CN116241187B - 方孔钻 - Google Patents
方孔钻 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116241187B CN116241187B CN202310531040.8A CN202310531040A CN116241187B CN 116241187 B CN116241187 B CN 116241187B CN 202310531040 A CN202310531040 A CN 202310531040A CN 116241187 B CN116241187 B CN 116241187B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- drilling
- cylinder
- drill
- wings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 97
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 58
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 23
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 16
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 12
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 abstract 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 abstract 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 abstract 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits
- E21B10/43—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits characterised by the arrangement of teeth or other cutting elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B27/00—Containers for collecting or depositing substances in boreholes or wells, e.g. bailers, baskets or buckets for collecting mud or sand; Drill bits with means for collecting substances, e.g. valve drill bits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本申请提供一种方孔钻，涉及钻孔技术领域，方孔钻包括三个钻翼、收集筒和驱动机构。钻翼均包括载体和设于载体上的多个钻齿，三个钻翼均固定于收集筒上。三个载体的内端汇集形成汇集端，三个载体的外端在收集筒的周向上间隔排布，汇集端位于勒洛三角形的中心点处，三个外端分别位于勒洛三角形的三个顶点处，载体上的多个钻齿均排布于勒洛三角形的中心点与对应顶点的连线上；收集筒在其轴线上的正投影位于勒洛三角形围成的区域内。驱动机构与收集筒连接，用于带动三个钻翼运动。该方孔钻能够直接进行方孔钻取，钻孔工艺简单，钻孔效率高；同时，在提起钻头的过程中，钻头能够将部分岩屑带出，如此，提高了岩屑清理效率，节省了施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔技术领域，具体而言，涉及一种方孔钻。
背景技术
钻头是旋挖钻机的重要组成部分，为钻机提供钻进。随着时代的发展，方孔桩的优势越来越明显，而传统旋挖只能打圆孔。现有的应用于基础施工的方孔钻头，只能修孔，钻具在孔里并未做圆周上的切削运动，只能先打圆孔，再进行修整成方形。并且，钻孔后，需要再配合捞砂斗或连续墙抓斗将岩屑取出。
经发明人研究发现，现有的钻孔设备至少存在如下缺点：
钻孔效率低，岩屑收集不便，作业成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方孔钻，其能够提供钻方孔的效率，且钻孔过程中能够实现岩屑的收集和排出，作业成本低。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明提供一种方孔钻，包括：
