[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

说明书

本发明公开了一种三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头及其施工方法，属于岩土打孔钻头领域。本发明的三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头，钻头采用三段可拆式结构，由下往上依次包括下段筒状先导钻头、中段锥形六翼扩孔钻头和上段锥形六翼保径钻头，利用下、中、上三段钻头实现二级碎岩扩孔钻进过程中的上、中、下三段导正作用，同时满足了扩孔的保径要求，增强了钻头的互换性与扩孔导向稳定性，具有现场操作方便、钻头互换性好、扩孔功效高、导正作用强、反循环排渣效果好和钻孔质量好等优点，比较适合于钻孔灌注桩、水文水井等大直径钻孔工程施工，在同等条件下可比普通扩孔钻头提高钻孔效率30～45％，其钻进时效可达5～15m/h，可使钻头成本降低35～69％，经济效益显著。

技术领域

本发明涉及钻孔灌注桩、水文水井等大直径钻孔工程施工领域，更具体地说，涉及一种三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头及其施工方法。

背景技术

对于钻孔灌注桩、水文水井等大直径钻孔工程的施工，钻进的地层主要是第四纪沉积土层、砂砾石层、风化岩石等岩土层，钻孔深度10～300m，钻孔直径由于此类工程孔的钻孔直径较大，不能一次成孔，需要预先钻进先导孔，然后经1～2次扩孔才能达到设计的钻孔直径。常规的扩孔钻进主要采用普通翼板式扩孔钻头，即在钻头体外侧直接焊接3～4个扩孔翼板(翼板上镶嵌硬质合金片)，如中国专利号ZL201620212579.2公开的“一种新型组合钻头”、中国专利申请号202010102130.1公开的“一种大直径反循环钻进多吸渣口翼状钻头及其使用方法”等，此类扩孔钻头在扩孔钻进时为单段(或两段)导正，其导正性较差，保径能力较弱，当钻具上提遇到缩径、探头石移位等情况发生时，也无法实现边扫孔边上提钻具。

为了解决上述钻具的上提问题，中国专利号ZL201810009375.2公开了“一种防止钻孔灌注桩卡钻的施工方法”，其包括以下步骤：第一步，准备钻头组件的各组成部分，钻机定位后，将钻头组件的各组成部分吊至钻机旁且方便起吊的位置；第二步，定位三翼刮刀钻头；第三步，安装配重；第四步，安装钻头连接杆和螺旋锥体；第五步，将钻机动力装置与钻头连接杆连接；第六步，检测垂直度；第七步，连接钻杆；第八步，钻头接触孔底后准备开钻。该申请案的防止钻孔灌注桩卡钻的施工方法，能够解决因塌孔、护筒砂土体剥落以及溶洞地层原因所产生卡钻问题，避免了卡钻的传统处理方式对桩基质量的影响。然而，该申请案采用配重段实现导正作用，结构设计较为复杂，加工制作难度大，且配重段由于没有硬质合金片等来破碎岩土层，其导正性和保径能力较差。此外，因扩孔翼板工作负荷大，磨损也较快，要进行整体更换钻头，致使钻孔效率低，钻头使用成本高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有大直径扩孔钻头存在导正性和保径能力较差、钻具结构复杂、使用成本高等不足，提供一种三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头及其施工方法，采用本发明的技术方案，钻头采用三段式可拆式结构，由下往上依次包括下段筒状先导钻头、中段锥形六翼扩孔钻头和上段锥形六翼保径钻头，利用下、中、上三段钻头结构实现二级碎岩扩孔钻进过程中的上、中、下三段导正作用，同时满足了扩孔的保径要求，增强了钻头的互换性与扩孔导向稳定性，具有现场操作使用方便、钻头互换性好、扩孔功效高、导正作用强、反循环排渣效果好和钻孔质量好等优点，比较适合于钻孔灌注桩、水文水井等大直径钻孔工程施工。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种三段导正双锥六翼大直径扩孔钻头，包括由下往上依次连接的下段筒状先导钻头、中段锥形六翼扩孔钻头和上段锥形六翼保径钻头，其中，

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