CN111472691A - 一种多功能金刚石钻头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能金刚石钻头，涉及钻探工具技术领域，包括钻头套管、薄壁钻圈与固定套管，钻头套管的一侧焊接有多个弹性钢条，固定套管的外侧面通过连接板焊接有四个弹性刀翼。本发明通过设置第一孕镶齿、薄壁钻圈以及安装槽，当薄壁钻圈上的切割齿变钝后，仅需更换薄壁钻圈即可，无需更换钻头套管，减少废料的产生，通过设置钻头与第二孕镶齿，满足多样化的钻探需求，通过设置弹性钢条、移动块以及弹性刀翼，弹性钢条偏斜，多个第一孕镶齿紧贴钻孔的内壁，可对钻孔进行扩孔，相较于传统的扩孔钻而言，该扩孔方式可在孔壁上任意位置进行扩孔，提高了灵活性，有助于钻出形状复杂的钻孔。

Description

一种多功能金刚石钻头
技术领域
本发明涉及钻探工具技术领域，具体为一种多功能金刚石钻头。
背景技术
目前，在石油、地质等领域使用聚晶金刚石齿作为切削齿,其后排加装圆锥形、矩形、楔形等单个或多个圆柱形孕镶齿，钻头上的聚晶金刚石齿承受很复杂的力,其震动、冲击和碰撞很频繁，常规的单个或多个圆柱形孕镶齿，在一定程度上保护了聚晶金刚石齿、提高了钻头的减震能力及延长了钻头的使用寿命，在地层交错频繁、研磨性与冲击性均很强的复杂地层中，钻头在孔内的工作平稳性较差，制约了钻头的使用寿命和打孔的质量。
现有的钻头大多为单个式的，一个钻头只能完成一种类型的钻孔任务，在现有钻探作业中，需要多种钻头配合，以便完成目标作业任务，部分钻探作业需要取出样芯，也有部分钻探任务直接钻孔即可，不同的钻头需要来回安装和拆卸，使用繁琐，且不便于携带，现有取出样芯钻头的刀齿设定在薄壁钻管的一侧，当刀齿变钝后，整个薄壁钻管将被弃用，浪费了材料，直径较大的钻头在钻孔时，如遇到砂岩或者石块时，钻头会向密度较低的部位攻进，使钻头发生损坏或断裂，现有的扩孔钻大多为锥形，扩孔时整个孔的直径都会变大，扩孔的灵活性较低，无法满足多样化需求，不便于在孔壁中任一位置进行扩孔，不便于安装形状特殊的工件。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多功能金刚石钻头，具备钻孔形式多样以及扩孔灵活等优点，解决了钻头功能单一以及仅能整体扩孔的问题。
(二)技术方案
为实现上述钻孔形式多样以及扩孔灵活的目的，本发明提供如下技术方案：包括钻头套管、薄壁钻圈与固定套管，所述钻头套管的一侧焊接有多个弹性钢条，所述固定套管的外侧面通过连接板焊接有四个弹性刀翼，所述固定套管的内侧壁设有橡胶套管，所述橡胶套管的内部设有钻头。
优选的，多个所述弹性钢条的外侧面均固定连接有两个第一孕镶齿，所述薄壁钻圈一端的外侧面开设有多个安装槽，所述薄壁钻圈的另一端固定连接有多个切割齿，所述薄壁钻圈套接在多个弹性钢条的外侧面，多个所述第一孕镶齿均滑动连接在安装槽的内部。
优选的，所述钻头套管的另一侧固定连接有紧固套管，所述紧固套管的上部螺纹连接有第一限位螺栓。
优选的，所述钻头的一端焊接有加长杆，所述钻头与加长杆的上部均开设有定位螺栓孔，所述第一限位螺栓的下端螺纹连接在定位螺栓孔的内部。
优选的，四个所述弹性刀翼一端的外侧面均固定连接有多个第二孕镶齿，四个所述弹性刀翼的外侧面均开设有定位孔。
优选的，所述固定套管的一侧设有移动块，所述移动块靠近固定套管的一侧嵌接有垫片，所述固定套管的上部和下部均螺纹连接有第二限位螺栓。
优选的，所述钻头套管的外侧面从左到右依次开设有定位螺栓孔、工具刀插孔以及排屑孔，所述定位螺栓孔的内部螺纹连接有第三限位螺栓。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种多功能金刚石钻头，具备以下有益效果：
1、该多功能金刚石钻头，通过第一孕镶齿、薄壁钻圈以及安装槽之间的配合设置，当薄壁钻圈上的切割齿变钝后，仅需更换薄壁钻圈即可，无需更换钻头套管，减少废料的产生，薄壁钻圈的重量较小，便于携带和运输。
2、该多功能金刚石钻头，通过设置钻头与第二孕镶齿，满足多样化的钻探需求，在施工过程中若其他钻头损坏，可使用钻头作为临时钻探工具，以便于解决突发故障，此外，通过弹性钢条、移动块以及弹性刀翼之间的配合设置，移动块被推动后，四个弹性刀翼张开，使弹性钢条偏斜，多个第一孕镶齿紧贴钻孔的内壁，可对钻孔进行扩孔，相较于传统的扩孔钻而言，该扩孔方式可在孔壁上任意位置进行扩孔，提高了灵活性，有助于钻出形状复杂的钻孔。