三个钻翼、收集筒和驱动机构，每个所述钻翼均包括载体以及设于所述载体上的多个钻齿，所述三个钻翼的载体均固定于所述收集筒上，三个所述载体的内端汇集形成汇集端，三个所述载体的外端在所述收集筒的周向上间隔排布，所述汇集端位于勒洛三角形的中心点处，三个所述外端分别位于所述勒洛三角形的三个顶点处，且每个所述载体上的多个钻齿均排布于所述勒洛三角形的中心点与对应顶点的连线上；所述收集筒在其轴线上的正投影位于所述勒洛三角形围成的区域内；
所述驱动机构与所述收集筒连接，用于通过所述收集筒带动所述三个钻翼以运动轨迹呈正方形的方式运动。
在可选的实施方式中，所述收集筒包括筒体、连接杆和连接头，所述筒体的一端设置为敞口，另一端设置为封闭端，所述连接杆的一端固定于所述封闭端，所述连接头与所述连接杆的另一端连接，所述三个钻翼的内端均汇集在所述连接头上；所述载体与所述筒体固定连接，所述筒体与三个所述载体共同配合形成供岩屑进出的三个开口，所述三个开口在筒体的周向上间隔排布；所述筒体在其轴线上的正投影位于所述勒洛三角形围成的区域内。
在可选的实施方式中，所述筒体的敞口端设置有三个卡槽，所述载体卡接于所述卡槽内。
在可选的实施方式中，所述载体包括第一板和第二板，所述第一板和第二板上均设置有钻齿；所述第一板固定于所述筒体上，所述第二板固定于所述连接头上，所述连接头与所述连接杆可转动地配合；所述筒体的敞口端设置有三个连通孔；
所述连接头相对于所述连接杆转动时，所述连接头具有相互切换的第一位置和第二位置，处于所述第一位置时，所述第一板和第二板对接，所述第一板上的钻齿和第二板上的钻齿位于所述勒洛三角形的中心点和对应顶点的连线上，所述三个开口分别与所述三个连通孔一一对应连通，且所述筒体与所述连接头仅在第一旋转方向上相对固定，以通过所述筒体带动所述三个钻翼钻方孔；
处于所述第二位置时，所述第一板和第二板分离，所述三个开口分别与所述三个连通孔一一对应错开，所述开口和所述连通孔均被封堵，且所述筒体与所述连接头仅在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上相对固定，以通过所述筒体带动所述三个钻翼退出方孔。
在可选的实施方式中，所述筒体的敞口端设置有第一封闭板，所述三个连通孔均设于所述第一封闭板上，所述三个连通孔在所述筒体的周向上间隔排布；所述连接头上安装有第二封闭板，三个所述第二板、第二封闭板和筒体共同限定出所述三个开口；处于所述第二位置时，所述第一封闭板封闭所述三个开口，所述第二封闭板封闭所述三个连通孔。
在可选的实施方式中，所述第一封闭板上设置有限位块；所述第二板具有第一阻挡侧，所述第二封闭板具有第二阻挡侧，所述第一阻挡侧和第二阻挡侧在所述筒体的周向上间隔排布，处于所述第一位置时，所述第二阻挡侧与所述限位块抵接，处于所述第二位置时，所述第一阻挡侧与所述限位块抵接。
在可选的实施方式中，所述第一板上设置有定位凹槽，所述第二板上设置有定位凸起，处于所述第一位置时，所述定位凸起卡接于所述定位凹槽内。
在可选的实施方式中，所述驱动机构包括扶正器、第一端板、传动齿环、传动齿轮、传动轴和第二端板，所述扶正器与所述传动齿环连接，所述扶正器用于抵接于方孔的孔壁上；所述第一端板和所述第二端板均与所述传动齿环可转动地连接且分布于所述传动齿环的轴线上的两端；所述传动齿轮与所述传动轴连接，所述传动齿轮与所述传动齿环啮合；所述传动轴同时与所述第一端板和所述第二端板可转动地连接，且所述传动轴贯穿所述第二端板；所述传动轴的轴线与所述第一端板和所述第二端板的转动轴线偏置；所述第一端板用于与钻杆连接；所述传动轴与所述收集筒固定连接且同轴设置。
在可选的实施方式中，所述传动齿环与所述传动齿轮的传动比为3/4。
在可选的实施方式中，所述扶正器的数量多个，多个所述扶正器可拆卸地拼接。
本发明实施例的有益效果是：
综上所述，本实施例提供的方孔钻，通过设置三个钻翼，每个钻翼对应于勒洛三角形的中心点与顶点的连线位置，每个钻翼上的多个钻齿均在对应连线的延伸方向上间隔分布，如此一来，在驱动机构通过收集筒带动三个钻翼同步转动时，每个钻翼上的每个钻齿的运动轨迹均为方形，如此，能够通过三个钻翼配合直接钻方孔，方孔的成型质量高，与现有的先钻取圆孔后在进行修孔的方式相比，简化步骤，缩短时间，提高了施工效率。同时，由于三个钻翼的结构设计，整体结构简单，便于加工制造，制造成本低。相邻钻翼之间形成开口，钻进过程中，块状岩屑从开口进入收集筒内，在钻进过程中实现了岩屑收集，当钻孔作业完成后，退出钻头时，能够将部分岩屑直接带出方孔，提高了岩屑收集效率，减小了后续收集岩屑的作业量，降低了施工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的方孔钻的结构示意图；
图2为本发明实施例的收集筒和钻翼的一视角的结构示意图；
图3为本发明实施例的收集筒和钻翼的另一视角的结构示意图；
图4为本发明实施例的收集筒的一视角的结构示意图；
图5为本发明实施例的收集筒的另一视角的结构示意图；
图6为本发明实施例的方孔钻的变形例的结构示意图；
图7为本发明实施例的驱动机构的结构示意图；
图8为本发明实施例的收集筒与钻翼的侧向结构示意图。
图标:
100-钻翼；101-汇集端；102-外端；103-开口；110-载体；111-第一板；112-第二板；113-第一阻挡侧；120-钻齿；200-收集筒；210-筒体；211-第一端；212-第二端；220-连接杆；230-连接头；240-第一封闭板；241-连通孔；250-第二封闭板；251-第二阻挡侧；260-限位块；300-驱动机构；310-扶正器；320-第一端板；330-传动齿环；340-传动齿轮；350-传动轴；360-第二端板；370-插套。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
现有技术中，钻取方孔的方式一般为先利用钻头钻取圆孔，然后再通过钻具修补圆孔，获得方孔，如此一来，施工繁琐，施工效率低。同时，在钻孔取出钻头的过程中，钻头与岩屑分离，钻头无法带出岩屑，需要再利用捞砂斗伸入孔内收集岩屑，作业效率低，施工成本高。
鉴于此，设置者提供了一种方孔钻，能够直接进行方孔钻取，钻孔工艺简单，钻孔效率高；同时，在提起钻头的过程中，钻头能够将部分岩屑带出，如此，提高了岩屑清理效率，节省了施工成本。
请结合图1-图7，本实施例中，方孔钻包括三个钻翼100、收集筒200和驱动机构300。每个钻翼100均包括载体110以及设于载体110上的多个钻齿120，三个钻翼100的载体110均固定于收集筒200上。三个载体110的内端汇集形成汇集端101，三个载体110的外端102在收集筒200的周向上间隔排布，汇集端101位于勒洛三角形的中心点处，三个外端102分别位于勒洛三角形的三个顶点处，且每个载体110上的多个钻齿120均排布于勒洛三角形的中心点与对应顶点的连线上；收集筒200在其轴线上的正投影位于勒洛三角形围成的区域内。驱动机构300与收集筒200连接，用于通过收集筒200带动三个钻翼100以运动轨迹呈正方形的方式运动。
承上述，本实施例提供的方孔钻的工作原理如下：
通过设置三个钻翼100，每个钻翼100对应于勒洛三角形的中心点与顶点的连线位置，每个钻翼100上的多个钻齿120均在对应连线的延伸方向上间隔分布，如此一来，在驱动机构300通过收集筒200带动三个钻翼100同步转动时，每个钻翼100上的每个钻齿120的运动轨迹均为方形，如此，能够通过三个钻翼100配合直接钻方孔，方孔的成型质量高，与现有的先钻取圆孔后在进行修孔的方式相比，简化步骤，缩短时间，提高了施工效率。同时，由于三个钻翼100的结构设计，整体结构简单，便于加工制造，制造成本低。相邻钻翼100之间形成开口103，钻进过程中，块状岩屑从开口103进入收集筒200内，在钻进过程中实现了岩屑收集，同时，进入收集筒200的岩屑被载体110承载，由于岩屑为块状，相互之间形成拉扯力，在底部岩屑被载体110承载的前提下，当钻孔作业完成后，退出钻头时，岩屑不易从开口103掉落，如此能够将部分岩屑直接带出方孔，提高了岩屑收集效率，减小了后续收集岩屑的作业量，降低了施工成本。
以下实施例对本申请提供的方孔钻的细节结构进行举例说明。
请结合图3-图5，本实施例中，可选的，载体110设置为分体式结构，载体110包括第一板111和第二板112，第一板111和第二板112均为矩形板，第一板111和第二板112均固定于收集筒200上，并且，在收集筒200转动过程中，第一板111和第二板112能够错开或者拼接在一起。同时，第一板111和第二板112上均设置有多个钻齿120，第一板111上的多个钻齿120和第二板112上的多个钻齿120在第一板111和第二板112拼接时，处于勒洛三角形的中心点与对应顶点的连线上，在此状态下，能够通过钻翼100上的多个钻齿120配合进行钻方孔作业。
进一步的，第一板111和第二板112装配至收集筒200上后，第一板111和第二板112的板面与收集筒200的过其自身轴线的中心面呈锐角或钝角。第一板111的在收集筒200的轴系上的一个板面上设置有定位凹槽，第二板112上设置有定位凸起，在第一板111和第二板112拼接时，定位凸起卡接在定位凹槽中，提高第一板111和第二板112的结合牢固性。
请结合图2-图5，本实施例中，可选的，收集筒200包括筒体210、连接杆220、连接头230、第一封闭板240和第二封闭板250。其中，连接杆220与筒体210固定连接，连接杆220与筒体210同轴设置。连接头230与连接杆220绕连接杆220的轴线可转动地配合，第一封闭板240和筒体210固定连接，第二封闭板250与连接头230固定连接。具体的，筒体210设置为圆筒结构，筒体210具有在其轴线上相对的第一端211和第二端212，第一端211设置为封闭端，第二端212设置为敞口端，三个钻翼100的三个第一板111固定在筒体210上且靠近第二端212设置，三个第一板111在筒体210的周向上均匀间隔排布，每个第一板111均凸设于筒体210的外周面。连接杆220从第二端212***筒体210中并与封闭端固定连接。连接头230通过轴承套接于连接杆220外，连接头230与连接杆220可转动地连接。第一封闭板240上设置有三个连通孔241，三个连通孔241在筒体210的周向上均匀间隔排布。第二封闭板250安装在连接头230上，三个钻翼100的第二板112均固定在第二封闭板250上，三个钻翼100和筒体210共同配合形成供岩屑进出的三个开口103，三个开口103在筒体210的周向上间隔排布。同时，第一封闭板240上设置有限位块260，第二板112具有第一阻挡侧113，第二封闭板250具有第二阻挡侧251，第一阻挡侧113和第二阻挡侧251在筒体210的周向上间隔排布，为了便于描述，请结合图5中所示的视角，在第一旋转方向也即在顺时针方向上，第一阻挡侧113位于第二阻挡侧251的前方，在第二旋转方向也即在逆时针方向上，第一阻挡侧113位于第二阻挡侧251的后方。
