CN104196450A - 一种用于软地质层加固的改进钻具 - Google Patents

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郭健
郭小芳
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Abstract

本发明涉及一种用于软地质层加固的改进钻具，该钻具包括钻具头(1)、空心状钻杆、圆柱形筒(6)。在所述圆柱形筒(6)内盛装高于冲洗液，在所述圆柱形筒(6)上具有高压冲洗液进口(10)，所述高压冲洗液进口(10)通过管道连接弹簧冲洗喷嘴(4)，在所述圆环形锚锭块(5)外周边沿均布且固定连接有若干个弹簧(13)，所述弹簧(13)通过连接块(3)焊接有针状多指固定抓(2)，所述针状多指固定抓(2)由镍铜合金制成，所述钻具头(1)由镍钛合金制成，所述钻具头(1)和所述空心钻杆(12)穿过所述圆环形锚锭块(5)中心的孔，所述钻杆圆盘(8)上的所述钻杆圆盘突起(7)与所述圆环形锚锭块(5)上相应的凹坑承插接合，所述钻具头(1)最大直径与所述圆环形锚锭块(5)的外径之比为3∶5-7。

Description

一种用于软地质层加固的改进钻具
技术领域
本发明涉及钻井钻头领域，特别涉及一种用于软地质层加固的改进钻具。
背景技术
软土层具有厚度大、承载力低、易产生不均匀沉陷和砂土液化的不良特性。因此地基土稳定性差，通常包括亚粘土、粘土、亚砂土及粉细砂组成，呈交互状和透镜状，并含大量有机质和淤泥质。在土体为滨海相、河相、淤泥质软弱土层、冲积的松散砂土层，常规的钻孔桩加内支撑的支护技术安全性低，造价高对环境有污染。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺点，在现有技术的基础上改进了钻具结构，本发明针对上述困难设计出一种用于软地质层加固的改进钻具，钻具施工可以有效改善对土体的锚固施工。
本发明为了解决现有技术问题，采用如下技术方案，一种用于软地质层加固的改进钻具，该钻具包括钻具头，所述钻具头的后部与空心状钻杆的一端承插连接，所述空心钻杆***所述钻具头的前端封闭，所述空心钻杆侧壁上分布有钻具头冲洗嘴喷，所述空心钻杆的前部杆身上固定有环形的钻杆圆盘，所述钻杆圆盘朝向所述钻具头的一侧具有钻杆圆盘突起，所述钻杆圆盘背向所述钻具头的一侧为倾斜状，方便所述空心钻杆的拔出；锚杆的一端固定在圆环形锚锭块上，圆柱形筒与两个锚杆焊接在一起，在所述圆柱形筒上具有高压弹簧冲洗液进口，在所述圆柱形筒内盛装高于冲洗液，在所述圆柱形筒上具有高压冲洗液进口，所述高压冲洗液进口通过管道连接弹簧冲洗喷嘴，在所述圆环形锚锭块外周边沿均布且固定连接有若干个弹簧，所述弹簧通过连接块焊接有针状多指固定抓，所述针状多指固定抓由镍铜合金制成，所述钻具头由镍钛合金制成，所述钻具头和所述空心钻杆穿过所述圆环形锚锭块中心的孔，所述钻杆圆盘上的所述钻杆圆盘突起与所述圆环形锚锭块上相应的凹坑承插接合，所述钻具头最大直径与所述圆环形锚锭块的外径之比为3∶5-7。
优选，所述钻具头最大直径与所述圆环形锚锭块的外径之比为3∶5。
优选，所述改进钻具的钻进效率提高至少30％，优选35％，更有选40％。
优选，所述弹簧在自然状态下的长度是所述空心钻杆长度的至少70％，优选80％，90％，85％，75％。
技术效果
本发明具有的优点和积极效果：
首先利用了针状多指固定抓，在钻进施工过程中，在弹簧弹力作用下，充分且牢固地固定钻具，避免了钻进过程偏斜与塌陷，还充分考虑了弹簧积聚导致的弹力不能施行有效推进力的问题，增设了圆柱形筒，其上具有高压冲洗液进口，高压冲洗液进口通过管道连接弹簧冲洗喷嘴，能有效地提高钻进效率至少30％。
