CN113685141A - 一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，包括转杆主体、输液冷却模块和钻孔直径调节模块，转杆主体上部转动连接有输液冷却模块，转杆主体下端中部设置有矩形滑槽，矩形滑槽内部滑动连接有矩形滑块，矩形滑块下端贯穿矩形滑槽连接有钻头主体；本装置通过旋转压缩螺杆进行钻孔直径的微调，使用灵活性高，无需携带多型号的钻头，方便省事，外部涂层使得钻头主体的硬度和耐磨性均有所提升，且通过外接管将外部的冷却液最终送至两个刀翼的间隙中，降低了刀翼和锥形齿的磨损度，且散热效果佳，同时第一弹簧对钻头主体进行缓冲减震，延长了装置的使用寿命，钻头主体替换方便，保留了磨损度极小的转杆主体，环保节约，降低使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔设备技术领域，具体涉及一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头。
背景技术
在钻井过程中钻头是破碎岩石的主要工具，井眼是由钻头破碎岩石而形成的。一个井眼形成得好坏，所用时间的长短，除与所钻地层岩石的特性和钻头本身的性能有关外，更与钻头和地层之间的相互匹配程度有关。钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用；根据不同钻井的大小需求可选择不同大小的钻头。
目前，现有的钻头在对地层岩石的钻孔过程中，由于摩擦导致钻头的温度过高，且钻头表面缺乏防护涂层，使得钻头的使用寿命普遍较低，同时在实际使用中，钻头下部的钻头主体磨损较快，钻头上部的转杆主体磨损程度较低，现有的钻头使用后均为整体丢弃，使用成本高且不够环保。
发明内容
本发明的目的是提供一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，以解决现有技术中钻头使用寿命低和使用成本高的问题，以及需要携带配备较多尺寸钻头的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，包括转杆主体、输液冷却模块和钻孔直径调节模块，转杆主体上部转动连接有输液冷却模块，转杆主体下端中部设置有矩形滑槽，矩形滑槽内部滑动连接有矩形滑块，矩形滑块下端贯穿矩形滑槽连接有钻头主体，矩形滑块上端左侧和右侧均设置有若干第一弹簧，第一弹簧上端均连接转杆主体；
钻头主体下部周面等间距设置有若干刀翼，刀翼远离钻头主体一侧设置有若干锥形齿，钻头主体内部设置有内置腔体，内置腔体内设置有钻孔直径调节模块，钻孔直径调节模块的压缩螺杆上端贯穿压缩螺杆。
优选的，转杆主体上端中部设置有连接头，连接头的横截面呈矩形，连接头的前端和后端均设置有凹槽；
通过采用上述技术方案，通过连接头方便将转杆主体连接至外部的钻机上，且凹槽配合外部螺钉等使得锁定牢固。
优选的，输液冷却模块包括外接套、环形槽、L形连通管、外接管和排液管，外接套通过轴承转动连接于转杆主体上部，外接套内周面设置有环形槽，外接套左部连接有外接管，外接管一端与环形槽相连通，L形连通管设置于转杆主体内部左侧，排液管设置于钻头主体内部左侧，排液管上端贯穿钻头主体延伸至L形连通管内，L形连通管另一端与环形槽相连通；
通过采用上述技术方案，通过外接管将外部的冷却液送至环形槽内，再通过L形连通管送至排液管内，喷洒至两个刀翼的间隙中，从而降低了刀翼和锥形齿钻孔时的磨损度，且散热效果佳。
优选的，矩形滑块左端和右端均设置有限位滑槽，转杆主体左端和右端下侧均螺纹连接有限位螺钉，限位螺钉靠近矩形滑块一端均延伸至限位滑槽内；
通过采用上述技术方案，通过限位螺钉卡入限位滑槽可防止钻头主体脱落，且方便进行钻头主体的替换，而保留转杆主体，降低使用成本，环保节约。
优选的，钻头主体表面喷涂有TiAlN过渡内层和AlCrSiN耐磨外层， AlCrSiN耐磨层和TiAlN过渡层的厚度均为1.5μm至3.5μm；
通过采用上述技术方案，通过TiAlN过渡内层和AlCrSiN耐磨外层可提升钻头的硬度和耐磨性，延长使用寿命。
优选的，钻孔直径调节模块包括伸缩杆、固定块、PDC齿、梯形块、第二弹簧、压缩螺杆和压块，伸缩杆滑动连接于内置腔体左右两侧，伸缩杆远离内置腔体一端均贯穿钻头主体连接有固定块，固定块远离钻头主体一端设置有若干PDC齿，伸缩杆相对一端均设置有梯形块，伸缩杆相近一侧均套设有第二弹簧，第二弹簧均一端抵靠梯形块，另一端抵靠钻头主体内壁，压缩螺杆螺纹连接于钻头主体上端中部，压缩螺杆下端延伸至内置腔体内连接有压块，压块下部周面抵靠梯形块的斜面；
