀盘旋转方向安装在刀盘上紧随其对应滚刀的后序位置；

所述刮刀包括刮刀板、加强肋板和硬质合金刀头，所述刮刀板的底边与刀盘固接，其板面垂直于刀盘的盘面，所述硬质合金刀头固定在刮刀板的顶端，所述加强肋板与刀盘、刮刀板分别固接，其板面垂直于刀盘的盘面及刮刀板的板面。

进一步的，所述刮刀板的厚度是30±5mm。

进一步的，所述硬质合金刀头的顶部与刀盘盘面之间的间距，比滚刀顶端与刀盘盘面之间的间距多20±5mm。

本发明提供的尤其适用于在泥质胶结漂卵石地层中成孔的大直径钻头，由于在刀盘上紧随各滚刀的后序位置均装有一个刮刀，利用滚刀可破碎粒径较大、坚硬的漂卵石，利用刮刀可切削细粒的粘性土和砂土，由于滚刀先于刮刀接触到粒径较大、坚硬的漂卵石，因此粒径较大、坚硬的漂卵石不会与刮刀发生振磕，在刮刀的切削作用下，粘性土也不容易粘附在滚刀的刀齿之间，通过滚刀和刮刀的配合，能充分发挥两种破岩刀具的优势，大大提高泥包砾地层的钻进速度及钻进效率，并能延长各刀具的使用寿命，降低施工成本。

附图说明

图1是本发明实施例的适用于在泥质胶结漂卵石地层中成孔的大直径钻头的俯视图；

图2是本发明实施例的适用于在泥质胶结漂卵石地层中成孔的大直径钻头中的一个刮刀及其对应的滚刀的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种适用于在泥质胶结漂卵石地层中成孔的大直径钻头，包括旋转的刀盘1，及均匀布设在刀盘1上的多个滚刀2，所述刀盘1的盘面为平面，且其盘面开有用于排放渣土的排渣口4，其特征在于：所述刀盘1上设有多个刮刀3，其数量与滚刀2的数量一致，一个刮刀3对应一个滚刀2，每个刮刀3均顺着钻进时的刀盘旋转方向安装在刀盘上紧随其对应滚刀2的后序位置；