[发明专利]一种变径钻头及螺旋钻机

说明书

本发明提出了一种变径钻头，包括：伸缩机构，所述伸缩机构包括用于安装到钻进设备的钻杆上的第一钻杆接头，以及设置在所述第一钻杆接头中且能沿所述第一钻杆接头的轴向伸缩的第二钻杆接头；安装在所述第二钻杆接头的端部的第一钻齿安装座；与所述第二钻杆接头连接的第二钻齿安装座；用于连接所述第一钻杆接头与所述第二钻齿安装座的连接杆；其中，在所述第一钻齿安装座和第二钻齿安装座上均设有钻齿，且所述第二钻齿安装座与所述第二钻杆接头及所述连接杆、所述连接杆与所述第一钻杆接头均通过铰接方式连接，从而在所述伸缩机构的伸缩作用下能够调节所述变径钻头的直径。本发明还提供了一种使用如上所述的变径钻头的螺旋钻机。

技术领域

本发明涉及高速铁路路基维护设备领域，具体地涉及一种变径钻头和螺旋钻机，尤其是一种用于掏挖路基填料的变径钻头和螺旋钻机。

背景技术

近年来，随着高速铁路的快速发展，我国建设了大规模的高速铁路，这给人们的出行带来了极大的便利。然而，在高速铁路运营过程中，高速铁路路基会出现一些病害问题。尤其是铁路路线涵洞路基会出现一系列的冻胀问题，以及季节冻土地区的路基也会产生冻害。从而导致路基地基结构不稳定，严重影响了铁路交通，给高速铁路的运营带来了安全隐患。高速铁路路基基床填料可能含有膨胀性物质，运营一段时间后，路基防排水不当，会出现填料遇水膨胀等而上拱，从而影响铁路正常运营。

目前，高速铁路的病害整治主要是通过人工掏挖路基填料，并置换路基填料，改善路基质量。然而，高速铁路维护作业的区间和时间受限，人工开挖效率极低。此外，铁路路基基床表层填料强度大，使得人工作业难以实现，从而会产生很多额外的工作量，并且人工开挖的安全系数低，掏挖精度低，工程量大。现有技术中常见的钻进设备中的钻头结构较单一，且大多焊接在钻杆上，在钻进过程中，由于其直径小于用于出土的套管的直径。因此，套管推进比较困难，从而影响钻进设备的钻进效率。

为此，亟需一种能够满足高速铁路路基特种施工作业，具有操作简单、工程量小、安全系数高、效率高等特点，并且能够适应多种工况的用于掏挖路基填料的钻机设备和钻头。

发明内容

针对至少一些如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种变径钻头，该变径钻头的切削部件采用铰接方式连接，从而能够调节变径钻头的直径以针对不同的情况进行钻进施工。变径钻头能够减少钻机设备推进时所需的后座力。通过该变径钻头能够钻出大于用于出土的套管的直径的钻孔，从而有利于套管的推进，显著增强了钻进施工的效率。

本发明还提出了一种螺旋钻机，该螺旋钻机使用如上所述的变径钻头。该螺旋钻机能够进行连续掏挖施工，并能及时将破碎后填料旋出。通过变径钻头便于套管在施工过程中的推进，大大提高了该螺旋钻机的施工效率，使得该螺旋钻机具有效率高、成本低、工程量小、安全性能好等优点。

为此，根据本发明的第一方面，提出了一种变径钻头，包括：伸缩机构，所述伸缩机构包括用于安装到钻进设备的钻杆上的第一钻杆接头，以及设置在所述第一钻杆接头中且能沿所述第一钻杆接头的轴向伸缩的第二钻杆接头；安装在所述第二钻杆接头的端部的第一钻齿安装座；与所述第二钻杆接头连接的第二钻齿安装座，所述第二钻齿安装座的安装轴线与所述第一钻齿安装座的安装轴线相垂直；用于连接所述第一钻杆接头与所述第二钻齿安装座的连接杆；其中，在所述第一钻齿安装座和第二钻齿安装座上均设有若干均匀排列的钻齿，且所述第二钻齿安装座与所述第二钻杆接头及所述连接杆、所述连接杆与所述第一钻杆接头均通过铰接方式连接，从而在所述伸缩机构的伸缩作用下能够调节所述变径钻头的直径。

在一个优选的实施例中，所述第一钻杆接头构造成圆柱体，在所述圆柱体的一端设有轴向向内延伸的伸缩腔。

在一个优选的实施例中，所述第二钻杆接头包括连接部和从所述连接部延伸出的伸缩杆，所述伸缩杆安装在所述第一钻杆接头的伸缩腔内且能够轴向运动。

在一个优选的实施例中，所述第一钻齿安装座设置在所述连接部的端部，且所述第一钻齿安装座上的钻齿的方向呈中心反对称设置。