一种改良型地质钻头

技术领域

本发明涉及地质钻头技术领域，尤其涉及一种改良型地质钻头。

背景技术

在城市高层建筑、地铁车站基坑围护、江河堤坝防渗加固和软土基改良加固等地下基础工程的建设过程中，目前大量采用SMW工法设备建造地下连续墙，即使用多轴钻机进行连续钻掘，并将土和水泥浆在原位置混合搅拌并插入型钢来建造地下挡土防水墙的技术，起到挡土、防渗作用。

其中，地质钻机一般通过地质钻头来实现岩土开挖、地质勘探、桩基检测，且现有技术中存在形式各样的地质钻头产品。需指出的是，对于现有的地质钻头产品而言，其普遍存在设计不合理、制备加工复杂且性价比较差、适用范围较窄的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种改良型地质钻头，该改良型地质钻头结构设计新颖、制备加工方便且性价比高、适用范围广。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种改良型地质钻头，包括有呈圆管形状的金属管体，金属管体的上表面为平面且金属管体上表面与金属管体的轴线相垂直，金属管体上表面的中间位置设置有呈圆环形状且与金属管体同轴布置的刀头安装凸缘，刀头安装凸缘与金属管体为一体结构，刀头安装凸缘的内径值大于金属管体的内径值，刀头安装凸缘的外径值小于金属管体的外径值；

刀头安装凸缘开设有沿着刀头安装凸缘依次均匀间隔分布且分别沿着刀头安装凸缘径向完全贯穿的凸缘通槽，各凸缘通槽分别朝上开口且各凸缘通槽的上端开口分别延伸至刀头安装凸缘的上表面，位于相邻两个凸缘通槽之间的刀头安装凸缘部分为刀头安装部；

各刀头安装部的内表面分别焊接有一呈圆弧形状的内侧刀头，各刀头安装部的外表面分别焊接有一呈圆弧形状的外侧刀头，内侧刀头、外侧刀头分别为金刚石合金刀头；相邻的两个内侧刀头间隔布置且相邻的两个内侧刀头之间设置有内侧间隙，相邻的两个外侧刀头间隔布置且相邻的两个外侧刀头之间设置有外侧间隙，各凸缘通槽分别与相应位置的内侧间隙、外侧间隙连通；

该改良型地质钻头采用以下制备方法制备而成，具体包括以下步骤：

a、制备金属管体：按照设计尺寸选取并裁切金属管体，而后通过机加工方式加工刀头安装凸缘；

b、通过粉末冶金成型方式加工内侧刀头、外侧刀头：准确称取铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉，而后将称取好的铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉置于搅拌机中进行搅拌混合以获得刀头粉料；待刀头粉料制备完成后，通过粉末冶金成型方式加工内侧刀头、外侧刀头；其中，刀头粉料中铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉七种物料的重量份依次为：铁粉5%-10%、铜粉10%-20%、钴粉10%-20%、钨粉1%-10%、镍粉5%-15%、锡粉1%-5%、金刚石粉20%-65%；

c、将内侧刀头、外侧刀头分别安装于刀头安装凸缘：于各刀头安装部的内表面分别放置内侧刀头，于各刀头安装部的外表面分别放置外侧刀头，各内侧刀头、外侧刀头的下表面分别搭放定位于金属管体的上表面；其中，各内侧刀头与相应的刀头安装部之间分别插入有银片，各外侧刀头与相应的刀头安装部外表面之间分别插入有银片，位于同一刀头安装部的内侧刀头、外侧刀头通过夹子夹紧固定于相应的刀头安装部；

d、焊接：将夹紧固定有内侧刀头、外侧刀头的金属管体移送至焊机进行焊接加工，内侧刀头、外侧刀头分别焊接固定于相应的刀头安装部。

其中，所述金属管体为钢质管体。

其中，所述金属管体为铁质管体。

其中，各所述内侧刀头的上端部、各所述外侧刀头的上端部分别凸出于所述刀头安装凸缘的上表面。

其中，安装于同一所述刀头安装部的所述内侧刀头、所述外侧刀头错开布置。

其中，所述刀头粉料中铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉七种物料的重量份依次为：铁粉8%、铜粉10%、钴粉15%、钨粉5%、镍粉15%、锡粉2%、金刚石粉45%。

