CN102434108A

CN102434108A - 综合碎岩大口径组合钻头

Info

Publication number: CN102434108A
Application number: CN2011104398211A
Authority: CN
Inventors: 肖剑; 李国民; 张小平; 史生军; 辛小钧
Original assignee: MCC COMMUNICATION ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: MCC COMMUNICATION ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明提供了一种综合碎岩大口径组合钻头，包括冲击接头、钻体连接环、钻头基板、冲击钻头、滚刀以及切削齿，其中，所述冲击接头为对称分布的3个，每个冲击接头上均设置有连接冲击器的丝扣；所述冲击接头滑动穿过钻头基板的预置孔，与所述冲击钻头以丝扣连接；所述钻体连接环开有螺纹孔，用于连接组合动力钻具，下部与所述钻头基板用焊接方式连接；所述滚刀镶焊在所述钻头基板的滚压区域；所述切削齿镶嵌在所述冲击钻头上。与大直径组合油压碎石器或多头组合潜孔锤配套应用，可以满足卵砾石、软硬互层、硬岩地层的大口径钻孔，可提高钻进效率，降低钻进成本。

Description

综合碎岩大口径组合钻头

技术领域

本发明涉及大口径钻具施工技术领域，更为具体地，涉及一种综合碎岩大口径组合钻头。

背景技术

大口径卵砾石、基岩环境中的钻孔施工，由于施工钻孔直径大、施工环境地层复杂，单一的钻头碎岩方式对地层的适应性差，因此，这种施工往往钻进速度慢，不能满足工程整体施工效率的需要。为了应对这种大口径施工环境的钻孔施工需求，虽然出现了多头潜孔锤组合钻具，充分利用了冲击动载破碎硬岩效率高的特点，但在遇到软硬互层，卵砾石地层等，单一的冲击碎岩也不能取得最佳的破岩效果，从而影响施工效率、增大施工成本。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种综合碎岩大口径组合钻头，该钻头最大的特点是将冲击碎岩、滚压碎岩、回转碎岩和疲劳碎岩机理等有机结合起来，形成综合碎岩的特点，可提高碎岩效率，增加组合潜孔锤对地层的适应性。

本发明提供的综合碎岩大口径组合钻头，包括冲击接头、钻体连接环、钻头基板、冲击钻头、滚刀以及切削齿，其中，

所述冲击接头为对称分布的3个，每个冲击接头上均设置有连接冲击器的丝扣；所述冲击接头滑动穿过钻头基板的预置孔，与所述冲击钻头以丝扣连接；

所述钻体连接环开有螺纹孔，用于连接组合动力钻具，下部与所述钻头基板用焊接方式连接；

所述滚刀镶焊在所述钻头基板的滚压区域；

所述切削齿镶嵌在所述冲击钻头上。

其中，优选的结构是，在所述钻体连接环与所述钻头基板焊接处的内侧焊有加强筋板。

其中，优选的结构是，在所述钻头基板的中心开设有吸渣口。

其中，优选的结构是，在所述钻头基板的周边均匀开设有水槽。

其中，优选的结构是，所述滚刀的布点遵循钻头的布齿原则，在径向有重叠部分。

利用上述根据本发明的综合碎岩大口径组合钻头，与大直径组合油压碎石器或多头组合潜孔锤配套应用，可以满足卵砾石、软硬互层、硬岩地层的大口径钻孔，可提高钻进效率，降低钻进成本。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明的综合碎岩大孔径组合钻头的俯视图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为根据本发明的综合碎岩大孔径组合钻头的横向剖视图。

图中：1-冲击接头 2-钻体连接环 3-钻头基板

4-冲击钻头 5-滚刀 6-切削齿

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1、图2和图3分别从不同角度示出了根据本发明的综合碎岩大孔径组合钻头的结构。

如图1、图2和图3所示，本发明提供的综合碎岩大孔径组合钻头包括冲击接头1、钻体连接环2、钻头基板3、冲击钻头4、滚刀5以及切削齿6。

其中，冲击接头1为对称分布的3个，每个冲击接头1上均设置有丝扣，用于连接冲击器。冲击接头1滑动穿过钻头基板3的预置孔，与冲击钻头4以丝扣连接。接头滑动穿过钻头基板，轴向可传递冲击力，横向传递扭矩。

钻体连接环2开有螺纹孔，用于连接组合动力钻具，下部用焊接方式连接钻头基板3，在钻体连接环2与钻头基板3焊接处的内侧焊有加强筋板，用于强化钻体连接环2和钻头基板3的连接。

滚刀5镶焊在钻头基板3的滚压区域，滚刀5的布点遵循钻头的布齿原则，在径向有重叠部分。切削齿6镶嵌在冲击钻头4上。

钻头基板3的中心开设有吸渣口，用于吸除钻孔作业中的钻渣；并且钻头基板3周边均匀开设有水槽。

本发明提供的综合碎岩大孔径组合钻头的具体作用机理如下：

钻头通过冲击接头1传递冲击力给冲击钻头4，实现冲击碎岩；整个钻头回转时，冲击钻头4上的切削齿6同时具有回转剪切的破岩的作用；滚刀5在随着钻头旋转的过程中既做自传又做公转，实现持续的冲击、滚压、剪切作用；冲击器连续不断的冲击和滚刀5的滚动，对岩石具有疲劳破碎的作用，使整个钻头的碎岩机理具有综合碎岩的作用，特别适合在坚硬地层、卵砾石地层钻进大直径钻孔。

以上结合附图对本发明的综合碎岩大孔径组合钻头进行了说明，可以看出，由于大直径破岩面积大，本发明将组合钻头分区设计，即将钻头底部分为冲击碎岩区，牙轮或盘刀的滚压破碎区，剪切破碎区等，每种破碎要求尽量对称布局并沿径向达到全覆盖。潜孔锤钻头布局在冲击破碎区，实现冲击碎岩，牙轮或滚刀布局在滚压破碎区，硬质合金切削齿或复合体切削具布局在剪切区。这样，在钻头钻进时，冲击器产生的冲击碎岩和疲劳碎岩作用，牙轮或盘刀产生的冲击、碾压、疲劳和剪切碎岩作用，回转产生的剪切碎岩作用，每种碎岩作用叠加产生的综合碎岩效果将大大提高碎岩速度。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的综合碎岩大孔径组合钻头。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的综合碎岩大孔径组合钻头，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种综合碎岩大口径组合钻头，包括冲击接头、钻体连接环、钻头基板、冲击钻头、滚刀以及切削齿，其中，

所述滚刀镶焊在所述钻头基板的滚压区域；

所述切削齿镶嵌在所述冲击钻头上。

2.如权利要求1所述的综合碎岩大口径组合钻头，其中，

在所述钻体连接环与所述钻头基板焊接处的内侧焊有加强筋板。

3.如权利要求1所述的综合碎岩大口径组合钻头，其中，

在所述钻头基板的中心开设有吸渣口。

4.如权利要求1所述的综合碎岩大口径组合钻头，其中，

在所述钻头基板的周边均匀开设有水槽。

5.如权利要求1所述的综合碎岩大口径组合钻头，其中，

所述滚刀的布点遵循钻头的布齿原则，在径向有重叠部分。