CN109488221A - 硬岩钻杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬岩钻杆，包括钻头以及杆体，杆体的另一端设有回推机构；钻头包括刀杆以及两个切削刃，两个切削刃之间设有与刀杆同轴的破岩装置，破岩装置包括破岩杆以及固定机构，破岩杆的前端呈棱锥形，破岩杆的外圆柱面上设有以圆柱螺旋状沿其轴向上升的螺旋凹槽，破岩杆的外圆柱面上设有平行于其轴向的多条涡流槽，在破岩杆上靠近其后端设有轴肩，刀杆上设有与破岩杆后端配合的固定孔，破岩杆的后端插入到固定孔并通过轴肩和紧固螺栓与刀杆进行固定。该硬岩钻杆在钻孔时，破岩杆的前端会击打硬岩，硬岩会产生破碎或者裂纹，螺旋凹槽便于排斥碎屑，破岩装置为后续钻孔降低钻进难度，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明设有钻杆技术领域，尤其是一种用于凿硬岩的钻杆。
背景技术
凿岩作业时，钻头绕立轴旋转，同时作轴向移动。坚硬的岩石在钻头的扭矩和轴向力作用下被切削，在工作叶片的挤压和离心力作用下被破坏并捣松碎，形成土流压向坑壁，同时沿页面升运到钻孔外。不同硬度的岩石凿岩钻孔时候所使用的钻头样式是不同的。对于硬度较小的软岩大是采用旋转式钻头，对于硬度较大的硬岩大多是采用冲击式钻头。由于完整的硬岩的钻孔难度较高，现在的钻杆在对硬岩时，在不对硬岩的完整进行一定的破坏，钻孔的效率将难以提高。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够先行破坏硬岩，使其产生裂纹以达到提高钻孔效率的硬岩钻杆。
为达到上述目的，采用以下技术方案。
一种硬岩钻杆，包括钻头以及中空的杆体，所述钻头固定在杆体的一端，所述杆体的另一端设有回推机构；所述钻头包括刀杆以及刀杆顶端的两个切削刃，刀杆上设有排屑槽，排屑槽从两个切削刃延伸至刀杆的底端，两个切削刃关于刀杆的轴心点对称设置；所述两个切削刃之间设有与所述刀杆同轴的破岩装置，所述破岩装置包括破岩杆以及固定机构，破岩杆的前端呈棱锥形，破岩杆的外圆柱面上设有以圆柱螺旋状沿其轴向上升的螺旋凹槽，所述破岩杆的外圆柱面上设有平行于其轴向的多条涡流槽，所述涡流槽横截面轮廓为具有共同端点的两条线段，两条线段之间的夹角为90°，在破岩杆上靠近其后端设有轴肩，所述刀杆上设有与破岩杆后端配合的固定孔，所述破岩杆的后端插入到固定孔并通过轴肩和紧固螺栓与刀杆进行固定。
所述回推机构包括回推油缸和固定支架，所述回推油缸包括活塞杆和活塞缸，所述杆体的后端外侧设有套环，所述套环与活塞杆固定连接，所述杆体的后端设有台阶轴，所述回推油缸通过套环推动台阶轴回退，所述固定支架固定在驱动该硬岩钻杆旋转的驱动装置上。钻孔过程中如果发生卡钻现象，回推油缸后推，杆体从钻孔中推出。
为了增加破岩杆的对撞击的承受能力，所述破岩杆的的直径由后端向前端逐渐缩小。
所述刀杆上设有沉头孔，所述沉头孔与固定孔同轴，所述破岩杆的轴肩与沉头孔的端面平齐。
所述固定孔和沉头孔均为内六角孔。
所述杆体的前端设有外螺纹，所述刀杆的后端设有内螺纹，所述杆体与刀杆通过内螺纹和外螺纹进行丝扣配合，所述杆体包括连接套、前杆部和后杆部，前杆部的后端和后杆部的前端均设有外螺纹，所述连接套两端均设有内螺纹，所述前杆部和后杆部通过连接套进行连接，从所述活塞的通孔中穿过的为后杆部。
