CN110410012A - 高强凿岩钻器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钻探技术领域,具体涉及高强凿岩钻器。包括基体、连接杆和防护罩,基体的周向方向设置有若干分布均匀的切削刀翼,两相邻切削刀翼之间均设置有旋叶槽,旋叶槽内转动连接有螺旋叶片,连接杆包括内杆和外杆,内杆与外杆转动套接,内杆的一端与基体固定连接,外杆的一端固定连接有主动齿轮,每个螺旋叶片的顶端均固定连接有从动齿轮,基体的顶面设置有齿轮槽,主动齿轮和从动齿轮均位于齿轮槽内,主动齿轮与从动齿轮啮合,基体的底面设置有若干分布均匀的硬质合金柱,两个相邻硬质合金柱之间均设置有若干防堵喷头,防堵喷头与过水通道相通。减轻对钻头基体的磨损,钻头退出钻孔时更加顺畅,带来一定的经济效益。

Description

高强凿岩钻器
技术领域
本发明涉及钻探技术领域,具体涉及高强凿岩钻器。
背景技术
凿岩钻器是目前使用量最大的一种施工钻具,通常由端面呈平面或凸面的裤体、固定在裤体端面的若干合金齿构成,排屑困难是困扰凿岩钻器的一大难题,排屑不畅会造成钻进速度慢,钻头磨损快、使用寿命短等问题,钻器通常包括一个安装有多个坚硬的切割镶嵌件的钻器头部,镶嵌件通常被称为球齿,传统钻器容易受由于例如诸如裂纹、裂缝以及岩石结构和类型的突然变化的岩石结构的异常,导致偏斜和非均匀的孔产生,影响施质量。
如授权公告号为CN205638234U的中国实用新型专利高强凿岩钻器,包括导向体,所述的导向体为中空圆柱体,所述的导向体分上下两部分,导向体上端部分内部设置有内螺纹,下段部分设置有外螺纹,所述的导向体的上端面上设置有硬质合金柱,所述的硬质合金柱两两对称分布,所述的硬质合金柱的一侧设置有金刚石复合片,所述的金刚石复合片倾斜设置在硬质合金柱的一侧,所述的导向体的上端部分的外圆面上设置有硬质合金条,所述的导向体上还设置有排水孔,该凿岩钻器通过设置内外螺纹。
但是在实际使用中会发现,钻孔内壁的岩石碎屑对凿岩钻器钻头基体的磨损十分严重,同时排屑过程中也会对钻头基体产生冲击,钻头退出钻孔时并不顺畅,容易出现钻头卡住甚至钻头断在钻孔内的现象,影响后续的钻进工作,延长工期,进而带来一定的经济损失。
发明内容
针对上述的不足,本发明提供了高强凿岩钻器。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:高强凿岩钻器,包括基体、连接杆、防护罩、内钻杆和外钻杆,所述基体的周向方向设置有若干分布均匀的切削刀翼,两相邻所述切削刀翼之间均设置有旋叶槽,所述旋叶槽内转动连接有螺旋叶片,所述内钻杆与外钻杆转动套接,所述连接杆包括内杆和外杆,所述内杆与外杆转动套接,所述内杆的一端与基体固定连接,且另一端与内钻杆固定连接,所述外杆的一端固定连接有主动齿轮,且另一端与外钻杆固定连接,每个所述螺旋叶片的顶端均固定连接有从动齿轮,所述基体的顶面设置有齿轮槽,所述主动齿轮和从动齿轮均位于齿轮槽内,所述主动齿轮与从动齿轮啮合,所述基体的底面设置有若干分布均匀的硬质合金柱,两个相邻所述硬质合金柱之间均设置有若干防堵喷头,所述防堵喷头与过水通道相通。
作为优化,所述齿轮槽边缘设置有若干分布均匀的限位槽,所述防护罩设置若干与限位槽位置相对应的限位柱,所述限位柱固定连接在限位槽内,所述防护罩正中设置有连接孔,所述外杆位于连接孔内。
作为优化,每个所述切削刀翼上均设置有若干沿切削刀翼长度方向均匀分布的合金刀头,所述切削刀翼的长度方向与连接杆的长度方向的夹角为15°。