通过采用上述技术方案，旋转压缩螺杆，从而带动压缩螺杆和压块旋转下移，由此通过压块挤压梯形块的斜面，进而带动梯形块进行相离运动，从而通过伸缩杆带动固定块远离钻头主体，通过PDC齿进行钻孔直径的微调，适用范围更广，使用灵活性更高，无需携带多型号的钻头，接待方便，避免钻头丢失。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：本装置连接快捷方便，旋转压缩螺杆，最终可带动固定块远离钻头主体，进行钻孔直径的微调，使用灵活性更高，无需携带多型号的钻头，方便省事，通过外部双重涂层使得钻头主体的硬度、韧性和耐磨性均有所提升，且通过外接管将外部的冷却液送至环形槽内，再通过L形连通管送至排液管内，喷洒至两个刀翼的间隙中，从而降低了刀翼和锥形齿钻孔时的磨损度，且散热效果佳，使用时，钻头主体的冲击力传导至矩形滑块，通过第一弹簧进行缓冲减震，延长了装置的使用寿命，通过旋转打开限位螺钉可方便对钻头主体进行替换，从而保留了磨损度极小的转杆主体，环保节约，降低使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中A的放大图。
图3为本发明中钻头主体的俯视图。
图4为本发明中B的放大图。
附图标记说明：
1、转杆主体；2、连接头；3、凹槽；4、外接套；5、环形槽；6、L形连通管；7、外接管；8、矩形滑槽；9、矩形滑块；10、限位滑槽；11、限位螺钉；12、第一弹簧；13、钻头主体；14、刀翼；15、锥形齿；16、排液管； 17、内置腔体；18、伸缩杆；19、固定块；20、PDC齿；21、梯形块；22、第二弹簧；23、压缩螺杆；24、压块。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
本发明提供了如图1-4所示的一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，包括转杆主体1、输液冷却模块和钻孔直径调节模块，转杆主体1上端中部设置有连接头2，连接头2的横截面呈矩形，连接头2的前端和后端均设置有凹槽3，转杆主体1上部转动连接有输液冷却模块，输液冷却模块包括外接套4、环形槽5、L形连通管6、外接管7和排液管16，外接套4通过轴承转动连接于转杆主体1上部，外接套4内周面设置有环形槽5，外接套4左部连接有外接管7，外接管7一端与环形槽5相连通，L形连通管6设置于转杆主体1内部左侧，排液管16设置于钻头主体13内部左侧，排液管16上端贯穿钻头主体13 延伸至L形连通管6内，L形连通管6另一端与环形槽5相连通；
转杆主体1下端中部设置有矩形滑槽8，矩形滑槽8内部滑动连接有矩形滑块9，矩形滑块9左端和右端均设置有限位滑槽10，转杆主体1左端和右端下侧均螺纹连接有限位螺钉11，限位螺钉11靠近矩形滑块9一端均延伸至限位滑槽10内，矩形滑块9下端贯穿矩形滑槽8连接有钻头主体13，矩形滑块9上端左侧和右侧均设置有若干第一弹簧12，第一弹簧12上端均连接转杆主体1；
钻头主体13表面喷涂有TiAlN过渡内层和AlCrSiN耐磨外层，AlCrSiN 耐磨层和TiAlN过渡层的厚度均为1.5μm至3.5μm，钻头主体13下部周面等间距设置有若干刀翼14，刀翼14远离钻头主体13一侧设置有若干锥形齿 15，钻头主体13内部设置有内置腔体17，内置腔体17内设置有钻孔直径调节模块，钻孔直径调节模块的压缩螺杆23上端贯穿压缩螺杆23，钻孔直径调节模块包括伸缩杆18、固定块19、PDC齿20、梯形块21、第二弹簧22、压缩螺杆23和压块24，伸缩杆18滑动连接于内置腔体17左右两侧，伸缩杆 18远离内置腔体17一端均贯穿钻头主体13连接有固定块19，固定块19远离钻头主体13一端设置有若干PDC齿20，伸缩杆18相对一端均设置有梯形块21，伸缩杆18相近一侧均套设有第二弹簧22，第二弹簧22均一端抵靠梯形块21，另一端抵靠钻头主体13内壁，压缩螺杆23螺纹连接于钻头主体13 上端中部，压缩螺杆23下端延伸至内置腔体17内连接有压块24，压块24下部周面抵靠梯形块21的斜面。