所述涡流槽设有两个、三个或四个，涡流槽彼此之间的间距相同。
所述涡流槽与破岩杆外圆柱面通过圆角进行过渡。
所述螺栓凹槽的截面形状为矩形、三角形。
该硬岩钻杆在钻孔时，破岩装置会先一步抵达钻头的前端；钻进过程中，破岩杆的前端会击打硬岩，硬岩会产生破碎或者裂纹，螺旋凹槽便于排斥碎屑，涡流槽则具有使钻杆高速旋转中，在涡流槽处形成涡流通道，一方面形成的涡流具有松透岩层的作用，另一方面形成的涡流通道能有利于岩渣向孔外排出。破岩装置为后续钻孔降低钻进难度，提高了工作效率。当钻孔过程中发生卡钻现象时，回推机构将钻杆向反向退回，调整角度后，在进行正向钻孔。该钻杆降低钻孔难度、提高了钻孔的工作效率。
附图说明
图1实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。本说明书所附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，一种硬岩钻杆，包括钻头1以及中空的杆体2，所述钻头1固定在杆体2的一端，所述杆体2的另一端设有回推机构3；所述钻头1包括刀杆11以及刀杆11顶端的两个切削刃12，刀杆11上设有排屑槽15，排屑槽15从两个切削刃12延伸至刀杆11的底端，两个切削刃12关于刀杆11的轴心点对称设置；所述两个切削刃12之间设有与所述刀杆11同轴的破岩装置，所述破岩装置包括破岩杆4以及紧固螺栓44，破岩杆4的前端呈棱锥形，破岩杆4的外圆柱面上设有以圆柱螺旋状沿其轴向上升的螺旋凹槽41，所述破岩杆4的外圆柱面上设有平行于其轴向的多条涡流槽42，所述涡流槽42横截面轮廓为具有共同端点的两条线段，两条线段之间的夹角为90°，在破岩杆4上靠近其后端设有轴肩43，所述刀杆11上设有与破岩杆4后端配合的固定孔13，所述破岩杆4的后端插入到固定孔13并通过轴肩43和紧固螺栓44与刀杆11进行固定。
所述回推机构3包括回推油缸和固定支架34，所述回推油缸包括活塞杆32和活塞缸31，所述杆体2的后端外侧设有套环33，所述套环33与活塞杆32固定连接，所述杆体2的后端设有台阶轴23，所述回推油缸通过套环33推动台阶轴23回退，所述固定支架34固定在驱动该硬岩钻杆旋转的驱动装置上。钻孔过程中如果发生卡钻现象，回推油缸后推，杆体2从钻孔中推出。
所述破岩杆4的的直径由后端向前端逐渐缩小。
所述刀杆11上设有沉头孔14，所述沉头孔14与固定孔13同轴，所述破岩杆4的轴肩43与沉头孔14的端面平齐。
所述固定孔13和沉头孔14均为内六角孔。
所述杆体2的前端设有外螺纹，所述刀杆11的后端设有内螺纹，所述杆体2与刀杆11通过内螺纹和外螺纹进行丝扣配合，所述杆体2包括连接套5、前杆部21和后杆部22，前杆部21的后端和后杆部22的前端均设有外螺纹，所述连接套5两端均设有内螺纹，所述前杆部21和后杆部22通过连接套5进行连接，从所述活塞的通孔中穿过的为后杆部22。
所述涡流槽42设有两个、三个或四个，涡流槽42彼此之间的间距相同。
所述涡流槽42与破岩杆4外圆柱面通过圆角进行过渡。
所述螺栓凹槽的截面形状为矩形、三角形。
