[发明专利]一种三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头及其施工方法

权利要求书

1.一种三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头，其特征在于：包括由下往上依次连接的下段筒状先导钻头（1）、中段锥形六翼扩孔钻头（2）和上段锥形六翼保径钻头（3），其中，

所述的下段筒状先导钻头（1）包括下段中心管（1-1）和柱状钻头体（1-2），所述的下段中心管（1-1）的下端固设有柱状钻头体（1-2），所述的柱状钻头体（1-2）的底唇面上间隔布置有若干出水口（1-5）；

所述的中段锥形六翼扩孔钻头（2）包括中段中心管（2-1）、扩孔翼板（2-2）、扩孔硬质合金块（2-3）、扩孔防护罩（2-4）和加强板（2-5），所述的中段中心管（2-1）的外壁上沿周向均匀设有6组呈辐状分布的扩孔翼板（2-2），所述的扩孔翼板（2-2）的外侧下部为斜线段，中部为直线段，所述的扩孔翼板（2-2）的下部斜线段和中部直线段外侧均镶焊有扩孔硬质合金块（2-3），相邻所述的扩孔翼板（2-2）之间通过扩孔防护罩（2-4）和加强板（2-5）固定连接，所述的扩孔防护罩（2-4）为设于扩孔翼板（2-2）直线段处的弧形钢板，所述的加强板（2-5）为设于扩孔翼板（2-2）斜线段中部的水平钢板；

所述的上段锥形六翼保径钻头（3）包括上段中心管（3-1）、保径翼板（3-2）、保径硬质合金块（3-3）和保径防护罩（3-4），所述的上段中心管（3-1）的外壁上沿周向均匀设有6组呈辐状分布的保径翼板（3-2），所述的保径翼板（3-2）的外侧上部为斜线段，中部为直线段，所述的保径翼板（3-2）的上部斜线段和中部直线段外侧均镶焊有保径硬质合金块（3-3），相邻所述的保径翼板（3-2）之间通过保径防护罩（3-4）固定连接，所述的保径防护罩（3-4）为设于保径翼板（3-2）直线段处的弧形钢板；

所述的中段锥形六翼扩孔钻头（2）的最大外径与上段锥形六翼保径钻头（3）的最大外径相等，所述的下段中心管（1-1）与中段中心管（2-1）之间、中段中心管（2-1）与上段中心管（3-1）之间、上段中心管（3-1）与钻杆之间分别采用丝扣或法兰盘连接；

该三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头的施工方法，包括以下步骤：

1）将钻杆与下段筒状先导钻头（1）通过丝扣或法兰盘连接起来，开动钻机加压并回转钻具，同时向孔内输送护壁泥浆，通过下段筒状先导钻头（1）钻进先导孔，先导孔直径为φ200~400mm；

2）将下段筒状先导钻头（1）、中段锥形六翼扩孔钻头（2）和上段锥形六翼保径钻头（3）依次通过丝扣或法兰盘连接起来，形成完整的钻具，并将钻杆与上段锥形六翼保径钻头（3）的上段中心管（3-1）通过丝扣或法兰盘连接起来，开动钻机加压并回转钻具，使下段筒状先导钻头（1）进入先导孔中，同时向孔内输送护壁泥浆，中段锥形六翼扩孔钻头（2）开始破碎岩土层进行扩孔钻进，扩孔直径为φ400~2000mm，并依靠下段筒状先导钻头（1）的外侧面、中段锥形六翼扩孔钻头（2）及上段锥形六翼保径钻头（3）的中部圆柱形翼面实现扩孔的三段导正作用；

3）采用反循环排渣方式进行扩孔钻进时，开动砂石泵，通过在钻杆内孔形成负压，将中段锥形六翼扩孔钻头（2）破碎下来的岩土渣抽吸上来，孔底泥浆裹夹着泥渣通过吸渣管进入下段筒状先导钻头（1）的内孔，并从钻杆内孔排到地面泥浆循环系统；经沉淀池净化后的泥浆再通过钻杆与孔壁的环状间隙，以及上段锥形六翼保径钻头（3）的保径翼板（3-2）的间隙、中段锥形六翼扩孔钻头（2）的扩孔翼板（2-2）的间隙，进入孔底及下段筒状先导钻头（1）的内孔，以此继续进行反循环排渣，致使扩孔深度不断增加；

4）扩孔完成后，当钻具上提遇到缩径、探头石移位发生时，依靠上段锥形六翼保径钻头（3）的保径翼板（3-2）上部倒锥形翼面进行扫孔保径钻进，边上提钻具边回转钻进，确保全部钻具提出地面。

2.根据权利要求1所述的一种三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头，其特征在于：所述的柱状钻头体（1-2）的外壁上沿周向均匀设有4~8组肋骨片（1-3），所述的肋骨片（1-3）的侧面和柱状钻头体（1-2）底唇面上均镶焊有先导硬质合金块（1-4）。