由于连接头230与连接杆220为可转动地连接，连接杆220固定在筒体210上，如此，也即连接头230与筒体210为可转动地配合，并且通过限位块260的结构设计，当筒体210受到钻杆提供的扭矩时，筒体210在第一旋转方向和第二旋转方向上转动时，与连接头230具有不同的配合方式。具体的，在施工时，筒体210直接接收钻杆传递过来的扭矩，能够主动转动，而连接头230可以理解为悬空设置，为被动受力件。在筒体210相对于连接头230转动的过程中，根据筒体210与连接头230的位置的不同，连接头230具有相互切换的第一位置和第二位置。当连接头230处于第一位置时，第一板111和第二板112对接，定位凸起插接在定位凹槽中，限位块260与第二封闭板250上的第二阻挡侧251抵接，同时，第一板111上的钻齿120和第二板112上的钻齿120位于勒洛三角形的中心点和对应顶点的连线上，三个开口103分别与三个连通孔241一一对应连通，在此状态下，筒体210与连接头230仅在第一旋转方向上相对固定，以通过筒体210带动三个钻翼100钻方孔。钻孔过程中，由于开口103和连通孔241连通，钻进过程中产生的岩屑能够从开口103和连通孔241进入到筒体210中。并且，由于第一板111固定于筒体210上，直接通过筒体210带动转动，而第二板112通过限位块260带动转动，如此一来，第一板111和第二板112受到的剪切力均较小，钻翼100使用过程中不易因受力过大而被损坏，钻翼100使用寿命长，故障率低。也就是说，通过将钻翼100设置为第一板111和第二板112的分体式结构，第一板111以及第二板112在筒体210的径向上的长度均小于整体式的载体110的长度，第一板111和第二板112在钻进过程中受到的剪切力小，不易被损坏。而且，第一板111的转矩直接通过筒体210传递，传力更加直接，破岩能力强。
当连接头230处于第二位置时，第一板111和第二板112分离，三个开口103分别与三个连通孔241一一对应错开，开口103被第一封闭板240封堵，连通孔241被第二封闭板250封堵，第一阻挡侧113与限位块260抵接，在此状态下，筒体210与连接头230仅在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上相对固定，如此，通过旋转和提拉，能够通过筒体210带动三个钻翼100退出方孔。在退出方孔的过程中，由于开口103和连通孔241均被封闭，岩屑不易从筒体210内漏出，岩屑收集、排出效果好。
进一步的，请结合图8，第一板111上的钻齿120的高度高于第二板112上的钻齿120的高度，也就是说，第一板111上的钻齿120的最低侧与第二板112上的钻齿120的最低侧之间具有距离L，如此设计，在钻孔过程中，第二板112上的钻齿120先接触地层并进行钻井作业，当第二板112上的钻齿120钻进L距离后，第一板111上的钻齿120再接触第二板112周围的地层并进行钻井作业。第一板111上的钻齿120钻井过程中，由于高度差的设计，并且第二板112上的钻齿120与开口103在筒体210的轴向上具有间距，也即开口103与第二板112上的钻齿120具有高度差，第一板111上钻齿120钻井时产生的岩屑能在重力作用下以及第一板111的挤压下能够从筒体210的四周向筒体210的中心运动，从而使岩屑从开口103处被挤压进筒体210中，便于岩屑的收集。
请结合图3-图5，需要说明的是，第一板111上的钻齿120凸设于第一板111与筒体210的第二端212对应的侧面上，第一板111上的钻齿向外倾斜设置，也即钻齿远离第一板111的一端相比钻齿与第一板111连接的一端向外凸出，具有将岩屑向内刨动的效果，岩屑收集效果更好。第二板112上的钻齿120凸设于第二板112与筒体210的第二端212对应的侧面上。同时，第一板111上的钻齿120和第二板112上的钻齿120均凸设于筒体210的第二端212的端面，如此，在钻井过程中岩屑便于通过开口103进入筒体210内。
