专利名称：岩土工程原位旋转触探的专用钻头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种岩土工程原位旋转触探的专用钻头。
技术背景高层建筑、地铁、高速铁路等工程项目的地质勘探深度往往在60 80m甚至以上，而现有静力触探设备由于不能穿透硬层等种种技 术原因其触探深度不能满足所述工程地质测试的需要。因此，岩土工 程原位旋转触探和测试是目前国内外解决工程地质触探深度问题的 主要研究课题之一。岩土工程原位旋转触探需要获取许多反映工程地质特征的测试 数据，其中给水压力值可以直接反映冲洗液对不同土体的消散压力， 即反映土体的可塑程度，其大小数值变化、或连续曲线变化所反映沿 深度变化的不同土性的土体可塑程度，是用来进行物理性质分层的重 要依据。可想而知，旋转触探专用钻头应该具有出水通道，并且应该 是整个旋转触探系统水循环通道的一部分。公知技术中，带有出水通道的钻头并不少见，其出水口大都设置 在钻头的工作部，其目的是冲洗、冷却钻头，或者同时兼有水力切削 的功能。显然上述出水通道直达钻头工作部的钻头其水流将改变钻头 旋进所触及的岩土结构，对于旋转触探系统准确获取贯入压力、旋转 扭矩等测试数据等都十分不利。因此，出水通道直达钻头工作部的钻 头不适用于旋转触探系统使用。一种用于土建工程地基处理等场合的旋转高压喷射钻头，由工作 部和钻柄组成，工作部是镶有硬质合金的锥形十字板结构或多翼锥形 体结构，钻柄设有盲管式中心水道和一个与中心水道相通的横向喷 嘴，横向喷嘴的作用是喷射高压水用于扩孔或辅助钻孔。如果增大横 向喷嘴口径，所述钻头还可以用于喷射水泥浆形成桩基或灌注桩。上 述钻柄带有一个横向喷嘴的钻头一方面其水流对岩土结构同样产生 扰动，另一方面一个横向喷嘴的设置使水流过于集中，不利于旋转触 探系统准确获取较稳定的消散压力
发明内容
本发明是为了解决现有带有出水通道的钻头不适应旋转触探系 统需要的技术问题，而提出一种岩土工程原位旋转触探的专用钻头。本发明所涉及的专用钻头采用以下技术方案本专用钻头由工作 部和带有盲管式中心水道的钻柄所组成，其特征在于钻柄对称设有与 中心水道相通的横向水道，各横向水道的出水口设有支撑于钻柄的共 用的挡土环。本发明所涉及的专用钻头还可以采取以下技术方案 所述的专用钻头，具有螺旋切削刃结构或锥形十字板结构或多翼锥形体结构的工作部，工作部设有大于钻柄直径的台肩。所述的各横向水道及其出水口直径相等，各横向水道轴线为同一平面。所述的挡土环滑动支撑于钻柄，钻头工作部的台肩与钻柄设置的 限位凸台之间是挡土环的滑动区间。所述的挡土环，其内圆面设有与各横向水道出水口相对应的凹 面，该凹面与出水口端沿之间构成距离为l-2.5mm的出水导向沟道， 出水导向沟道出口指向钻头工作部的台肩。所述的各横向水道出水口，其下端沿至钻头工作部台肩设有凹 面，该凹面是出水导向沟道的辅助沟道，辅助沟道的深度为l-1.5mm。本发明的有益效果和优点在于本专用钻头对称设置的横向水道 与挡土环相配合，可以有效避免横向水道的水流对岩土结构产生扰 动，并且能够使旋转触探系统准确、稳定地获取反映冲洗液对钻头工 作部切削的不同土体消散压力即给水压力值。挡土环还具有防止岩土 堵塞各横向水道出水口、使各出水口出水量均衡的作用。横向水道的 水流也具有冲洗、冷却钻头和排出切削土渣的作用，还具有减少地下 测试杆件与土层磨擦力的作用，使设备贯入力绝大部分传到底部钻头 而有利于旋转触探的精度。本发明具有适用于旋转触探系统的突出优 点。
附图1是实施例1结构局部剖面示意图。 附图2是实施例1钻头工作部结构示意图。
