[发明专利]双层反向环状钻头及其施工方法

权利要求书

1.一种双层反向环状钻头，其特征在于，包括驱动钻杆(1)、内层套筒(2)、外层套筒(5)；

所述的内层套筒(2)由外齿轮(6)和第一钻进结构(7)组成，第一钻进结构(7)的主体为第一环体，第一环体周向均匀固定有若干块第一带肋翼板(8)，每块第一带肋翼板(8)沿第一环体的径向向外延伸；外齿轮(6)同轴固定于第一环体的顶部；

所述的外层套筒(5)由内齿轮(9)和第二钻进结构(10)组成，第二钻进结构(10)的主体为第二环体，第二环体周向均匀固定有若干块第二带肋翼板(11)，每块第二带肋翼板(11)沿第二环体的径向向外延伸；内齿轮(9)同轴固定于第二环体的顶部；

所述的内层套筒(2)和外层套筒(5)同轴嵌套，且内层套筒(2)嵌套固定在内层轴承(3)上，外层套筒(5)嵌套固定于外层轴承(4)上；所述的驱动钻杆(1)底部设有齿轮结构，且所述齿轮结构伸入外齿轮(6)和内齿轮(9)之间的环形空间中，与外齿轮(6)和内齿轮(9)分别啮合，构成行星齿轮机构；所述的第一带肋翼板(8)和第二带肋翼板(11)在驱动钻杆(1)的带动下朝相反方向旋转；

所述的内层轴承(3)固定在圆筒状的内壳(13)上，外层轴承(4)固定在圆筒状的外壳(12)上；所述的驱动钻杆(1)外部套有套管(14)，内壳(13)和外壳(12)均固定在套管(14)上，使整个钻头与套管(14)连接成整体。

2.如权利要求1所述的双层反向环状钻头，其特征在于，所述的第一带肋翼板(8)由第一直角梯形翼板和第一肋条组成，第一直角梯形翼板的底边与第一环体的外侧壁固定，第一肋条垂直固定于第一直角梯形翼板的直角边下方，且第一肋条底部低于第一环体底部。

3.如权利要求1所述的双层反向环状钻头，其特征在于，所述的第二带肋翼板(11)由第二直角梯形翼板和第二肋条组成，第二直角梯形翼板的底边与第二环体的外侧壁固定，第二肋条垂直固定于第二直角梯形翼板的直角边下方，且第二肋条底部低于第二环体底部。

4.如权利要求1所述的双层反向环状钻头，其特征在于，所述的套管(14)内径大于驱动钻杆(1)的外径，使得驱动钻杆(1)能够无约束地旋转。

5.如权利要求1所述的双层反向环状钻头，其特征在于，所述的驱动钻杆(1)有3条，均匀分布在外齿轮(6)和内齿轮(9)之间的环形空间中。

6.如权利要求1所述的双层反向环状钻头，其特征在于，所述的第一带肋翼板(8)的最外缘位于第二环体内侧，旋转过程中与外层套筒(5)不接触。

7.如权利要求1所述的双层反向环状钻头，其特征在于，所述的驱动钻杆(1)顶部与电机输出轴连接，由电机驱动旋转。

8.如权利要求1所述的双层反向环状钻头，其特征在于，所述的内壳(13)和外壳(12)的顶部通过一块环状的连接板连接并密封，所述的套管(14)与连接板固定。

9.如权利要求1所述的双层反向环状钻头，其特征在于，所述的第一带肋翼板(8)和第二带肋翼板(11)分别均有6块。

10.一种利用如权利要求1～9任一所述双层反向环状钻头的软土地基中环状土槽施工方法，其特征在于，步骤如下：

1)将所述双层反向环状钻头通过套管(14)固定于搅拌桩机底部；

2)将钻头压入目标施工位置，然后通过电机带动驱动钻杆(1)旋转，进而带动内层套筒(2)和外层套筒(5)以相反方向旋转，由第一带肋翼板(8)和第二带肋翼板(11)对土体进行搅拌，使地基土变得松软，同时对旋转路径上的块状岩体或土体进行剪切破碎；

3)逐步对钻头进行施压，使钻头在旋转搅拌过程中逐渐向下钻入地层，直至达到目标位置后将钻头出地面，用于下一位置的施工。