附图说明
图1为本发明第一状态的剖视结构示意图；
图2为本发明第二状态的剖视结构示意图；
图3为本发明薄壁钻圈的立体结构示意图；
图4为本发明钻头套管的立体结构示意图；
图5为本发明固定套管的立体结构示意图；
图6为本发明固定套管的后视立体结构示意图。
图中：1、钻头套管；2、弹性钢条；3、第一孕镶齿；4、薄壁钻圈；5、安装槽；6、切割齿；7、紧固套管；8、钻头；9、第一限位螺栓；10、移动块；11、弹性刀翼；12、第二孕镶齿；13、定位孔；14、固定套管；15、橡胶套管；16、第二限位螺栓；17、垫片；18、加长杆；19、限位螺纹槽；20、定位螺栓孔；21、第三限位螺栓；22、工具刀插孔；23、排屑孔。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种多功能金刚石钻头，包括钻头套管1、薄壁钻圈4与固定套管14，钻头套管1的一侧焊接有多个弹性钢条2，多个弹性钢条2的外侧面均固定连接有两个第一孕镶齿3，第一孕镶齿3由金刚石制成，薄壁钻圈4一端的外侧面开设有多个安装槽5，薄壁钻圈4的另一端固定连接有多个切割齿6，多个切割齿6均由金刚石材料制成，薄壁钻圈4套接在多个弹性钢条2的外侧面，多个第一孕镶齿3均滑动连接在安装槽5的内部，通过第一孕镶齿3、薄壁钻圈4以及安装槽5之间的配合设置，当薄壁钻圈4上的切割齿6变钝后，仅需更换薄壁钻圈4即可，无需更换钻头套管1，减少废料的产生，薄壁钻圈4的重量较小，便于携带和运输，固定套管14的外侧面通过连接板焊接有四个弹性刀翼11，四个连接板焊接在固定套管14的外侧面，四个弹性刀翼11一端的外侧面均固定连接有多个第二孕镶齿12，多个第二孕镶齿12均由金刚石材料制成，四个弹性刀翼11的外侧面均开设有定位孔13，固定套管14的一侧设有移动块10，移动块10靠近固定套管14的一侧嵌接有垫片17，垫片17起到保护钻头8的作用，固定套管14的内侧壁设有橡胶套管15，避免第二限位螺栓16压坏钻头8，橡胶套管15的内部设有钻头8，固定套管14的上部和下部均螺纹连接有第二限位螺栓16，两个第二限位螺栓16压入钻头8上的凹槽内，使钻头8无法相对于固定套管14转动，通过设置钻头8与第二孕镶齿12，满足多样化的钻探需求，在施工过程中若其他钻头损坏，可使用钻头8作为临时钻探工具，以便于解决突发故障，钻头套管1的另一侧固定连接有紧固套管7，紧固套管7的上部螺纹连接有第一限位螺栓9，钻头8的一端焊接有加长杆18，钻头8与加长杆18的上部均开设有定位螺栓孔20，第一限位螺栓9的下端螺纹连接在定位螺栓孔20的内部，钻头套管1的外侧面从左到右依次开设有定位螺栓孔20、工具刀插孔22以及排屑孔23，定位螺栓孔20的内部螺纹连接有第三限位螺栓21，通过弹性钢条2、移动块10以及弹性刀翼11之间的配合设置，移动块10被推动后，四个弹性刀翼11张开，使弹性钢条2偏斜，多个第一孕镶齿3紧贴钻孔的内壁，可对钻孔进行扩孔，相较于传统的扩孔钻而言，该扩孔方式可在孔壁上任意位置进行扩孔，提高了灵活性，有助于钻出形状复杂的钻孔。
在使用时，当需要钻探以取出样芯时，使多个安装槽5对准多个第一孕镶齿3，将薄壁钻圈4套在多个弹性钢条2的外侧面，钻机带动加长杆18旋转时，加长杆18通过紧固套管7带动钻头套管1转动，第一孕镶齿3推动薄壁钻圈4使之发生转动，对物体进行切削，钻探结束后，取下薄壁钻圈4即可，当需要钻孔时，拧松第一限位螺栓9，推动加长杆18，使弹性刀翼11从钻头套管1的内部伸出，拧上第一限位螺栓9，第一限位螺栓9的下端旋入限位螺纹槽19内，加长杆18被限定位置，加长杆18被固定在钻机上后，可由钻机带动加长杆18与钻头8一同转动，钻头8通过固定套管14带动弹性刀翼11与第二孕镶齿12一同转动，进行钻孔作业，当需要扩孔时，使弹性刀翼11上的定位孔13对准定位螺栓孔20，并将第三限位螺栓21拧入定位螺栓孔20与定位孔13，四个弹性刀翼11与固定套管14的位置被固定，工具刀经由工具刀插孔22进入钻头套管1的内部，拧动固定套管14上的两个第二限位螺栓16，两个第二限位