CN113818812B - 具有温度监测和降温功能的牙轮钻头 - Google Patents
具有温度监测和降温功能的牙轮钻头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113818812B CN113818812B CN202110921669.4A CN202110921669A CN113818812B CN 113818812 B CN113818812 B CN 113818812B CN 202110921669 A CN202110921669 A CN 202110921669A CN 113818812 B CN113818812 B CN 113818812B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cooling
- drill bit
- roller
- cone
- bit body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 132
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 65
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 19
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 240000007643 Phytolacca americana Species 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/18—Roller bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明提供了一种具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,属于牙轮钻头技术领域,包括钻头本体、温度传感器、转速传感器、降温机构和控制系统,钻头本体上设有空腔,钻头本体内部设有降温通道,温度传感器和转速传感器用于实时监测牙轮的温度和转速,降温机构设于降温通道内,具有可在降温通道内沿钻头本体高度方向移动并可伸出降温通道上端的喷水组件,喷水组件用于向牙轮上喷射冷却液、以降低牙轮温度,控制系统设于空腔内,用于接收温度和转速信息和控制降温机构运行。本发明具有对牙轮钻头在钻进过程中能实时监测钻头实时工作温度和转速,及时给钻头降温,工作状态监测及时,及时反馈信息,合理使用钻头,提高钻头使用寿命的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于牙轮钻头技术领域,更具体地说,是涉及一种具有温度监测和降温功能的牙轮钻头。
背景技术
牙轮钻头是目前石油钻井使用最广泛的破岩工具,其使用效果和工作寿命对钻井施工和钻井成本具有十分重要的影响。牙轮钻头的工作寿命主要取决于钻头轴承的工作寿命,而影响钻头轴承寿命的因素包括使用因素(如钻压、转速、井深、井温等)、制造质量(如轴承间隙、材质及热处理、表面质量、密封、润滑条件等)。现有技术中很少有对牙轮钻头的工作温度、压力和转速进行实时监测的技术,牙轮钻头在钻进过程中的工作状态得不到实时监测,工作人员掌握不到钻头的实时状态信息的反馈,也不能及时对钻头进行处理(如降温、更换新钻头等),这样就会降低钻头的使用寿命,经常更换新钻头易导致钻井成本升高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,旨在解决牙轮钻头在钻进过程中难以监测钻头实时工作温度和转速,不能及时给钻头降温的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,包括钻头本体、温度传感器、转速传感器、降温机构和控制系统,钻头本体上远离牙轮的一端设有空腔,位于所述空腔外部的所述钻头本体的外壁用于与钻杆连接,所述钻头本体内部沿高度方向设有降温通道,所述降温通道使所述钻头本体上端与所述空腔内部之间连通;温度传感器设于所述钻头本体上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的温度;转速传感器设于所述钻头本体上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的转速;降温机构设于所述降温通道内,具有可在所述降温通道内沿所述钻头本体高度方向移动并可伸出所述降温通道上端的喷水组件,所述喷水组件用于向牙轮上喷射冷却液、以降低牙轮温度,所述喷水组件的冷却液输入端通过管路用于与所述钻头本体外部的供液组件输出端连通;控制系统设于所述空腔内,分别与所述温度传感器、所述转速传感器、所述降温机构电性连接,用于接收和显示所述温度传感器和所述转速传感器所监测到的信息,还用于控制所述降温机构运行。
