[发明专利]钻喷一体化地基处理钻具组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻具组件，特别是一种钻喷一体化地基处理钻具组件。

背景技术

目前岩土工程防渗加固处理的方法为钻喷一体高压喷射灌浆，一种往复式高压喷射灌浆地基防渗加固方法，融钻孔和高喷为一体，在钻杆内安装水或浆和气高压喷射管路，配备输送浆和水和气及提升设备，将钻灌一体的步履式台车移动至钻孔位置，进行钻进施工，钻进时高压泥浆泵输送高压介质，需要时打开空压机输送高压气体，高压介质对钻孔周围原始地层进行喷射，切割形成钻孔，到达设计深度后再由下而上进行高压喷射灌浆，并制成混合液体，水泥浆液最终在土层中形成水泥土帷幕。 

其钻具组件结构包括钻头和钻杆，钻杆内设置有分离的气管和料管，料管与开口在钻杆下部侧壁的一个喷料孔连通，气管与开口在钻杆下部侧壁的一个喷气孔连通，钻杆下端与钻头固定连接，钻头前端有切削部分，用来切削地层。

因为上述钻具组件只有单一的一个喷气孔，在切割地层时存在切割的盲区，而且喷浆作业时，从喷气孔喷射出的高压空气需要搅动水泥浆液和切割下的土层，形成混合浆液，现有钻具组件很难使钻孔内的水泥浆液和土层充分强制混合，经常在钻孔内会形成土层块，影响水泥土帷幕强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高压空气更充分切割土层、喷射高压空气时压力更均匀，而且可以充分强制混合土壤和水泥浆液的钻喷一体化地基处理钻具组件。

为解决上述技术问题，本发明提供了钻喷一体化地基处理钻具组件，包括钻头和钻杆，钻杆内设置有分离的气管和料管，料管与开口在钻杆下部侧壁上的喷料孔连通，钻杆下端与钻头固定连接，其特征在于：钻杆下部内设置有均压室，气管与均压室相通,均压室侧壁开有两个以上与钻杆外侧相通的喷气孔。

采用这样的结构后，高压空气通过钻杆的气管送到均压室中，然后延着均压室侧壁上多个喷气孔朝钻杆外喷射，使得高压空气随着钻头转动切割钻头周围土层，均压室可以喷射出的高压空气的压强更均匀，借助空气密度小的特点，钻孔内的空气会更分散的上升直至排出钻孔，在空气上升的过程中，充分强制混合土壤和水泥浆液

此钻具的喷气孔偏向钻头前部方向有45°倾角，使得高压空气作用在未切割或者正在切割的土层，利用高压空气的压力方便钻头切割土层，而且能增加强制混合土壤和水泥浆液的效果。

此钻具的喷气孔截面面积之和不大于气管截面面积，采用这样的结构可以保证喷气孔喷射的空气压强。

此钻具的钻杆截面为方形，采用这样的结构优点在于方形的钻杆在旋转过程中与钻孔之间有空隙，方便使喷气孔喷射出的高压空气排出钻孔，而且加速水泥浆液与土层的混合。

此钻具的均压室内部形状为钻杆截面对应的方形，均压室的四面侧壁上分别均匀分布着三个喷气孔，采用这样的结构，每面三个喷气孔可以使得喷出的高压空气更分散、压强更均匀，搅拌土层效果最好。

以下为了方便理解将钻喷一体化地基处理钻具组件简略称为钻具组件。

附图说明

图1是本钻具组件的主视图。

图2是本钻具组件延A-A方向的剖视图。

图3是本钻具组件延B-B方向的剖视图。

具体实施方式

如图1-3所示，钻具组件包括钻头2和钻杆1，钻杆1的截面形状为方形，钻杆1内含有分离的两个输送管，两个输送管分别是输送高压空气的气管11、输送高压水或是高压水泥浆液的料管12，钻杆1下部侧壁的径向方向有喷料孔12a，料管12与喷料孔12a连通；

钻杆1内的气管11的直径为31mm, 钻杆1下部有截面形状与钻杆1截面对应的方形均压室13，气管11与均压室13连通，均压室13的四面侧壁上开有着十二个喷气孔11a，喷气孔11a轴向方向偏向钻头2下方方向有45°倾角，使得高压空气可以延喷气孔11a以45°倾角向钻头2下方喷射，均压室13的每一面侧壁上均匀的分布着三个喷气孔11a，每个喷气孔11a的直径为2mm,十二个喷气孔11a截面面积之和小于气管11截面面积，钻杆1的下端在向钻杆内延伸的内凸环14，内凸环14的内壁上有螺纹。

钻头2下部为切削部分21，钻头2上部截面形状为与钻杆截面相同的方形连接部22，连接部22上端有圆形的凸台23，凸台23外壁上有钻杆1内凸环14契合的螺纹。

钻头2的凸台23与钻杆1的内凸环14通过螺纹固定连接，钻杆1在水平面投影小于钻头2水平面投影。