附图3是实施例2结构局部剖面示意图。 附图4是图3A部放大示意图。图中标号l钻柄，2中心水道，3限位凸台，4挡土环，5横向 水道，6出水导向沟道，7工作部，8硬质合金刀头，9辅助沟道。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。如图1所示实施例1,本专用钻头由工作部7和带有盲管式中心 水道2的钻柄1所组成，切削刀刃设有硬质合金刀头8，其中工作部 具有如图2所示的与现有技术相同的螺旋切削刀刃和排渣槽，工作部 设有大于钻柄直径的台肩。钻柄1对称设有4个与中心水道2相通的横向水道5，各横向水 道直径为4mm，各横向水道的出水口直径与其相等。各横向水道轴 线a-a在同一水平面。各横向水道5的出水口设有支撑于钻柄的共用的挡土环4，所述 的支撑是滑动支撑，钻头工作部的台肩与钻柄设置的限位凸台3之间 是出水阻尼环的滑动区间。挡土环4的内圆面设有与各横向水道出水 口相对应的凹面，该凹面与各横向水道5的出水口端沿之间构成出水 导向沟道6，导向沟道出口指向钻头工作部的台肩。凹面与钻柄之间 的距离在l一2.5mm均可，本实施例1为2mm。如图1所示专用钻头实施例的工作部，也可以是现有技术中的锥 形十字板结构或多翼锥形体结构，工作部也设有大于钻柄直径的台 肩。如图3、 4所示实施例2，各横向水道5出水口的下端沿至钻头 工作部台肩设有凹面，该凹面是出水导向沟道6的辅助沟道9，辅助 沟道9的深度为l-1.5mm，实施例2为lmm。实施例2其它结构同于实施例1。以上各实施例的专用钻头其工作部的表面可以表镶金刚石，以便 增加其抗磨性能。金刚石采用人造金刚石，16-18粒/克拉，冷压或烧 结表镶，金刚石螺旋或辐射排列均可。
权利要求
1、一种岩土工程原位旋转触探的专用钻头，由工作部和带有盲管式中心水道的钻柄所组成，其特征在于钻柄对称设有与中心水道相通的横向水道，各横向水道的出水口设有支撑于钻柄的共用的挡土环。
2、 根据权利要求1所述的专用钻头，其特征在于所述的专用 钻头，具有螺旋切削刃结构或锥形十字板结构或多翼锥形体结构的工 作部，工作部设有大于钻柄直径的台肩。
3、 根据权利要求1所述的专用钻头，其特征在于所述的各横 向水道及其出水口直径相等，各横向水道轴线为同一平面。
4、 根据权利要求1所述的专用钻头，其特征在于所述的挡土 环滑动支撑于钻柄，钻头工作部的台肩与钻柄设置的限位凸台之间是 挡土环的滑动区间。
5、 根据权利要求1所述的专用钻头，其特征在于所述的挡土 环，其内圆面设有与各横向水道出水口相对应的凹面，该凹面与出水口端沿之间构成距离为l-2.5mm的出水导向沟道，导向沟道出口指向 钻头工作部的台肩。
6、 根据权利要求1或5所述的专用钻头，其特征在于所述的 各横向水道出水口，其下端沿至钻头工作部台肩设有凹面，该凹面是 出水导向沟道的辅助沟道，辅助沟道的深度为l-1.5mm。
全文摘要
本发明涉及一种岩土工程原位旋转触探的专用钻头，由工作部和带有盲管式中心水道的钻柄组成，钻柄对称设有与中心水道相通的横向水道，各横向水道的出水口设有支撑于钻柄的共用挡土环。本钻头各横向水道与挡土环相配合，可以有效避免横向水道的水流对岩土结构产生扰动，保证旋转触探系统准确、稳定获取反映冲洗液对钻头工作部切削的不同土体消散压力即给水压力值。挡土环还具有防止岩土堵塞各横向水道出水口、使各出水口出水量均衡的作用。横向水道的水流也具有冲洗、冷却钻头和排出切削土渣的作用，还具有减少地下测试杆件与土层磨擦力的作用，使设备贯入力绝大部分传到底部钻头而有利于旋转触探的精度。本发明具有适用于旋转触探系统的突出优点。
文档编号E02D1/02GK101130950SQ200710059768
公开日2008年2月27日 申请日期2007年9月25日 优先权日2007年9月25日
发明者叶启民, 赵凤林, 陈新军 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司