在一种可能的实现方式中,所述钻头本体外壁上设有振动发电机,所述空腔内设有与所述振动发电机的电能输出端电连接的蓄电池,所述蓄电池用于存储电能,所述蓄电池的电能输出端分别与所述降温机构和所述控制系统电性连接,并用于分别供电。
在一种可能的实现方式中,还包括具有显示屏的移动终端,所述控制系统上设有第一无线通讯模块,所述移动终端上设有与所述第一无线通讯模块无线通讯连接的第二无线通讯模块,所述移动终端通过显示屏可实时观察牙轮的温度和转速,所述移动终端上设有用于控制所述降温机构运行的控制按钮。
在一种可能的实现方式中,所述降温机构包括设于所述降温通道内的输送组件,输送方向沿所述钻头本体高度方向,所述输送组件的运行受控于所述控制系统,所述喷水组件设于所述输送组件上且可被输送,所述喷水组件随所述输送组件的输送可伸出所述降温通道上端,所述喷水组件伸出所述降温通道后的上端高度小于牙轮上端高度,所述喷水组件置于所述降温通道内的高度受控于所述输送组件且可通过所述控制系统调节。
在一种可能的实现方式中,所述输送组件包括支撑架、滑轨、带传动组件、驱动器和拨动杆,支撑架可拆卸连接在所述降温通道内,所述支撑架上沿所述钻头本体高度方向设有长条形通孔;滑轨设于所述支撑架一侧面上,沿所述钻头本体高度方向设置,所述滑轨上滑动连接有滑块,所述喷水组件固设于所述滑块上;带传动组件设于所述支撑架上与所述滑轨相背的另一侧面上,包括主动轮、从动轮和包绕在所述主动轮和所述从动轮上的传送带,所述传动带在所述支撑架上循环旋转传送;驱动器设于所述支撑架上且与所述主动轮传动连接,用于驱动所述主动轮旋转,所述驱动器的运行受控于所述控制系统;拨动杆横向设置,穿过所述长条形通孔,一端与所述传送带固定连接、另一端与所述滑块固定连接,所述拨动杆借助于所述传送带运行以拨动所述滑块滑行。
在一种可能的实现方式中,所述喷水组件包括箱体、缓冲囊和多个喷水头,箱体设于所述降温机构上,内部为中空;缓冲囊设于所述箱体内部,用于储水并可压缩和膨胀,所述缓冲囊的下端通过管路连通所述供液组件的输出端,所述管路穿过所述箱体底端,所述缓冲囊用于缓冲冷却液的输送压力和均匀输送冷却液至牙轮上;多个喷水头均铰接设于所述箱体上端,分别通过管路连通所述缓冲囊的上端,所述缓冲囊内的冷却液被缓冲后从多个所述喷水头喷出,所述喷水头喷射冷却液的方向均朝向牙轮,所述喷水头的喷射方向可调节。
在一种可能的实现方式中,所述喷水头包括支柱、喷嘴和调节杆,支柱的下端铰接设置在所述箱体上端、上端为自由端,所述支柱可绕铰接点转动;喷嘴设于所述支柱上端,用于喷射冷却液,所述喷嘴的进水端与所述缓冲囊上端的管路输出端连接;调节杆的一端铰接在所述箱体上端、另一端铰接在所述支柱侧部,可伸缩调节且受控于所述控制系统,用于调节所述支柱的转动角度,以使所述喷嘴朝向牙轮喷射。
在一种可能的实现方式中,所述喷嘴包括转动连接在所述支柱上端的转盘、设在所述转盘上的呈圆形的储水包以及设置在所述储水包圆周向上的多个喷头,所述储水包与所述缓冲囊上端的管路输出端连通,多个所述喷头均用于喷射冷却液,所述转盘转动后可限位在所述支柱上。
在一种可能的实现方式中,所述箱体内侧底部设有多个电动伸缩杆,所述电动伸缩杆受控于所述控制系统,所述电动伸缩杆的推顶端与所述缓冲囊底端铰接连接,所述供液组件供液压力不足时,所述电动伸缩杆用于推顶所述缓冲囊呈压缩状,所述缓冲囊上端被所述箱体内侧顶部限位,所述缓冲囊内部冷却液被挤压输送到牙轮上,所述电动伸缩杆还用于改变冷却液喷向牙轮的压力。
在一种可能的实现方式中,所述钻头本体上还设有用于监测牙轮旋转扭矩的扭矩传感器,所述扭矩传感器与所述控制系统电性连接,在所述控制系统上可显示牙轮的转动扭矩。
本发明提供的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头的有益效果在于:与现有技术相比,本发明具有温度监测和降温功能的牙轮钻头包括钻头本体、温度传感器、转速传感器、降温机构和控制系统,钻头本体上远离牙轮的一端设有空腔,钻头本体内部沿高度方向设有降温通道,降温通道使钻头本体上端与空腔内部之间连通,温度传感器设于钻头本体上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的温度,转速传感器设于钻头本体上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的转速,降温机构设于降温通道内,具有可在降温通道内沿钻头本体高度方向移动并可伸出降温通道上端的喷水组件,喷水组件用于向牙轮上喷射冷却液、以降低牙轮温度,喷水组件的冷却液输入端通过管路用于与钻头本体外部的供液组件输出端连通;控制系统设于空腔内,分别与温度传感器、转速传感器、降温机构电性连接,用于接收和显示温度传感器和转速传感器所监测到的信息,还用于控制降温机构运行,解决了牙轮钻头在钻进过程中难以监测钻头实时工作温度和转速,不能及时给钻头降温的技术问题,具有对牙轮钻头在钻进过程中能实时监测钻头实时工作温度和转速,及时给钻头降温,工作状态监测及时,及时反馈信息,合理使用钻头,提高钻头使用寿命的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头的降温机构结构示意图;