实际装配时，先将破岩杆4从刀杆11的前端插入固定孔13中，从刀杆11的后端拧入固定螺栓，破岩杆4定位固定完毕，将杆体2前端与钻头1的刀杆11螺纹配合；通过连接套5将杆体2的前杆部21和后杆部22进行连接，需要加工深孔时，可以将多个前杆部21通过连接套5进行连接，最后在连接后杆部22，回推机构3的固定支架34固定在驱动该硬岩钻杆的电机或凿岩机的主题结构上。
该硬岩钻杆在钻孔时，破岩装置会先一步抵达钻头1的前端；钻进过程中，破岩杆4的前端会击打硬岩，硬岩会产生破碎或者裂纹，螺旋凹槽41便于排斥碎屑，涡流槽42则具有使钻杆高速旋转中，在涡流槽42处形成涡流通道，一方面形成的涡流具有松透岩层的作用，另一方面形成的涡流通道能有利于岩渣向孔外排出。破岩装置为后续钻孔降低钻进难度，提高了工作效率。当钻孔过程中发生卡钻现象时，回推机构3将钻杆向反向退回，调整角度后，在进行正向钻孔。该钻杆降低钻孔难度、提高了钻孔的工作效率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.硬岩钻杆，包括钻头以及中空的杆体，所述钻头固定在杆体的一端，所述杆体的另一端设有回推机构；所述钻头包括刀杆以及刀杆顶端的两个切削刃，刀杆上设有排屑槽，排屑槽从两个切削刃延伸至刀杆的底端，两个切削刃关于刀杆的轴心点对称设置；其特征在于：所述两个切削刃之间设有与所述刀杆同轴的破岩装置，所述破岩装置包括破岩杆以及固定机构，破岩杆的前端呈棱锥形，破岩杆的外圆柱面上设有以圆柱螺旋状沿其轴向上升的螺旋凹槽，所述破岩杆的外圆柱面上设有平行于其轴向的多条涡流槽，所述涡流槽横截面轮廓为具有共同端点的两条线段，两条线段之间的夹角为90°，在破岩杆上靠近其后端设有轴肩，所述刀杆上设有与破岩杆后端配合的固定孔，所述破岩杆的后端插入到固定孔并通过轴肩和紧固螺栓与刀杆进行固定。
2.根据权利要求1所述硬岩钻杆，其特征在于：所述回推机构包括回推油缸和固定支架，所述回推油缸包括活塞杆和活塞缸，所述杆体的后端外侧设有套环，所述套环与活塞杆固定连接，所述杆体的后端设有台阶轴，所述回推油缸通过套环推动台阶轴回退，所述固定支架固定在驱动该硬岩钻杆旋转的驱动装置上。
3.根据权利要求1所述硬岩钻杆，其特征在于：所述破岩杆的的直径由后端向前端逐渐缩小。
4.根据权利要求1至3任一所述硬岩钻杆，其特征在于：所述刀杆上设有沉头孔，所述沉头孔与固定孔同轴，所述破岩杆的轴肩与沉头孔的端面平齐。
5.根据权利要求4所述硬岩钻杆，其特征在于：所述固定孔和沉头孔均为内六角孔。
6.根据权利要求2所述硬岩钻杆，其特征在于：所述杆体的前端设有外螺纹，所述刀杆的后端设有内螺纹，所述杆体与刀杆通过内螺纹和外螺纹进行丝扣配合，所述杆体包括连接套、前杆部和后杆部，前杆部的后端和后杆部的前端均设有外螺纹，所述连接套两端均设有内螺纹，所述前杆部和后杆部通过连接套进行连接，从所述活塞的通孔中穿过的为后杆部。
7.根据权利要求1所述硬岩钻杆，其特征在于：所述涡流槽设有两个、三个或四个，涡流槽彼此之间的间距相同。
8.根据权利要求7所述硬岩钻杆，其特征在于：所述涡流槽与破岩杆外圆柱面通过圆角进行过渡。
9.根据权利要求8所述硬岩钻杆，其特征在于：所述螺栓凹槽的截面形状为矩形、三角形。
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