[实用新型]一种可摆动非对称的岩孔扩底钻具

说明书

技术领域

本实用新型属于土建设备技术领域和矿山工程设备技术领域，涉及一种可摆动非对称的岩孔扩底钻具。

背景技术

众所周知，扩大头锚杆（锚杆包括锚索在内，下同）的拉拔力远大于等径锚杆（索）的拉拔力，而扩底桩的承载力也远大于等径桩的承载力。扩大头锚杆和扩底桩的实现，重要的是解决孔底的局部扩孔问题。目前，土体中的局部扩孔已完全实现了，但在岩体中的局部扩孔未见实现的报导。

在岩石中局部扩孔，尤其煤矿的三小锚杆（“三小”指小直径钻头、小直径锚杆孔、小直径药卷），因为孔径小，围岩硬，无法将土孔扩底方法移植到岩石中。

为了解决这一问题，设计一种可摆动非对称岩孔扩底钻具，当其遇到孔底岩面时，在旋压下斜面钻具边切削岩石边张开钻头，逐渐扩大切削岩石范围；当切削钻头完全张开后，随着对钻头的旋压，钻头将持续保持一个较大直径的岩石切削范围，形成一段扩大直径的钻孔，从而实现扩底（局部扩孔）的目的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可摆动非对称的岩孔扩底钻具，解决了岩体中局部扩孔的问题。

本实用新型所采用的技术方案是包括切削层、基座和底座；切削层镶嵌或镶焊于基座的上斜面，基座底部为半圆盘榫舌，半圆盘榫舌置于底座的榫槽内，并通过半圆盘榫舌圆心处的铰接螺孔用铰接螺钉与底座可转动的铰接，带有切削层的基座可以绕铰接螺钉转动，底座内设有中空孔，中空孔一端连通榫槽，另一端连通钻杆内部的冷却水通道，基座内设有导水孔，导水孔一端为入水口位于半圆盘榫舌边缘，另一端连通切削层中的出水孔。

进一步，所述的切削层为独立的部件，针状或片状硬质合金孕镶于胎体中构成切削层，在基座上斜面边缘设槽，切削层为器皿盖形状，两者凹凸相扣，并通过螺钉连接加固。

进一步，所述的切削层也可为一定数量的硬质合金切削具，或金刚石颗粒，或金刚石－硬质合金复合片，镶焊在基座的上斜面上，和基座构成一体。

进一步，所述榫槽为半圆形，半圆盘榫舌位于榫槽内的部分中，背切削层一侧的圆盘榫舌径向与榫槽留空2~5mm间隔、另一侧留空0~2mm间隔。

本实用新型的有益效果是能够广泛用于岩体扩底锚杆、岩体扩底桩的设计与施工中。

附图说明

图1为可摆动非对称岩孔扩底钻具剖面图；

图2为切削层与基座、底座立体图；

图3为底座俯视图；

图4为切削层与基座摆动位置图；

图5（a）为扩孔钻具插入至孔底；

图5（b）为钻头在旋压过程中切削岩石并张开；

图5（c）为钻头在旋压过程中切削岩石并随钻进；

图5（d）为钻头最大张开度，形成一段扩大直径的孔洞。

图中，1.切削层，2.基座，3.底座，4.螺钉，5.半圆盘榫舌，6.榫槽，7.铰接螺钉，8.中空孔，9.钻杆，10.导水孔，11.出水孔，12.加强箍，13.铰接螺孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的可摆动非对称岩孔扩底钻具，当其遇到孔底岩面时，在旋压下斜面钻具边切削岩石边张开钻头（钻头指切削层和基座两部分，下同），逐渐扩大切削岩石范围；当切削钻头完全张开后，随着对钻头的旋压，钻头将持续保持一个较大直径的岩石切削范围，形成一段扩大直径的钻孔，从而实现扩底（局部扩孔）的目的。

如图1至图3所示，钻具由切削层1、基座2和底座3组成。切削层1由针状或片状硬质合金孕镶于胎体中构成，通过螺钉4镶嵌于基座2的上斜面上（镶嵌方式可采用基座2上斜面边缘设槽，切削层1做器皿盖形状，两者凹凸相扣，并辅以螺钉4加固稳定）。切削层1也可为一定数量的硬质合金切削具，或金刚石颗粒，或金刚石－硬质合金复合片等，按一定的形式镶焊在基座2的上斜面上，和基座2构成一体。基座2上的半圆盘榫舌5插入到底座3上的榫槽6中，并通过半圆盘圆心处的铰接螺孔13用铰接螺钉7与底座3可转动的铰接。底座3为中空，有中空孔8，其一端连通榫槽6，另一端连通钻杆9内部的冷却水通道。

钻具设计有钻头冷却水通道。高压水通过钻杆9，进入底座3的中空孔8，并顺着半圆形榫槽6，向外喷射。为了将更多的高压水引导至钻头的切削层1，背切削层1一侧的圆盘榫舌5径向与榫槽6留空2~5mm间隔，而另一侧留0~2mm的间隔。高压水顺势进入基座2中的导水孔10，并到达切削层中的出水孔11，喷向切削的岩面。