图3为本发明实施例提供的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头的喷水组件结构示意图。
附图标记说明:
1、钻头本体;11、空腔;12、降温通道;2、温度传感器;3、转速传感器;4、降温机构;41、喷水组件;411、箱体;412、缓冲囊;413、喷水头;4131、支柱;4132、喷嘴;41321、转盘;41322、储水包;41323、喷头;4133、调节杆;42、输送组件;421、支撑架;422、滑轨;423、带传动组件;424、驱动器;425、拨动杆;426、长条形通孔;427、滑块;5、控制系统;6、振动发电机;7、蓄电池;8、移动终端;9、电动伸缩杆;10、扭矩传感器。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图3,现对本发明提供的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头进行说明。所述具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,包括钻头本体1、温度传感器2、转速传感器3、降温机构4和控制系统5,钻头本体1上远离牙轮的一端设有空腔11,位于空腔11外部的钻头本体1的外壁用于与钻杆或钻进机械的动力端连接,钻头本体1内部沿高度方向设有降温通道12,降温通道12使钻头本体1上端与空腔11内部之间连通;温度传感器2设于钻头本体1上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的温度;转速传感器3设于钻头本体1上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的转速;降温机构4设于降温通道12内,具有可在降温通道12内沿钻头本体1高度方向移动并可伸出降温通道12上端的喷水组件41,喷水组件41用于向牙轮上喷射冷却液、以降低牙轮温度,喷水组件41的冷却液输入端通过管路用于与钻头本体1外部的供液组件输出端连通;控制系统5设于空腔11内,分别与温度传感器2、转速传感器3、降温机构4电性连接,用于接收和显示温度传感器2和转速传感器3所监测到的信息,还用于控制降温机构4运行。供液组件在图中未示出,可采用现有技术。
本发明提供的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,与现有技术相比,本发明具有温度监测和降温功能的牙轮钻头包括钻头本体1、温度传感器2、转速传感器3、降温机构4和控制系统5,钻头本体1上远离牙轮的一端设有空腔11,钻头本体1内部沿高度方向设有降温通道12,降温通道12使钻头本体1上端与空腔11内部之间连通,温度传感器2设于钻头本体1上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的温度,转速传感器3设于钻头本体1上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的转速,降温机构4设于降温通道12内,具有可在降温通道12内沿钻头本体1高度方向移动并可伸出降温通道12上端的喷水组件41,喷水组件41用于向牙轮上喷射冷却液、以降低牙轮温度,喷水组件41的冷却液输入端通过管路用于与钻头本体1外部的供液组件输出端连通;控制系统5设于空腔11内,分别与温度传感器2、转速传感器3、降温机构4电性连接,用于接收和显示温度传感器2和转速传感器3所监测到的信息,还用于控制降温机构4运行,解决了牙轮钻头在钻进过程中难以监测钻头实时工作温度和转速,不能及时给钻头降温的技术问题,具有对牙轮钻头在钻进过程中能实时监测钻头实时工作温度和转速,及时给钻头降温,工作状态监测及时,及时反馈信息,合理使用钻头,提高钻头使用寿命的技术效果。