螺栓16从钻头8上的钻头槽内退出，推动加长杆18，钻头8顶紧垫片17与移动块10，移动块10推动四个弹性刀翼11张开，使之推动弹性钢条2移动，多个第一孕镶齿3紧贴钻孔的内壁，拧紧两个第二限位螺栓16与第一限位螺栓9，对加长杆18以及钻头8的轴向位置进行限定，钻机带动加长杆18旋转后，弹性钢条2上的第一孕镶齿3对孔壁进行磨削，使内孔的直径变大，当扩孔结束后，拉动加长杆18以及钻头8使之复位，弹性刀翼11复位时推动移动块10，使之紧贴固定套管14，当其他钻头损坏时，可使用钻头8进行临时钻孔作业，以便于解决突发情况，拧松第一限位螺栓9，推动加长杆18以及钻头8移动，工具刀经由工具刀插孔22进入钻头套管1的内部，拧动固定套管14上的两个第二限位螺栓16，两个第二限位螺栓16从钻头8上的钻头槽内退出，推动加长杆18，将固定套管14、移动块10取下，钻头8可进行钻孔作业，按压钻头套管1，使多个弹性钢条2的一端均紧贴被钻物体的外侧面，避免钻头8偏斜，防止钻孔倾斜以及钻头8因弯矩过大而断裂。
本发明的工作原理及有益效果：综上所述，通过第一孕镶齿3、薄壁钻圈4以及安装槽5之间的配合设置，当薄壁钻圈4上的切割齿6变钝后，仅需更换薄壁钻圈4即可，无需更换钻头套管1，减少废料的产生，薄壁钻圈4的重量较小，便于携带和运输，通过设置钻头8与第二孕镶齿12，满足多样化的钻探需求，在施工过程中若其他钻头损坏，可使用钻头8作为临时钻探工具，以便于解决突发故障，此外，通过弹性钢条2、移动块10以及弹性刀翼11之间的配合设置，移动块10被推动后，四个弹性刀翼11张开，使弹性钢条2偏斜，多个第一孕镶齿3紧贴钻孔的内壁，可对钻孔进行扩孔，相较于传统的扩孔钻而言，该扩孔方式可在孔壁上任意位置进行扩孔，提高了灵活性，有助于钻出形状复杂的钻孔。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种多功能金刚石钻头，包括钻头套管(1)、薄壁钻圈(4)与固定套管(14)，其特征在于：所述钻头套管(1)的一侧焊接有多个弹性钢条(2)，所述固定套管(14)的外侧面通过连接板焊接有四个弹性刀翼(11)，所述固定套管(14)的内侧壁设有橡胶套管(15)，所述橡胶套管(15)的内部设有钻头(8)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能金刚石钻头，其特征在于：多个所述弹性钢条(2)的外侧面均固定连接有两个第一孕镶齿(3)，所述薄壁钻圈(4)一端的外侧面开设有多个安装槽(5)，所述薄壁钻圈(4)的另一端固定连接有多个切割齿(6)，所述薄壁钻圈(4)套接在多个弹性钢条(2)的外侧面，多个所述第一孕镶齿(3)均滑动连接在安装槽(5)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种多功能金刚石钻头，其特征在于：所述钻头套管(1)的另一侧固定连接有紧固套管(7)，所述紧固套管(7)的上部螺纹连接有第一限位螺栓(9)。
4.根据权利要求1与3所述的一种多功能金刚石钻头，其特征在于：所述钻头(8)的一端焊接有加长杆(18)，所述钻头(8)与加长杆(18)的上部均开设有定位螺栓孔(20)，所述第一限位螺栓(9)的下端螺纹连接在定位螺栓孔(20)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种多功能金刚石钻头，其特征在于：四个所述弹性刀翼(11)一端的外侧面均固定连接有多个第二孕镶齿(12)，四个所述弹性刀翼(11)的外侧面均开设有定位孔(13)。
6.根据权利要求1所述的一种多功能金刚石钻头，其特征在于：所述固定套管(14)的一侧设有移动块(10)，所述移动块(10)靠近固定套管(14)的一侧嵌接有垫片(17)，所述固定套管(14)的上部和下部均螺纹连接有第二限位螺栓(16)。
7.根据权利要求1所述的一种多功能金刚石钻头，其特征在于：所述钻头套管(1)的外侧面从左到右依次开设有定位螺栓孔(20)、工具刀插孔(22)以及排屑孔(23)，所述定位螺栓孔(20)的内部螺纹连接有第三限位螺栓(21)。
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