CN102704852A - 铰接型内心可开闭式钻头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铰接型内心可开闭式钻头。本发明所包括设置有切削翼的钻头体，中心活动翼片，切削翼上设置有第一切削齿、保径合金、反向切削齿；所述的钻头体顶部的两侧均设置有凹槽，中心活动翼片的一端通过固定销轴与钻头体一侧的凹槽连接，另一侧通过弹簧定位销与钻头体另一侧的凹槽连接。本发明的中心可开启，满足从钻杆内下筛管或仪器的工艺要求，本钻头底部装有可开启式活动翼板，在钻井过程中采用全面钻进，有效破碎岩石，钻孔完成后未提钻之前，钻具成为钻孔的保护壁，有效的防止了塌孔现象，从而可以顺利将筛管插入孔内，当筛管下入孔底后提钻，活动翼板可以在筛管的顶压下打开，顺利提钻，有效的提高了瓦斯抽放效果。

Description

铰接型内心可开闭式钻头

技术领域

本发明涉及一种铰接型内心可开闭式钻头，用于通过钻杆中心不提钻下套管或仪器的特殊钻进工艺施工中，特别适用于松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工进行钻杆中心下筛管工艺。 

背景技术

松软突出煤层钻进难、成孔难一直是制约其瓦斯高效抽采的主要技术难题，近年来，随着钻探设备及工艺的不断提升，松软突出煤层的钻孔深度和钻进效率有的一定程度的提高，但是由于煤层松软、透气性差、且瓦斯压力大，钻孔成孔后易发生孔内塌孔，导致瓦斯抽采钻孔失效。为了防止成孔后，钻孔的孔壁坍塌，影响后期的瓦斯抽采效果，进行了采用成孔后通过钻杆中心下筛管进行瓦斯抽采的试验，并取得了很好的效果。但既能进行正常的全面钻进，并能保证成孔后向孔内下筛管的钻头的研制成了该技术推广的一大难题。在常规钻孔施工中钻头一般都采用全面型结构，无法直接通过钻杆中心通孔向易坍塌的钻孔内输送筛管或仪器，要下套管或仪器必须提钻后再能继续进行，比较费事费力，而容易因孔内局部坍塌导致套管或仪器下不到位；而在发明专利“钻探用内芯可脱式钻头”（ZL:200820028443.1）中解决了不提钻通过钻杆中心通孔下管的问题，该钻头可实现钻进成孔后，通过钻杆中心下入筛管，以保持钻孔瓦斯抽采的通道畅通，但是涉及钻头的内芯是可脱式的，下管后会将内芯遗留在孔内，因该内芯属于钢质材料，且其上部焊接有硬质合金，遗留在孔内会对后期采煤带来安全隐患；且内芯不能重复利用，增加了钻孔施工成本。 

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种可以使瓦斯抽采筛管能通过钻杆顺利下入孔底，以解决软煤松软突出煤层钻进难、成孔难，导致的瓦斯抽放效率低的技术难题的铰接型内心可开闭式钻头。 

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案： 

一种铰接型内心可开闭式钻头，其特殊之处在于：包括设置有切削翼的钻头体，中心活动翼片，切削翼上设置有第一切削齿、保径合金、反向切削齿；所述的钻头体顶部的两侧均设置有凹槽，中心活动翼片的一端通过固定销轴与钻头体一侧的凹槽连接，另一侧通过弹簧定位销与钻头体另一侧的凹槽连接。

上述的中心活动翼片的上端呈三角形，两边分别设置有第二切削齿，中心活动翼片下部的两端分别设置有销孔。 

上述的中心活动翼片的两侧设置有切削齿槽。 

上述的钻头体上设置切削翼的数量大于等于三。 

上述的钻头体上的每个切削翼设置有卡位槽，保径合金、反向切削齿设置在卡位槽内。 

上述的凹槽设置在钻头体顶部的中心线上。 

与现有技术相比，本发明的有益效果： 

1、本发明的中心可开启，满足从钻杆内下筛管或仪器的工艺要求，本钻头底部装有可开启式活动翼板，在钻井过程中采用全面钻进，有效破碎岩石，钻孔完成后未提钻之前，钻具成为钻孔的保护壁，有效的防止了塌孔现象，从而可以顺利将筛管插入孔内，当筛管下入孔底后提钻，活动翼板可以在筛管的顶压下打开，顺利提钻，有效的提高了瓦斯抽放效果。

2、翼片不残留，无安全隐患，节约成本，本钻头可开启式活动翼片开启后不会遗留在孔内，给后期采煤带来安全隐患，同时中心活动翼片可重复使用，减少了钻头消耗。 

3、采用弹簧销锁紧结构，简单可靠，钻头体冠部上加工有凹槽，凹槽上加工有沉孔，可与弹簧销配合锁紧中心翼板，钻头体与中心活动翼片一端采用轴销连接，翼板可绕销轴转动，另一端采用弹簧销锁紧，在顶压作用下可以打开。 

4、碎岩效率高，钻头体刀翼和中心活动翼片上均镶焊有复合片或硬质合金切削齿，更有效的进行碎岩作业。 

5、提钻时可倒钻，钻头体上镶焊有反向切削齿，可在提钻时用于倒钻，降低了埋钻的事故率。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是图1的底视图；

图3是本发明的钻头体底视图；

图4是图3的剖视图；

图5是本发明的中心活动翼片图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 

参见图1-5，本发明包括设置有切削翼的钻头体1，中心活动翼片2，切削翼上设置有第一切削齿3、保径合金5、反向切削齿6；所述的钻头体1顶部的两侧均设置有凹槽9，中心活动翼片2的一端通过固定销轴7与钻头体1一侧的凹槽9连接，另一侧通过弹簧定位销8与钻头体1另一侧的凹槽9连接实现与钻头体上凹槽的定位配合，在钻头体中心轴向外力作用下，可使中心活动翼片2绕固定轴销7转动，向外打开，在钻头中心形成中空结构。 

上述的中心活动翼片2的上端呈三角形，两边分别设置有第二切削齿4，中心活动翼片2下部的两端分别设置有销孔14。 

上述的中心活动翼片2的两侧设置有切削齿槽13。 

上述的钻头体1上设置三个或三个以上的切削翼。 

上述的钻头体1上的每个切削翼设置有卡位槽10，保径合金5、反向切削齿6设置在卡位槽10内。 

上述的凹槽9设置在钻头体1顶部的中心线上。 

实施例，下面以四翼为例进行详细说明： 

切削翼的形状可按钻进要求加工成不同的形式。

钻头体1采用机械加工而成，具体加工工艺：首先优选合金钢或碳钢材料，采用机械加工工艺加工出钻头体毛坯，然后按照图纸要求铣出切削齿焊接面12并在底唇面上上铣出安装中心活动翼片2的定位槽9，从钻头体1侧向槽内打孔作为轴销的固定孔和弹簧销的定位孔。 

上述的中心活动翼片2采用线切割工艺加工而成，具体加工工艺：用线切割工艺将选定的钢材加工成需要的形状，按照图纸要求在刀翼面上铣出切削齿定位槽（焊接面），并在中心位置打孔。 

上述的第一切削齿3、第二切削齿4采用优质金刚石复合片或硬质合金，上述的反向切削齿6和保径合金5采用YG8优质硬质合金，采用火焰钎焊工艺或其它焊接工艺实现与钻头体1的焊接。 

上述的第一切削齿3、第二切削齿4、保径合金5以及反向切削齿6和钻头体1、中心活动翼片2之间的连接采用火焰钎焊工艺，具体操作过程：将加工好的钻头体进行除油、喷砂，并将焊接面锉毛，将复合片焊接面喷砂、锉毛，合金清洗后放入钻头体的指定位置，将钻头体加热到指定温度，在焊接面均匀涂上焊剂和焊料，待焊料充分浸润后放入保温炉保温。 

上述的弹簧销10有两种结构：一种为中间为弹簧，两端为小球；另一种为一侧为弹簧，另一侧为小球,弹簧销10采用螺纹方式或者表面防滑处理固定在中心活动翼片2上的孔中。 

上述的中心活动翼片2与钻头体1采用铰接方式，将轴销一侧放入钻头体1唇面一侧的凹槽中，将固定销轴7从钻头侧面的孔穿过中心活动翼片2，用电焊将出露的固定销轴7侧焊接到钻头体1上，清理焊渣后打磨。 

当钻孔完成后，需要向孔底下筛管或仪器时，从钻杆内向钻头中心活动翼片2施加一定推力，可以实现钻头中心活动翼片2的弹簧销定位处打开绕轴销旋转，使钻头中空，下管完成后可提钻，既满足了向孔内下管的需求又防止了塌孔事故的发生。 

Claims (6)

1.一种铰接型内心可开闭式钻头，其特征在于：包括设置有切削翼的钻头体（1），中心活动翼片（2），切削翼上设置有第一切削齿（3）、保径合金（5）、反向切削齿（6）；所述的钻头体（1）顶部的两侧均设置有凹槽（9），中心活动翼片（2）的一端通过固定销轴（7）与钻头体（1）一侧的凹槽（9）连接，另一侧通过弹簧定位销（8）与钻头体（1）另一侧的凹槽（9）连接。

2.根据权利要求1所述的铰接型内心可开闭式钻头，其特征在于：所述的中心活动翼片（2）的上端呈三角形，两边分别设置有第二切削齿（4），中心活动翼片（2）下部的两端分别设置有销孔（14）。

3.根据权利要求1或2所述的铰接型内心可开闭式钻头，其特征在于：所述的中心活动翼片（2）的两侧设置有切削齿槽（13）。

4.根据权利要求3所述的铰接型内心可开闭式钻头，其特征在于：所述的钻头体（1）上设置切削翼的数量大于等于三。

5.根据权利要求4所述的铰接型内心可开闭式钻头，其特征在于：所述的钻头体（1）上的每个切削翼设置有卡位槽（10），保径合金（5）、反向切削齿（6）设置在卡位槽（10）内。

6.根据权利要求5所述的铰接型内心可开闭式钻头，其特征在于：所述的凹槽（9）设置在钻头体（1）顶部的中心线上。

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