请结合图6-图7，本实施例中，可选的，驱动机构300包括扶正器310、第一端板320、传动齿环330、传动齿轮340、传动轴350和第二端板360。扶正器310与传动齿环330连接，扶正器310用于抵接于方孔的孔壁上；第一端板320和第二端板360均与传动齿环330可转动地连接且分布于传动齿环330的轴线上的两端。例如第一端板320和第二端板360分别通过回转支承与传动齿环330的两端可转动地连接。传动齿轮340与传动轴350连接，传动齿轮340与传动齿环330啮合，传动齿环330与传动齿轮340的传动比为3/4，也就是说，钻杆每转一圈，传动齿轮340转一圈，筒体210和三个钻翼100一起随传动齿轮340公转一圈，并且筒体210和三个钻翼100同时自转4/3圈，每个钻翼100上钻齿120的运行轨迹均为正方形，最终通过三个钻翼100配合实现方孔的钻进，钻进效率高，成孔质量高。传动轴350同时与第一端板320和第二端板360可转动地连接，且传动轴350贯穿第二端板360；传动轴350的轴线与第一端板320和第二端板360的转动轴线偏置；第一端板320用于与钻杆连接；传动轴350与收集筒200固定连接且同轴设置。防旋件可以为方形架，防旋件套接在传动齿环330外，旋挖过程中，防旋架贴合在方孔的孔壁上，为传动齿环330提供抗扭矩力，避免传动齿环330转动。此外，防旋件的数量可以为多个，当需要钻矩形孔时，可以先钻一个方孔，然后将两个防旋件拼接起来构成矩形状，再进行矩形孔的钻进，以此类推。如此，防旋件的数量可以为多个，按需拼接即可。
此外， 可以在第一端板320上设置插套370，运行过程中，钻杆与第一端板320上的插套370插接配合，钻杆将扭矩传递至第一端板320上，第一端板320绕自身轴线转动的同时，带动传动齿轮340转动，传动齿轮340绕第一端板320的轴线公转的同时由于其与传动齿环330啮合，在传动齿环330的作用下，传动齿轮340自转，从而带动传动轴350同时进行公转和自转，传动轴350将动力传递至筒体210，最终传递至三个钻翼100，使三个钻翼100配合进行方孔的旋挖作业。
本实施例提供的方孔钻，能够直接钻方孔，并且在钻孔过程中能够收集并带走岩屑，钻孔效率高，岩屑处理效率高，施工成本低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种方孔钻，其特征在于，包括：
三个钻翼、收集筒和驱动机构，每个所述钻翼均包括载体以及设于所述载体上的多个钻齿，所述三个钻翼的载体均固定于所述收集筒上，三个所述载体的内端汇集形成汇集端，三个所述载体的外端在所述收集筒的周向上间隔排布，所述汇集端位于勒洛三角形的中心点处，三个所述外端分别位于所述勒洛三角形的三个顶点处，且每个所述载体上的多个钻齿均排布于所述勒洛三角形的中心点与对应顶点的连线上；所述收集筒在其轴线上的正投影位于所述勒洛三角形围成的区域内；
所述驱动机构与所述收集筒连接，用于通过所述收集筒带动所述三个钻翼以运动轨迹呈正方形的方式运动。
2.根据权利要求1所述的方孔钻，其特征在于：
所述收集筒包括筒体、连接杆和连接头，所述筒体的一端设置为敞口，另一端设置为封闭端，所述连接杆的一端固定于所述封闭端，所述连接头与所述连接杆的另一端连接，所述三个钻翼的内端均汇集在所述连接头上；所述载体与所述筒体固定连接，所述筒体与三个所述载体共同配合形成供岩屑进出的三个开口，所述三个开口在筒体的周向上间隔排布；所述筒体在其轴线上的正投影位于所述勒洛三角形围成的区域内。
3.根据权利要求2所述的方孔钻，其特征在于：
所述筒体的敞口端设置有三个卡槽，所述载体卡接于所述卡槽内。
4.根据权利要求2所述的方孔钻，其特征在于：
所述载体包括第一板和第二板，所述第一板和第二板上均设置有钻齿；所述第一板固定于所述筒体上，所述第二板固定于所述连接头上，所述连接头与所述连接杆可转动地配合；所述筒体的敞口端设置有三个连通孔；
所述连接头相对于所述连接杆转动时，所述连接头具有相互切换的第一位置和第二位置，处于所述第一位置时，所述第一板和第二板对接，所述第一板上的钻齿和第二板上的钻齿位于所述勒洛三角形的中心点和对应顶点的连线上，所述三个开口分别与所述三个连通孔一一对应连通，且所述筒体与所述连接头仅在第一旋转方向上相对固定，以通过所述筒体带动所述三个钻翼钻方孔；
处于所述第二位置时，所述第一板和第二板分离，所述三个开口分别与所述三个连通孔一一对应错开，所述开口和所述连通孔均被封堵，且所述筒体与所述连接头仅在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上相对固定，以通过所述筒体带动所述三个钻翼退出方孔。
5.根据权利要求4所述的方孔钻，其特征在于：
所述筒体的敞口端设置有第一封闭板，所述三个连通孔均设于所述第一封闭板上，所述三个连通孔在所述筒体的周向上间隔排布；所述连接头上安装有第二封闭板，三个所述第二板、第二封闭板和筒体共同限定出所述三个开口；处于所述第二位置时，所述第一封闭板封闭所述三个开口，所述第二封闭板封闭所述三个连通孔。
6.根据权利要求5所述的方孔钻，其特征在于：
所述第一封闭板上设置有限位块；所述第二板具有第一阻挡侧，所述第二封闭板具有第二阻挡侧，所述第一阻挡侧和第二阻挡侧在所述筒体的周向上间隔排布，处于所述第一位置时，所述第二阻挡侧与所述限位块抵接，处于所述第二位置时，所述第一阻挡侧与所述限位块抵接。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方孔钻，其特征在于：
所述第一板上设置有定位凹槽，所述第二板上设置有定位凸起，处于所述第一位置时，所述定位凸起卡接于所述定位凹槽内。