其中，于所述步骤c中，各所述内侧刀头的焊接面、各所述外侧刀头的焊接面以及各所述刀头安装部的内表面、外表面分别涂刷有银焊剂。

本发明的有益效果为：本发明所述的一种改良型地质钻头，其包括有呈圆管形状的金属管体，金属管体的上表面为平面且金属管体上表面与金属管体的轴线相垂直，金属管体上表面的中间位置设置有呈圆环形状且与金属管体同轴布置的刀头安装凸缘，刀头安装凸缘与金属管体为一体结构，刀头安装凸缘的内径值大于金属管体的内径值，刀头安装凸缘的外径值小于金属管体的外径值；刀头安装凸缘开设有沿着刀头安装凸缘依次均匀间隔分布且分别沿着刀头安装凸缘径向完全贯穿的凸缘通槽，各凸缘通槽分别朝上开口且各凸缘通槽的上端开口分别延伸至刀头安装凸缘的上表面，位于相邻两个凸缘通槽之间的刀头安装凸缘部分为刀头安装部；各刀头安装部的内表面分别焊接有一呈圆弧形状的内侧刀头，各刀头安装部的外表面分别焊接有一呈圆弧形状的外侧刀头，内侧刀头、外侧刀头分别为金刚石合金刀头；相邻的两个内侧刀头间隔布置且相邻的两个内侧刀头之间设置有内侧间隙，相邻的两个外侧刀头间隔布置且相邻的两个外侧刀头之间设置有外侧间隙，各凸缘通槽分别与相应位置的内侧间隙、外侧间隙连通；该改良型地质钻头采用以下制备方法制备而成，具体包括以下步骤：a、制备金属管体：按照设计尺寸选取并裁切金属管体，而后通过机加工方式加工刀头安装凸缘；b、通过粉末冶金成型方式加工内侧刀头、外侧刀头：准确称取铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉，而后将称取好的铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉置于搅拌机中进行搅拌混合以获得刀头粉料；待刀头粉料制备完成后，通过粉末冶金成型方式加工内侧刀头、外侧刀头；其中，刀头粉料中铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉七种物料的重量份依次为：铁粉5%-10%、铜粉10%-20%、钴粉10%-20%、钨粉1%-10%、镍粉5%-15%、锡粉1%-5%、金刚石粉20%-65%；c、将内侧刀头、外侧刀头分别安装于刀头安装凸缘：于各刀头安装部的内表面分别放置内侧刀头，于各刀头安装部的外表面分别放置外侧刀头，各内侧刀头、外侧刀头的下表面分别搭放定位于金属管体的上表面；其中，各内侧刀头与相应的刀头安装部之间分别插入有银片，各外侧刀头与相应的刀头安装部外表面之间分别插入有银片，位于同一刀头安装部的内侧刀头、外侧刀头通过夹子夹紧固定于相应的刀头安装部；d、焊接：将夹紧固定有内侧刀头、外侧刀头的金属管体移送至焊机进行焊接加工，内侧刀头、外侧刀头分别焊接固定于相应的刀头安装部。通过上述设计，本发明具有结构设计新颖、制备加工方便且性价比高、适用范围广的优点。

附图说明

下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明的结构示意图。

在图1中包括有：

1——金属管体 2——刀头安装凸缘

21——凸缘通槽 22——刀头安装部

3——内侧刀头 4——外侧刀头

5——内侧间隙 6——外侧间隙。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。

如图1所示，一种改良型地质钻头，其包括有呈圆管形状的金属管体1，金属管体1的上表面为平面且金属管体1上表面与金属管体1的轴线相垂直，金属管体1上表面的中间位置设置有呈圆环形状且与金属管体1同轴布置的刀头安装凸缘2，刀头安装凸缘2与金属管体1为一体结构，刀头安装凸缘2的内径值大于金属管体1的内径值，刀头安装凸缘2的外径值小于金属管体1的外径值。优选的，金属管体1为钢质管体或者金属管体1为铁质管体。

进一步的，刀头安装凸缘2开设有沿着刀头安装凸缘2依次均匀间隔分布且分别沿着刀头安装凸缘2径向完全贯穿的凸缘通槽21，各凸缘通槽21分别朝上开口且各凸缘通槽21的上端开口分别延伸至刀头安装凸缘2的上表面，位于相邻两个凸缘通槽21之间的刀头安装凸缘2部分为刀头安装部22。