另外本发明还设置了圆柱形筒，不仅能装大量高压冲水，还能起到普通软土层体锚定施工的旋转喷射及带搅拌的钻具中固定圆环的作用，极大的提高了工作效率。且采用了循环钻孔施工，在孔口设置护筒并保持一定水头压力，避免钻进过程中塌孔。钻进过程中泥浆从钻杆与孔壁之间流入孔底，由泥浆泵将孔底的泥浆从钻杆中心抽到泥浆池，与此同时，泥浆又返回孔内形成循环。
附图说明
图1一种用于软地质层加固的改进钻具示意图；
附图标记：1 钻具头，2 针状多指固定抓，3 连接块，4 弹簧冲洗喷嘴，5圆环形锚锭块，6 圆柱形筒，7 钻杆盘突起，8 钻杆圆盘，9 高压弹簧冲洗液进口，10 高压冲洗液进口，11 锚杆，12 空心状钻杆，13 弹簧，14 钻具头冲洗液进口，15 钻具头冲洗喷嘴。
具体实施方式
实施例1
一种用于软地质层加固的改进钻具，该钻具包括钻具头(1)，所述钻具头(1)的后部与空心状钻杆(12)的一端承插连接，所述空心钻杆(12)***所述钻具头(1)的前端封闭，所述空心钻杆(12)侧壁上分布有钻具头冲洗嘴喷(15)，所述空心钻杆(12)的前部杆身上固定有环形的钻杆圆盘(8)，所述钻杆圆盘(8)朝向所述钻具头(1)的一侧具有钻杆圆盘突起(7)，所述钻杆圆盘(8)背向所述钻具头(1)的一侧为倾斜状，方便所述空心钻杆(12)的拔出；锚杆(11)的一端固定在圆环形锚锭块(5)上，圆柱形筒(6)与两个锚杆(11)焊接在一起，在所述圆柱形筒(6)上具有高压弹簧冲洗液进口(9)，在所述圆柱形筒(6)内盛装高于冲洗液，在所述圆柱形筒(6)上具有高压冲洗液进口(10)，所述高压冲洗液进口(10)通过管道连接弹簧冲洗喷嘴(4)，在所述圆环形锚锭块(5)外周边沿均布且固定连接有4个弹簧(13)，所述弹簧(13)通过连接块(3)焊接有针状多指固定抓(2)，所述针状多指固定抓(2)由镍铜合金制成，所述钻具头(1)由镍钛合金制成，所述钻具头(1)和所述空心钻杆(12)穿过所述圆环形锚锭块(5)中心的孔，所述钻杆圆盘(8)上的所述钻杆圆盘突起(7)与所述圆环形锚锭块(5)上相应的凹坑承插接合，所述钻具头(1)最大直径与所述圆环形锚锭块(5)的外径之比为3∶6。
实施例2
一种用于软地质层加固的改进钻具，该钻具包括钻具头(1)，所述钻具头(1)的后部与空心状钻杆(12)的一端承插连接，所述空心钻杆(12)***所述钻具头(1)的前端封闭，所述空心钻杆(12)侧壁上分布有钻具头冲洗嘴喷(15)，所述空心钻杆(12)的前部杆身上固定有环形的钻杆圆盘(8)，所述钻杆圆盘(8)朝向所述钻具头(1)的一侧具有钻杆圆盘突起(7)，所述钻杆圆盘(8)背向所述钻具头(1)的一侧为倾斜状，方便所述空心钻杆(12)的拔出；锚杆(11)的一端固定在圆环形锚锭块(5)上，圆柱形筒(6)与两个锚杆(11)焊接在一起，在所述圆柱形筒(6)上具有高压弹簧冲洗液进口(9)，在所述圆柱形筒(6)内盛装高于冲洗液，在所述圆柱形筒(6)上具有高压冲洗液进口(10)，所述高压冲洗液进口(10)通过管道连接弹簧冲洗喷嘴(4)，在所述圆环形锚锭块(5)外周边沿均布且固定连接有3个弹簧(13)，所述弹簧(13)通过连接块(3)焊接有针状多指固定抓(2)，所述针状多指固定抓(2)由镍铜合金制成，所述钻具头(1)由镍钛合金制成，所述钻具头(1)和所述空心钻杆(12)穿过所述圆环形锚锭块(5)中心的孔，所述钻杆圆盘(8)上的所述钻杆圆盘突起(7)与所述圆环形锚锭块(5)上相应的凹坑承插接合，所述钻具头(1)最大直径与所述圆环形锚锭块(5)的外径之比为3∶5。