8.根据权利要求1所述的方孔钻，其特征在于：
所述驱动机构包括扶正器、第一端板、传动齿环、传动齿轮、传动轴和第二端板，所述扶正器与所述传动齿环连接，所述扶正器用于抵接于方孔的孔壁上；所述第一端板和所述第二端板均与所述传动齿环可转动地连接且分布于所述传动齿环的轴线上的两端；所述传动齿轮与所述传动轴连接，所述传动齿轮与所述传动齿环啮合；所述传动轴同时与所述第一端板和所述第二端板可转动地连接，且所述传动轴贯穿所述第二端板；所述传动轴的轴线与所述第一端板和所述第二端板的转动轴线偏置；所述第一端板用于与钻杆连接；所述传动轴与所述收集筒固定连接且同轴设置。
9.根据权利要求8所述的方孔钻，其特征在于：
所述传动齿环与所述传动齿轮的传动比为3/4。
10.根据权利要求8所述的方孔钻，其特征在于：
所述扶正器的数量多个，多个所述扶正器可拆卸地拼接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310531040.8A CN116241187B (zh) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | 方孔钻 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310531040.8A CN116241187B (zh) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | 方孔钻 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116241187A CN116241187A (zh) | 2023-06-09 |
| CN116241187B true CN116241187B (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=86633525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310531040.8A Active CN116241187B (zh) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | 方孔钻 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116241187B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117072186B (zh) * | 2023-10-18 | 2024-01-02 | 东北大学 | 一种用于三维地质模型试验的拱形隧道开挖装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11267950A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Tokai Univ | 正方形状穴明け加工装置 |
| EP1227214A2 (en) * | 2001-01-27 | 2002-07-31 | Camco International (UK) Limited | Cutting structure for drill bit |
| CN103953282A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 江苏合正能源科技有限公司 | 长螺旋方孔钻机 |
| CN209539269U (zh) * | 2018-11-15 | 2019-10-25 | 深圳市工勘岩土集团有限公司 | 用于支护咬合桩的旋挖筒式钻斗 |
| CN212389268U (zh) * | 2020-05-18 | 2021-01-22 | 陈民 | 一种旋挖钻具 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9402216D0 (en) * | 1994-02-04 | 1994-03-30 | Bp Exploration Operating | Drilling bit assembly and apparatus |
| JP2006336426A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Shimizu Corp | トンネル掘削機 |
| CN106424833B (zh) * | 2016-11-21 | 2018-09-11 | 马文强 | 一种方孔钻机 |
| CN106761453B (zh) * | 2017-02-13 | 2019-04-19 | 王国富 | 基于莱洛三角形原理设计的钻杆及多功能钻机 |
| CN115492518A (zh) * | 2021-06-18 | 2022-12-20 | 杭州昂创科技有限公司 | 一种方形桩旋挖钻机设备 |
