[发明专利]一种适用于大直径钻孔的潜孔锤反循环跟管钻头

说明书

本发明公开了一种适用于大直径钻孔的潜孔锤反循环跟管钻头，包括有上钻头体和下钻头体，其中下钻头体吊挂在上钻头体的下部，上钻头体和下钻头体的中间部位均开设有中心通道，上钻头体的下部开设有凹槽，下钻头体的顶端设置有凸轴，凹槽与凸轴的形状相应，凸轴插设在凹槽内，凹槽的孔径大于凸轴的外径，凸轴能够在凹槽内进行滑动，当凸轴滑动并抵靠到凹槽的一端时，下钻头体底部移出钻具外缘从而实现扩孔钻进。有益效果：设置孔底双吸渣通道，并配合钻头底面渐开线式排渣导槽，反循环效率高，潜孔锤冲击能效高，排渣效果较好，同时钻头底面边缘球齿采用加密布置，结合良好的排渣条件，有效地增加了钻头的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种潜孔锤反循环跟管钻头，特别涉及一种适用于大直径钻孔的潜孔锤反循环跟管钻头。

背景技术

目前，在岩土钻掘工程中，经常会遇到破碎、松散、漏失以及卵砾石等复杂地层，在这样的条件下施工工程桩孔，特别是大直径桩孔，钻进难度大、工期长、成孔效率低、孔内事故频发。潜孔锤跟管钻进技术是与空气潜孔锤相结合的扩底钻进并同步跟下套管的一种钻进方法，钻进时扩底钻头在套管管靴前端钻出比套管直径略大的钻孔，潜孔锤同时锤击套管管靴使套管同步跟进，起到保护钻孔孔壁，防止垮孔、塌孔的目的。当套管跟至完整地层时，扩底钻头回缩收回，使之从套管中提出，从而顺利通过破碎、复杂地层。潜孔锤跟管钻进技术以其优良的性能，较高的钻进效率和成孔质量，被广泛应用于工程桩孔的施工中。目前潜孔锤跟管钻头按照钻头形式可分为带套管钻头的双钻头形式和不带套管钻头的扩孔钻头形式，其中双钻头形式跟管钻进，地层适应性高，钻孔质量好，钻进稳定，但由于套管钻头无法更换，因此钻进深度受限，一旦套管钻头磨损严重即无法钻进。而扩孔跟管钻头，钻进时可通过扩张机构实现扩孔钻进，钻进结束后钻头收回可自由提出孔外，但不管是偏心式或是活瓣式亦或是扩孔翼式的扩孔钻头，其变径机理都是在钻压与摩擦力作用下，回转或是提拉钻具实现变径。在复杂地层条件下，极易出现岩粉岩屑堵塞、卡死变径机构，或是回转角度大导致钻具钻杆退扣。一旦出现变径机构失效情况将造成重大孔内事故，且处理难度大，严重影响工程进度和经济成本。另外针对大直径潜孔锤，从其循环方式上来看，正循环形式存在排渣不彻底、孔底不干净、需要空气量大以及费用高等问题。因此设计一种大直径钻孔的潜孔锤反循环跟管钻头，采用扩孔钻头形式，改进其结构，增加变径机构在复杂工况条件下的可靠性和安全性，提高排渣效果、钻头使用寿命与钻进效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的在复杂地层施工大直径工程桩所面临的施工难度大、工期长、效率较低以及事故多发等问题，而提供的一种适用于大直径钻孔的潜孔锤反循环跟管钻头。

本发明提供的适用于大直径钻孔的潜孔锤反循环跟管钻头包括有上钻头体和下钻头体，其中下钻头体吊挂在上钻头体的下部，上钻头体和下钻头体的中间部位均开设有中心通道，上钻头体的下部开设有凹槽，下钻头体的顶端设置有凸轴，凹槽与凸轴的形状相应，凸轴插设在凹槽内，凹槽的孔径大于凸轴的外径，凸轴能够在凹槽内进行滑动，当凸轴滑动并抵靠到凹槽的一端时，下钻头体底部移出钻具外缘从而实现扩孔钻进。

上钻头体的上部设置有花键，上钻头体通过花键与气动潜孔锤冲击器相连接，花键的槽内上钻头体的侧壁上开设有数条通透的喷射孔道，数条喷射孔道均与上钻头体中间部位的中心通道相连通，上钻头体上还罩设有套管靴，套管靴下部的内侧壁上设置有内台阶，与内台阶对应位置的上钻头体侧壁上设置有悬挂凸台，上钻头体与套管靴之间通过内台阶与悬挂凸台相卡接，上钻头体下部的侧壁上插设有固定销，下钻头体通过该固定销吊挂在上钻头体上。

上钻头体的侧壁上还开设有吸渣通道，吸渣通道的进口位于上钻头体的底部，吸渣通道的出口与上钻头体中间部位的中心通道相连通。