更进一步的，各刀头安装部22的内表面分别焊接有一呈圆弧形状的内侧刀头3，各刀头安装部22的外表面分别焊接有一呈圆弧形状的外侧刀头4，内侧刀头3、外侧刀头4分别为金刚石合金刀头；相邻的两个内侧刀头3间隔布置且相邻的两个内侧刀头3之间设置有内侧间隙5，相邻的两个外侧刀头4间隔布置且相邻的两个外侧刀头4之间设置有外侧间隙6，各凸缘通槽21分别与相应位置的内侧间隙5、外侧间隙6连通。

需指出的是，该改良型地质钻头采用以下制备方法制备而成，具体包括以下步骤：

a、制备金属管体1：按照设计尺寸选取并裁切金属管体1，而后通过机加工方式加工刀头安装凸缘2；

b、通过粉末冶金成型方式加工内侧刀头3、外侧刀头4：准确称取铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉，而后将称取好的铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉置于搅拌机中进行搅拌混合以获得刀头粉料；待刀头粉料制备完成后，通过粉末冶金成型方式加工内侧刀头3、外侧刀头4；其中，刀头粉料中铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉七种物料的重量份依次为：铁粉5%-10%、铜粉10%-20%、钴粉10%-20%、钨粉1%-10%、镍粉5%-15%、锡粉1%-5%、金刚石粉20%-65%。优选的，刀头粉料中铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉七种物料的重量份依次为：铁粉8%、铜粉10%、钴粉15%、钨粉5%、镍粉15%、锡粉2%、金刚石粉45%；或者，刀头粉料中铁粉、铜粉、钴粉、钨粉、镍粉、锡粉、金刚石粉七种物料的重量份依次为：铁粉5%、铜粉15%、钴粉10%、钨粉10%、镍粉5%、锡粉5%、金刚石粉50%；

c、将内侧刀头3、外侧刀头4分别安装于刀头安装凸缘2：于各刀头安装部22的内表面分别放置内侧刀头3，于各刀头安装部22的外表面分别放置外侧刀头4，各内侧刀头3、外侧刀头4的下表面分别搭放定位于金属管体1的上表面；其中，各内侧刀头3与相应的刀头安装部22之间分别插入有银片，各外侧刀头4与相应的刀头安装部22外表面之间分别插入有银片，位于同一刀头安装部22的内侧刀头3、外侧刀头4通过夹子夹紧固定于相应的刀头安装部22；其中，各内侧刀头3的焊接面、各外侧刀头4的焊接面以及各刀头安装部22的内表面、外表面分别涂刷有银焊剂；

d、焊接：将夹紧固定有内侧刀头3、外侧刀头4的金属管体1移送至焊机进行焊接加工，内侧刀头3、外侧刀头4分别焊接固定于相应的刀头安装部22。

如图1所示，各内侧刀头3的上端部、各外侧刀头4的上端部分别凸出于刀头安装凸缘2的上表面；还有就是，安装于同一刀头安装部22的内侧刀头3、外侧刀头4错开布置。

对于本发明的内侧刀头3、外侧刀头4而言，两者分别为呈规则形状的圆弧形状，在通过粉末冶金成型加工内侧刀头3、外侧刀头4时，内侧刀头3、外侧刀头4所采用的成型模具结构比较简单，这样可以降低制备内侧刀头3、外侧刀头4的费用，以提高性价比。

对于各刀头安装部22而言，一内侧刀头3焊接于刀头安装部22的内表面，一外侧刀头4焊接于刀头安装部22的外表面，即外侧刀头4、刀头安装部22、内侧刀头3从内至外依次层叠并组成三明治结构，且该结构能够保证内侧刀头3、外侧刀头4具有较大的焊接面积，以提高内侧刀头3、外侧刀头4的焊接稳定性，进而可以有效地提高内侧刀头3、外侧刀头4的切割作用力，以使得本发明能够适用于高硬度地质的开挖。

需强调的是，位于刀头安装凸缘2内侧的所有内侧刀头3可组成内刀头组，位于刀头安装凸缘2外侧的所有外侧刀头4可组成外刀头组，在进行地质开挖时，上述内刀头组、外刀头组对地质进行分层切割，该分层切割能够有效地适用于高硬度地质的开挖，适用范围广。

由于各凸缘通槽21分别与相应位置的内侧间隙5、外侧间隙6连通，在通过上述内刀头组、外刀头组对地质进行分层切割时，由内侧间隙5、凸缘通槽21、外侧间隙6所组成的通道结构有利于泥土排料，进而可以有效地减小切割时的摩擦力。

综合上述情况可知，通过上述设计，本发明具有结构设计新颖、制备加工方便且性价比高、适用范围广的优点。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。