作为优化,所述硬质合金柱和合金刀头的前端均固定连接有金刚石复合片。
作为优化,所述基体的底面设置有弧形排水槽,所述弧形排水槽位于两个相邻硬质合金柱之间,弧形排水槽的设计是为了更好地使从防堵喷头中喷出的水排出,进而形成小漩涡,对基体进行清洁。
作为优化,所述防护罩整体呈圆台形且圆台母线与轴线的夹角为45°,使钻头在退出钻孔时减少岩石碎屑对基体的碰撞和磨损,延长高强凿岩钻器的使用寿命。
作为优化,所述防护罩的底部边缘与齿轮槽边缘焊接。
作为优化,所述内钻杆的转速大于外钻杆的转速,能够使螺旋叶片的使用寿命更长,进而更好的排出基体侧面的岩石碎屑。
作为优化,所述内钻杆与外钻杆之间、所述内杆与外杆之间均设置有润滑油。
本发明的有益效果是:本发明提供的高强凿岩钻器,采用基体侧面设置螺旋叶片的方式,来减轻钻孔内壁的岩石碎屑对凿岩钻器钻头基体的磨损,同时内钻杆和外钻杆均能够实现正反转钻头退出钻孔时也更加顺畅,钻头不易卡住,极大地减少了钻头断在钻孔内的可能性,而且能够提升钻孔效率,加快钻孔进程,带来一定的经济效益。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的正面剖视示意图;
图3为本发明的内部结构示意图。
其中,1、基体,2、螺旋叶片,3、切屑刀翼,4、连接杆,5、防护罩,101、硬质合金柱,102、弧形排水槽,103、防堵喷头,104、齿轮槽,105、旋叶槽,106、限位槽,201、从动齿轮,301、合金刀头,401、外杆,402、内杆,403、过水通道,404、主动齿轮,501、限位柱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1—3所示的高强凿岩钻器,包括基体1、连接杆4、防护罩5、内钻杆和外钻杆,所述基体1的周向方向设置有若干分布均匀的切削刀翼,两相邻所述切削刀翼之间均设置有旋叶槽105,所述旋叶槽105内转动连接有螺旋叶片2,所述内钻杆与外钻杆转动套接,所述连接杆4包括内杆402和外杆401,所述内杆402与外杆401转动套接,所述内杆402的一端与基体1固定连接,且另一端与内钻杆固定连接,所述外杆401的一端固定连接有主动齿轮404,且另一端与外钻杆固定连接,每个所述螺旋叶片2的顶端均固定连接有从动齿轮201,所述基体1的顶面设置有齿轮槽104,所述主动齿轮404和从动齿轮201均位于齿轮槽104内,所述主动齿轮404与从动齿轮201啮合,所述基体1的底面设置有若干分布均匀的硬质合金柱101,两个相邻所述硬质合金柱101之间均设置有若干防堵喷头103,所述防堵喷头103与过水通道403相通。
在本实施例中,所述齿轮槽104边缘设置有若干分布均匀的限位槽106,所述防护罩5设置若干与限位槽106位置相对应的限位柱501,所述限位柱501固定连接在限位槽106内,所述防护罩5正中设置有连接孔,所述外杆401位于连接孔内。
在本实施例中,每个所述切削刀翼上均设置有若干沿切削刀翼长度方向均匀分布的合金刀头301,所述切削刀翼的长度方向与连接杆4的长度方向的夹角为15°。
在本实施例中,所述硬质合金柱101和合金刀头301的前端均固定连接有金刚石复合片。
在本实施例中,所述基体1的底面设置有弧形排水槽102,所述弧形排水槽102位于两个相邻硬质合金柱101之间,弧形排水槽102的设计是为了更好地使从防堵喷头103中喷出的水排出,进而形成小漩涡,对基体1进行清洁。