本发明的工作原理为：工作时，通过连接头2将转杆主体1连接至钻机，通过凹槽3配合钻机的螺钉进行锁定，安装方便牢固，根据需求旋转压缩螺杆23，从而带动压缩螺杆23和压块24旋转下移，由此通过压块24挤压梯形块21的斜面，进而带动梯形块21进行相离运动，从而通过伸缩杆18带动固定块19远离钻头主体13，通过PDC齿20进行钻孔直径的微调，适用范围更广，使用灵活性更高，无需携带多型号的钻头，同理反转压缩螺杆23使得压块24上移复位，第二弹簧22即可带动固定块19缩回复位，操作简单，通过 TiAlN过渡内层和AlCrSiN耐磨外层使得钻头主体13的硬度、韧性和耐磨性均有所提升，且通过外接管7将外部的冷却液送至环形槽5内，再通过L形连通管6送至排液管16内，喷洒至两个刀翼14的间隙中，从而降低了刀翼 14和锥形齿15钻孔时的磨损度，且散热效果佳，使用时，钻头主体13的冲击力传导至矩形滑块9，使得矩形滑块9沿着矩形滑槽8移动，此时限位螺钉 11也在限位滑槽10内滑动，通过第一弹簧12进行缓冲减震，延长了装置的使用寿命，通过旋转打开限位螺钉11可方便对钻头主体13进行替换，从而保留了磨损度极小的转杆主体1，环保节约，降低使用成本。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (6)
1.一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，包括转杆主体(1)、输液冷却模块和钻孔直径调节模块，其特征在于：转杆主体(1)上部转动连接有输液冷却模块，转杆主体(1)下端中部设置有矩形滑槽(8)，矩形滑槽(8)内部滑动连接有矩形滑块(9)，矩形滑块(9)下端贯穿矩形滑槽(8)连接有钻头主体(13)，矩形滑块(9)上端左侧和右侧均设置有若干第一弹簧(12)，第一弹簧(12)上端均连接转杆主体(1)；
钻头主体(13)下部周面等间距设置有若干刀翼(14)，刀翼(14)远离钻头主体(13)一侧设置有若干锥形齿(15)，钻头主体(13)内部设置有内置腔体(17)，内置腔体(17)内设置有钻孔直径调节模块，钻孔直径调节模块的压缩螺杆(23)上端贯穿压缩螺杆(23)。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，其特征在于：转杆主体(1)上端中部设置有连接头(2)，连接头(2)的横截面呈矩形，连接头(2)的前端和后端均设置有凹槽(3)。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，其特征在于：输液冷却模块包括外接套(4)、环形槽(5)、L形连通管(6)、外接管(7)和排液管(16)，外接套(4)通过轴承转动连接于转杆主体(1)上部，外接套(4)内周面设置有环形槽(5)，外接套(4)左部连接有外接管(7)，外接管(7)一端与环形槽(5)相连通，L形连通管(6)设置于转杆主体(1)内部左侧，排液管(16)设置于钻头主体(13)内部左侧，排液管(16)上端贯穿钻头主体(13)延伸至L形连通管(6)内，L形连通管(6)另一端与环形槽(5)相连通。
4.根据权利要求1所述的一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，其特征在于：矩形滑块(9)左端和右端均设置有限位滑槽(10)，转杆主体(1)左端和右端下侧均螺纹连接有限位螺钉(11)，限位螺钉(11)靠近矩形滑块(9)一端均延伸至限位滑槽(10)内。
5.根据权利要求1所述的一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，其特征在于：钻头主体(13)表面喷涂有TiAlN过渡内层和AlCrSiN耐磨外层，AlCrSiN耐磨层和TiAlN过渡层的厚度均为1.5μm至3.5μm。
6.根据权利要求1所述的一种高硬度高耐磨的复合涂层钻头，其特征在于：钻孔直径调节模块包括伸缩杆(18)、固定块(19)、PDC齿(20)、梯形块(21)、第二弹簧(22)、压缩螺杆(23)和压块(24)，伸缩杆(18)滑动连接于内置腔体(17)左右两侧，伸缩杆(18)远离内置腔体(17)一端均贯穿钻头主体(13)连接有固定块(19)，固定块(19)远离钻头主体(13)一端设置有若干PDC齿(20)，伸缩杆(18)相对一端均设置有梯形块(21)，伸缩杆(18)相近一侧均套设有第二弹簧(22)，第二弹簧(22)均一端抵靠梯形块(21)，另一端抵靠钻头主体(13)内壁，压缩螺杆(23)螺纹连接于钻头主体(13)上端中部，压缩螺杆(23)下端延伸至内置腔体(17)内连接有压块(24)，压块(24)下部周面抵靠梯形块(21)的斜面。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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