[发明专利]适用于管线密集市政道路上钻进成孔的新型塑料钻头

说明书

本发明公开了适用于管线密集市政道路上钻进成孔的新型塑料钻头，所述钻头呈圆管状，一端是与钻机的岩芯管连接的连接端，另一端是用于冲洗液循环回旋钻进的前端；所述前端呈环形的端部侧壁上均布有若干U型水槽，每两个所述U型水槽之间形成一个齿；每一所述齿在钻进时切入土层的一侧侧面与相应的所述齿的端面之间的夹角a的角度均为100°至120°。本发明不但能够在不损坏管线的前提下高效率地探摸管线，还能达到钻探采取芯样和重要地下管线监测成孔的效果。

技术领域

本发明涉及浅部土层钻探技术领域，特别涉及适用于管线密集市政道路上钻进成孔的新型塑料钻头。

背景技术

随着城市化建设的不断发展，各种新材料管线的应用，当前市政道路(特别是老城区道路)地下管线密集，新旧管网上下交错，情况复杂。常规物探手段受当前设备配置、技术方法、基本原理的限制，对各类尺寸较大、埋藏较深、非金属材质和具有电磁屏蔽的管线准确探测存在一定的局限性；另外在一些电磁干扰较大的区域，探测成果也存在一定的偏差。

目前在市政线路上岩土工程勘察中，钻探使用常规的金刚石钻头、复合片钻头或硬质合金钻头，在施工过程中，由于物探方面提供的地下管线资料存在的局限性和局部偏差，打破地下管线的情况时有发生，不但造成了不良的社会影响，同时也给勘察单位带来了很大的经济损失。

出于工程安全和设计施工的需要，有些情况下物探方面常规的管线探测方法无法准确探明管线，必须进行精准定位(如大尺寸、大埋深的输油管、输气管、供水管及压力污水管等)，受到技术方法的局限性，为排除干扰因素准确探明这些管线平面位置和埋深，经常需要钻探成孔配合。常规勘察机具易损坏管线，且目前在管线专项探测方面，采用的设备机械化程度低、施工手段原始、工作效率低下，探摸效果不佳。

一些重大管线受周边工程施工影响，可能产生一定的水平位移和沉降，为保证重要管线的安全，在施工过程中，需埋观测点进行周边重要地下管线的位移、变形的监测。直接点埋设需成孔接触到重要管线顶部或其附近土层，当前监测孔成孔工艺采用的是钻探方法，在成孔过程中可能对重大管线造成损伤，直接或间接造成了不良影响或安全隐患。

现有技术中存在以下几种仅用于物探方面管线探摸的解决方案：

方案1：专利号为201210160529.0的中国发明专利公开了一种物探专用钻头，该发明采用钻杆连接带有出水孔的空心管体水冲法进行探摸管线。

方案2：专利号为201010221056.1的中国发明专利公开了一种防破坏钻孔装置，该发明为通过夹箍将橡皮件套固定于钻杆钻头外侧，进行水冲法探摸。

方案3：专利号为201410237250.7的中国发明专利公开了一种地下管线勘查专用钻头，该发明通过带有射水孔的ABS硬质塑料钻头连接钻杆，钻头射水孔内径45mm，钻头壁厚30mm，具有两个引水槽、两个排水槽。通过水冲法进行探摸管线。

通过对以上三种方案的分析可知：

方案1在探摸时不能旋转，空心管体较长，在土层中阻力较大，探摸动力主要依靠钻杆冲击力和水压力，此方法空心管体水孔虽多，但水眼小，仅适用于软弱土层，且探摸深度和厚度极其有限，工作效率极低，仅适用于基本确定管线位置，且上部已联排开孔或开槽后的管线探摸。

方案2钻杆钻头外侧包裹橡皮件套，水冲钻进过程中，橡皮件套与侧壁土层直接接触，摩擦力过大，且橡皮件套有一定的柔软度，水冲时易使钻头处橡皮件套折叠，堵塞出水口，影响探摸效率，降低了实用价值，也仅适用于基本确定管线位置的探摸，且探摸深度浅、探摸厚度薄。

方案3钻头与钻杆直接连接，钻头射水孔内径45mm，钻头壁厚30mm，且仅有两个出水槽，回旋钻进的效率极低，此法仅适用于水冲钻进，受工法限制，该方法无法很好地清孔和泥浆护壁，钻孔的垂直度和孔壁的完整性差。