241mm新型PDC刮刀钻头的种类与基本原理

钻头的合理设计和选用直接关系到钻机的工作效能和经济效益。根据多年来为用户设计和加工各种刮刀钻头的亲身体会，对刮刀钻头的破岩机理、设计要点以及使用过程中有关注意事项进行了较全面的论述，这对于在水文水井钻探和大口径桩基施工中合理使用刮刀钻头有一定参考价值。

俗话说：“工欲善其事，必先利其器。”这是很有道理的。一台好的钻机，除了钻机本身的各项技术性能能满足要求及合理地配备附属设备外，钻头性能的优劣也是决定钻进速度快慢的一个重要因素。目前在回转钻进中，使用的钻头形式有刮刀钻头、螺旋钻头及牙轮钻头。本次主要对刮刀钻头在设计和应用中的一些问题作一介绍。

1、刮刀钻头的种类及切削地层的基本原理
不同的地层构造使其明显地显示出不同的特点，因而必须使用不同形式的钻头并以不同的破碎方法掘削成孔，对于由砂粘土等构成的非岩石地层，应用锐利的钻刃，并给予适当的压力，使其**过地层的抗压强度后，钻刃部切入地层，与此同时给钻头施加一旋转扭矩，使钻头平行于地层表面运动，从而达到切削地层之目的。刮刀钻头属切削型钻头，它是以切削、刮挤和剪切的方式破碎地层。这种钻头结构简单、制造方便，许多用户都能自己设计制造。适用于松软地层，如泥岩、页岩和泥质胶结的砂岩等地层，可以取得很高的机械钻速和钻头进尺。但是在硬而研磨性高的地层中钻进，刀片难以进齿，钻头磨损快、机械钻速低，有时还会出现憋跳现象，对钻具和设备寿命有一定的影响。刮刀钻头主要有二翼、三翼、四翼、多翼、多阶梯等形式，此外还有翼片可换式、钻头直径可调式等多种结构。
刮刀钻头切削地层是一个复杂的过程，在切削刃把地层从土壤剥离的过程中，土壤受到挤压与剪切，使被切离的土壤发生松散，只要刀具克服了土壤的阻力，加之排开切削的力就可以破土钻进了。

2、刮刀钻头的设计
根据口径的大小，刮刀钻头一般分为前刃和刀翼分离式、一体式两种。大口径桩基施工中多用前刃分离式，而在口径较小的情况下多用一体式。