| CN114396230B (zh) * | 2022-03-28 | 2022-11-25 | 北京欧钻科技有限公司 | 方孔旋挖钻 |
| CN114876378A (zh) * | 2022-04-30 | 2022-08-09 | 辽宁石油化工大学 | 一种新型片叠式钻头 |
| CN217354288U (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-02 | 北京欧钻科技有限公司 | 矩形孔扶正器和旋挖钻机 |
| CN217421110U (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-13 | 武汉欧钻科技有限公司 | 方孔捞砂斗和旋挖钻机 |
-
2023
- 2023-05-12 CN CN202310531040.8A patent/CN116241187B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11267950A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Tokai Univ | 正方形状穴明け加工装置 |
| EP1227214A2 (en) * | 2001-01-27 | 2002-07-31 | Camco International (UK) Limited | Cutting structure for drill bit |
| CN103953282A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 江苏合正能源科技有限公司 | 长螺旋方孔钻机 |
| CN209539269U (zh) * | 2018-11-15 | 2019-10-25 | 深圳市工勘岩土集团有限公司 | 用于支护咬合桩的旋挖筒式钻斗 |
| CN212389268U (zh) * | 2020-05-18 | 2021-01-22 | 陈民 | 一种旋挖钻具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116241187A (zh) | 2023-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116241187B (zh) | 方孔钻 | |
| US8225884B2 (en) | Rotor underreamer, section mill, casing cutter, casing scraper and drill string centralizer | |
| CN102505919A (zh) | 一种扩孔钻头 | |
| CN114320154B (zh) | 一种节能型公路桥梁桩基水钻成孔装置 | |
| CN112282658B (zh) | 连续钻进循环浇筑一体化打桩工具 | |
| CN114396230B (zh) | 方孔旋挖钻 | |
| EA002048B1 (ru) | Фрезерное устройство, размещаемое в скважине | |
| CN111622676A (zh) | 一种旋挖钻机入岩钻头和旋挖钻机 | |
| CN111827884A (zh) | 一种短半径侧钻万向钻杆 | |
| CN109138885A (zh) | 一种卸土钻斗装置 | |
| CN109882222B (zh) | 小尺寸双圆孔钻具及巷道注浆加固围岩的方法 | |
| CN208203133U (zh) | 一种旋挖牙轮筒钻 | |
| CN212191412U (zh) | 横向钻孔装置 | |
| CN216110551U (zh) | 一种水文地质环境钻探研究用岩芯钻头结构 | |
| CN210239578U (zh) | 一种卡盘式动力头 | |
| CN204646099U (zh) | 对开式锁紧旋挖钻具 | |
| CN110985033A (zh) | 一种n个刀头金刚石或pdc钻头顶管机刀盘 | |
| CN114482863A (zh) | 一种多层筒钻 | |
| CN208803815U (zh) | 旋挖钻孔漂石破碎装置 | |
| RU2182961C2 (ru) | Сверлящий скважинный перфоратор | |
| CN213205558U (zh) | 一种可扩孔螺杆钻具 | |
| CN216922032U (zh) | 一种旋挖成孔卵石专用钻头 | |
| CN220705604U (zh) | 一种环缝冲击钻 | |
| CN219910625U (zh) | 一种挖机携带的长螺旋钻具 | |
| CN215292356U (zh) | 一种随转清洁划眼器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |