CN103821455B - 一种可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，其特征在于，包括钻头中心轴和两个或两个以上具有倾向侧边的翼板，翼板沿钻头中心轴的轴线直立安装在钻头中心轴的侧立面上，倾向侧边自上而下逐渐靠近钻头中心轴，并且倾向侧边与钻头中心轴的距离大于零，在倾向侧边上安装有破岩滚刀。本发明适用于有导井条件下钻进竖井井筒，并且可纠正导井偏斜；采用中心刀和正刀布置方式，用于破碎反井钻机导井岩石变形造成导井直径变化部分岩石，还具有纠正部分导井偏斜，以满足工程应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿井钻头，特别涉及一种可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构。
背景技术
在现有技术中，使用钻机在有导井条件下钻进竖井井筒存在如下技术缺陷：
1、钻进过程中产生渣土是通过吊桶盛装，然后使用升降设备将吊桶沿已经钻好的井筒运送到地面；这种运送渣土的方式工作效率低下、人工成本高，并且还会直接影响井筒钻进的施工进度。
2、在导井发生偏斜的情况下，钻机仍旧沿导井钻进，无法对纠正导井偏斜，这就会使得钻得的井筒随着导井发生偏斜。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种适用于有导井条件下钻进竖井井筒，并且可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构。
本发明的技术方案是这样实现的：一种可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，包括钻头中心轴和两个或两个以上具有倾向侧边的翼板，翼板沿钻头中心轴的轴线直立安装在钻头中心轴的侧立面上，倾向侧边自上而下逐渐靠近钻头中心轴，并且倾向侧边与钻头中心轴的距离大于零，在倾向侧边上安装有破岩滚刀。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，翼板沿钻头中心轴的圆周方向均匀分布。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，翼板为六个，沿钻头中心轴的圆周方向上：相邻翼板之间的夹角为60度。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，钻头中心轴的下端头部固定安装有超前钻头，超前钻头包括倒立圆台和破岩滚刀，倒立圆台的上底面面积大于倒立圆台的下底面面积，倒立圆台的上底面与钻头中心轴的下端头部固定连接或一体成型，安装在倒立圆台的下底面上的破岩滚刀为中心刀，安装在倒立圆台的侧面上的破岩滚刀为正刀。由于设置了超前钻头，一方面可以有效地防止在导井发生偏斜的情况下，钻出的井筒随着导井的偏斜而发生偏斜；另一方面可以对上方落下的岩石(翼板上的破岩滚刀在钻进过程中对岩石破碎过程中产生的)进行二次破碎，重复破碎率高，避免大块岩石堵塞导井而使钻井过程中产生的渣土不能沿导井下落到底部巷道内的渣土运输车上。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，倒立圆台的上底面直径与钻头中心轴的下端头部直径相等；使得钻进过程中产生的渣土能够顺利地沿相邻翼板之间的空间下落到导井井口，进而被超前钻头二次破碎后沿导井顺利下落到底部巷道内的渣土运输车上。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，倾向侧边的上端安装的两个破岩滚刀为边刀，两个边刀沿倾向侧边的宽度方向排列；自边刀向下沿倾向侧边的长度方向安装的破岩滚刀为正刀，正刀沿倾向侧边的长度方向自上而下一字排开。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，安装在任意一个翼板的倾向侧边上的正刀与安装在倒立圆台的侧面上且临近这个翼板的正刀在一条直线上而形成一个正刀组；并且相邻正刀组的正刀在钻头中心轴周向相间分布，这样对周围岩石进行全方位破碎，不留死角，并且使得井筒内壁比较平滑，不会在井筒内壁上形成环形凹槽。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，边刀与倾向侧边可拆卸连接。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，钻头中心轴与倾向侧边的夹角为45度，更加有利于钻井过程中产生的渣土下落而沿导井落到底部巷道内的渣土运输车上。
上述可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，翼板之间设置有检修梯；钻头中心轴的上端顶部固定安装有法兰盘，竖井掘进机旋转系统与法兰盘驱动连接。
本发明的有益效果是：(1)适用于有导井条件下钻进竖井井筒，并且可纠正导井偏斜。(2)钻头设超前钻头部分，采用中心刀和正刀布置方式，用于破碎反井钻机导井岩石变形造成导井直径变化部分岩石，还具有纠正部分导井偏斜，以满足工程应用。(3)重复破碎率高，钻进过程中产生的岩石碎块较小。(4)钻井过程中产生的渣土及岩石碎块能够靠自重顺利地沿导井下落到底部巷道内的运输车上，避免使用升降设备沿已经钻好的井筒向上运送到地面，不但节约人工成本，并且工作效率大大高，加速井筒钻进的施工进度。
附图说明
图1为本发明可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构的主视结构示意图。
图2为图1所示本发明可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构的俯视结构示意图。
图3为图1所示本发明可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构的仰视结构示意图。
图中：1-钻头中心轴，2-翼板，3-倾向侧边，4-边刀，5-正刀，6-倒立圆台，7-中心刀，8-法兰盘，A为45度角。
具体实施方式
如图1至图3所示，本实施例一种可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，包括钻头中心轴1和两个或两个以上具有倾向侧边3的翼板2，翼板2沿钻头中心轴1的轴线直立安装在钻头中心轴1的侧立面上，倾向侧边3自上而下逐渐靠近钻头中心轴1，并且倾向侧边3与钻头中心轴1的距离大于零，在倾向侧边3上安装有破岩滚刀；倾向侧边3的上端安装的两个破岩滚刀为边刀4，两个边刀4沿倾向侧边3的宽度方向排列；自边刀4向下沿倾向侧边3的长度方向安装的破岩滚刀为正刀5，正刀5沿倾向侧边3的长度方向自上而下一字排开。在本实施例中，翼板2为六个并且翼板2沿钻头中心轴1的圆周方向均匀分布；即：沿钻头中心轴1的圆周方向上，相邻翼板2之间的夹角为60度。
为了防止在导井发生偏斜的情况下，钻出的井筒随着导井的偏斜而发生偏斜，在本实施例钻头中心轴1的下端头部固定安装有超前钻头。超前钻头包括倒立圆台6和破岩滚刀，倒立圆台6的上底面面积大于倒立圆台6的下底面面积，倒立圆台6的上底面与钻头中心轴1的下端头部固定连接或一体成型，安装在倒立圆台6的下底面上的破岩滚刀为中心刀7，安装在倒立圆台6的侧面上的破岩滚刀为正刀5；安装在任意一个翼板2的倾向侧边3上的正刀5与安装在倒立圆台6的侧面上且临近这个翼板2的正刀5在一条直线上而形成一个正刀5组；并且相邻正刀5组的正刀5在钻头中心轴1周向相间分布，这样对周围岩石进行全方位破碎，不留死角，并且使得井筒内壁比较平滑，不会在井筒内壁上形成环形凹槽。
由于在本实施例中设置了超前钻头，一方面可以有效地防止在导井发生偏斜的情况下，钻出的井筒随着导井的偏斜而发生偏斜；另一方面可以对上方落下的岩石(翼板2上的破岩滚刀在钻进过程中对岩石破碎过程中产生的)进行二次破碎，重复破碎率高，避免大块岩石堵塞导井而使钻井过程中产生的渣土不能沿导井下落到底部巷道内的渣土运输车上。
为了使得钻进过程中产生的渣土能够顺利地沿相邻翼板2之间的空间下落到导井井口，在本实施例中倒立圆台6的上底面直径与钻头中心轴1的下端头部直径相等；钻头中心轴1与倾向侧边3的夹角为45度，这样更加有利于钻井过程中产生的渣土下落而沿导井落到底部巷道内的渣土运输车上。另外，边刀4与倾向侧边3可拆卸连接，以便钻进完成进行设备拆除时，减少直径，使钻头能够顺利沿竖井运出。
此外，在本实施例中的翼板2之间设置有检修梯，用于钻头维修和破岩滚刀更换；钻头中心轴1的上端顶部固定安装有法兰盘8，竖井掘进机旋转系统与法兰盘驱动连接，以便提供给钻头破碎岩石的钻压和扭矩。
在本实施例中，采用的中心刀7和正刀5布置方式，用于破碎反井钻机导井岩石变形造成导井直径变化部分岩石，还具有纠正部分导井偏斜，以满足工程应用。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，其特征在于，包括钻头中心轴和两个或两个以上具有倾向侧边的翼板，翼板沿钻头中心轴的轴线直立安装在钻头中心轴的侧立面上，倾向侧边自上而下逐渐靠近钻头中心轴，并且倾向侧边与钻头中心轴的距离大于零，在倾向侧边上安装有破岩滚刀；翼板为六个，沿钻头中心轴的圆周方向上：相邻翼板之间的夹角为60度；钻头中心轴的下端头部固定安装有超前钻头，超前钻头包括倒立圆台和破岩滚刀，倒立圆台的上底面面积大于倒立圆台的下底面面积，倒立圆台的上底面与钻头中心轴的下端头部固定连接或一体成型，安装在倒立圆台的下底面上的破岩滚刀为中心刀，安装在倒立圆台的侧面上的破岩滚刀为正刀；倒立圆台的上底面直径与钻头中心轴的下端头部直径相等。
2.根据权利要求1所述的可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，其特征在于，倾向侧边的上端安装的两个破岩滚刀为边刀，两个边刀沿倾向侧边的宽度方向排列；自边刀向下沿倾向侧边的长度方向安装的破岩滚刀为正刀，正刀沿倾向侧边的长度方向自上而下一字排开。
3.根据权利要求2所述的可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，其特征在于，安装在任意一个翼板的倾向侧边上的正刀与安装在倒立圆台的侧面上且临近这个翼板的正刀在一条直线上而形成一个正刀组；并且相邻正刀组的正刀在钻头中心轴周向相间分布。
4.根据权利要求2所述的可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，其特征在于，边刀与倾向侧边可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，其特征在于，钻头中心轴与倾向侧边的夹角为45度。
6.根据权利要求1所述的可纠正导井偏斜的竖井掘进机钻头结构，其特征在于，翼板之间设置有检修梯；钻头中心轴的上端顶部固定安装有法兰盘，竖井掘进机旋转系统与法兰盘驱动连接。
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