在本实施例中,所述防护罩5整体呈圆台形且圆台母线与轴线的夹角为45°,使钻头在退出钻孔时减少岩石碎屑对基体1的碰撞和磨损,延长高强凿岩钻器的使用寿命。
在本实施例中,所述防护罩5的底部边缘与齿轮槽104边缘焊接。
在本实施例中,所述内钻杆的转速大于外钻杆的转速,能够使螺旋叶片2的使用寿命更长,进而更好的排出基体1侧面的岩石碎屑。
作为优化,所述内钻杆与外钻杆之间、所述内杆402与外杆401之间均设置有润滑油。
工作原理:在使用该高强凿岩钻器钻进时,内钻杆、外钻杆、内杆402和外杆401均正转,且内钻杆和内杆402的转速远大于外钻杆和外杆401的转速,在切削刀翼上的合金刀头301与基体1底面上的硬质合金柱101的共同作用下实现对岩体的钻进,与此同时螺旋叶片2将岩石碎屑运送至基体1后方,在钻进的同时过水通道403内通水,在弧形排水槽102处形成涡流对基体1及上面的部件进行清理,同时将岩石碎屑冲走;当需要将钻头退出钻孔时,内钻杆、外钻杆、内杆402和外杆401均反转,且停止向过水通道403内注水。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案,本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样,任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.高强凿岩钻器,其特征在于:包括基体、连接杆、防护罩、内钻杆和外钻杆,所述基体的周向方向设置有若干分布均匀的切削刀翼,两相邻所述切削刀翼之间均设置有旋叶槽,所述旋叶槽内转动连接有螺旋叶片,所述内钻杆与外钻杆转动套接,所述连接杆包括内杆和外杆,所述内杆与外杆转动套接,所述内杆的一端与基体固定连接,且另一端与内钻杆固定连接,所述外杆的一端固定连接有主动齿轮,且另一端与外钻杆固定连接,每个所述螺旋叶片的顶端均固定连接有从动齿轮,所述基体的顶面设置有齿轮槽,所述主动齿轮和从动齿轮均位于齿轮槽内,所述主动齿轮与从动齿轮啮合,所述基体的底面设置有若干分布均匀的硬质合金柱,两个相邻所述硬质合金柱之间均设置有若干防堵喷头,所述防堵喷头与过水通道相通。
2.根据权利要求1所述的高强凿岩钻器,其特征在于:所述齿轮槽边缘设置有若干分布均匀的限位槽,所述防护罩设置若干与限位槽位置相对应的限位柱,所述限位柱固定连接在限位槽内,所述防护罩正中设置有连接孔,所述外杆位于连接孔内。
3.根据权利要求1所述的高强凿岩钻器,其特征在于:每个所述切削刀翼上均设置有若干沿切削刀翼长度方向均匀分布的合金刀头,所述切削刀翼的长度方向与连接杆的长度方向的夹角为15°。
4.根据权利要求1所述的高强凿岩钻器,其特征在于:所述硬质合金柱和合金刀头的前端均固定连接有金刚石复合片。
5.根据权利要求1所述的高强凿岩钻器,其特征在于:所述基体的底面设置有弧形排水槽,所述弧形排水槽位于两个相邻硬质合金柱之间。
6.根据权利要求1所述的高强凿岩钻器,其特征在于:所述防护罩整体呈圆台形且圆台母线与轴线的夹角为45°。
7.根据权利要求1所述的高强凿岩钻器,其特征在于:所述防护罩的底部边缘与齿轮槽边缘焊接。
8.根据权利要求1所述的高强凿岩钻器,其特征在于:所述内钻杆的转速大于外钻杆的转速。
9.根据权利要求1所述的高强凿岩钻器,其特征在于:所述内钻杆与外钻杆之间、所述内杆与外杆之间均设置有润滑油。
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