Claims (10)

1.一种用于软地质层加固的改进钻具，其特征在于，该钻具包括钻具头(1)，所述钻具头(1)的后部与空心状钻杆(12)的一端承插连接，所述空心钻杆(12)***所述钻具头(1)的前端封闭，所述空心钻杆(12)侧壁上分布有钻具头冲洗嘴喷(15)，所述空心钻杆(12)的前部杆身上固定有环形的钻杆圆盘(8)，所述钻杆圆盘(8)朝向所述钻具头(1)的一侧具有钻杆圆盘突起(7)，所述钻杆圆盘(8)背向所述钻具头(1)的一侧为倾斜状，方便所述空心钻杆(12)的拔出；锚杆(11)的一端固定在圆环形锚锭块(5)上，圆柱形筒(6)与两个锚杆(11)焊接在一起，在所述圆柱形筒(6)上具有高压弹簧冲洗液进口(9)，在所述圆柱形筒(6)内盛装高于冲洗液，在所述圆柱形筒(6)上具有高压冲洗液进口(10)，所述高压冲洗液进口(10)通过管道连接弹簧冲洗喷嘴(4)，在所述圆环形锚锭块(5)外周边沿均布且固定连接有若干个弹簧(13)，所述弹簧(13)通过连接块(3)焊接有针状多指固定抓(2)，所述针状多指固定抓(2)由镍铜合金制成，所述钻具头(1)由镍钛合金制成，所述钻具头(1)和所述空心钻杆(12)穿过所述圆环形锚锭块(5)中心的孔，所述钻杆圆盘(8)上的所述钻杆圆盘突起(7)与所述圆环形锚锭块(5)上相应的凹坑承插接合，所述钻具头(1)最大直径与所述圆环形锚锭块(5)的外径之比为3∶5-7。
2.如权利要求1所述的改进钻具，其特征在于：所述钻具头(1)最大直径与所述圆环形锚锭块(5)的外径之比为3∶5-6。
3.如权利要求2所述的改进钻具，其特征在于：所述钻具头(1)最大直径与所述圆环形锚锭块(5)的外径之比为3∶6。
4.如权利要求2所述的改进钻具，其特征在于：所述钻具头(1)最大直径与所述圆环形锚锭块(5)的外径之比为3∶5。
5.如权利要求1所述的改进钻具，其特征在于：所述弹簧(13)在自然状态下的长度是所述空心钻杆(12)长度的至少70％。
6.如权利要求5所述的改进钻具，其特征在于：所述弹簧(13)在自然状态下的长度是所述空心钻杆(12)长度的至少80％。
7.如权利要求1所述的改进钻具，其特征在于：所述弹簧(13)在自然状态下的长度是所述空心钻杆(12)长度的85％。
8.如权利要求1所述的改进钻具，其特征在于：所述弹簧(13)在自然状态下的长度是所述空心钻杆(12)长度的90％。
9.如权利要求1-8任一项所述的改进钻具的应用，其特征在于：所述钻具能用于软地质层加固，采用所述弹簧，增设了圆柱形筒以及高压冲洗喷嘴，能提高钻进效率至少30％。
10.如权利要求10所述的应用，其特征在于：所述改进钻具的钻进效率提高35％。
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