具体的,钻头本体上的牙轮数量为3个,降温通道12的上端贯通的位置在牙轮的底部位置,即降温通道12的最上端的高度小于牙轮的底端的高度。喷水组件41从降温通道12的上端伸出后,可朝向多个牙轮上均匀喷射冷却液,实现牙轮降温的作用。供液组件为一种水泵和水仓,管路连通到水仓内,水泵设置在管路上,用于向喷水组件上泵送冷却液,水仓内是冷却液或冷却水或自来水。
具体的,温度传感器2和转速传感器3均为至少一个,可同时进行实时监测,并将监测到的数据实时的传递到控制系统5上。控制系统5为现有技术中国的一种控制面板,内置PLC控制器,可以接收传感器所探测到的信号,也可以主动控制降温机构4对牙轮进行降温处理。
在一些实施例中,请参阅图1至图3,钻头本体1外壁上设有振动发电机6,空腔11内设有与振动发电机6的电能输出端电连接的蓄电池7,蓄电池7用于存储电能,蓄电池7的电能输出端分别与降温机构4和控制系统5电性连接,并用于分别供电。
具体的,振动发电机6为现有技术中使用的微型振动发电机,钻头本体1在钻进过程中必然会产生振动,有了振动后,则振动发电机6通过振动力可产生电能,便于为蓄电池7充电,进而可为负载供电。
在一些实施例中,请参阅图1至图3,具有温度监测和降温功能的牙轮钻头还包括具有显示屏的移动终端8,控制系统5上设有第一无线通讯模块,移动终端8上设有与第一无线通讯模块无线通讯连接的第二无线通讯模块,移动终端8通过显示屏可实时观察牙轮的温度和转速,移动终端8上设有用于控制降温机构4运行的控制按钮。通过在移动终端8上就可以看到传感器所监测到的信息数据,从而为合理的运行钻头本体1提供保障,合理的使用钻头进行钻进,可提高钻头使用寿命。移动终端8可为一种手机或平板或遥控器等。通过无线信号之间的传输数据,实现了在移动终端8上就可以控制降温机构4,与通过控制系统5去控制降温机构4,可以达到一样的效果。因此,在钻头本体1钻进过程中,通常是只在移动终端8上进行操作即可,而不用再去控制面板5上操作。
在本实施例中,第一无线通讯模块与第二无线通讯模块之间的连接方式比较常规,也可直接采用现有技术中的连接方式来实现。
在一些实施例中,请参阅图1至图3,降温机构4包括设于降温通道12内的输送组件42,输送方向沿钻头本体1高度方向,输送组件42的运行受控于控制系统5,喷水组件41设于输送组件42上且可被输送,喷水组件41随输送组件42的输送可伸出降温通道12上端,喷水组件41伸出降温通道12后的上端高度小于牙轮上端高度,喷水组件41置于降温通道12内的高度受控于输送组件42且可通过控制系统5调节。通过实时监测到的钻头或牙轮的温度,合理的使用降温机构4对牙轮进行降温处理,可以在控制系统5上预设一个温度阈值,若超过该温度阈值,则控制系统5控制降温机构4启动,并对牙轮或钻头本体1的工作端进行喷射冷却液,以实现降温的作用,在移动终端8上操作,并控制降温机构4运行即可,实现了降温机构4的无线控制。
具体的,通过输送组件42的运行,可以使喷水组件41在降温通道12内部沿钻头本体1高度方向移动,当移动到上端时,喷水组件41伸出降温通道12上端,并呈一种露头的状态,此时启动喷水组件41就可以对牙轮进行降温。当牙轮上不需要降温时,可反向运行输送组件42,使喷水组件41回缩至降温通道12内,此时也不会影响牙轮的正常使用。另外,当喷水组件41处于露头的状态下时,也不会影响牙轮的正常使用,即牙轮的转动或钻进不会影响喷水组件41,两者之间不关联。
输送组件42的行程小于降温通道12的高度,降温通道12的截面形状、长度、宽度都不受限制,高度就是贯通空腔11和钻头本体1上端之间的高度,降温通道12的设置结构或方式,使能够方便安装输送组件42即可。
在一些实施例中,请参阅图1至图3,输送组件42包括支撑架421、滑轨422、带传动组件423、驱动器424和拨动杆425,支撑架421可拆卸连接在降温通道12内,支撑架421上沿钻头本体1高度方向设有长条形通孔426;滑轨422设于支撑架421一侧面上,沿钻头本体1高度方向设置,滑轨422上滑动连接有滑块427,喷水组件41固设于滑块427上;带传动组件423设于支撑架421上与滑轨422相背的另一侧面上,包括主动轮、从动轮和包绕在主动轮和从动轮上的传送带,传动带在支撑架421上循环旋转传送;驱动器424设于支撑架421上且与主动轮传动连接,用于驱动主动轮旋转,驱动器424的运行受控于控制系统5;拨动杆425横向设置,穿过长条形通孔426,一端与传送带固定连接、另一端与滑块427固定连接,拨动杆425借助于传送带运行以拨动滑块427滑行。拨动杆425在长条形通孔426的范围内移动。
具体的,支撑架421的纵截面呈几字型的旋转90度的状态,与降温通道12之间为通过螺栓连接,从而实现可拆卸连接,支撑架421容易安装,在降温通道12内容易操作,不会存在难以安装的技术缺陷或安装缺陷。滑轨422也是竖向设置,沿降温通道12的高度方向,使喷水组件41按照滑轨422的滑动方向移动。带传动组件423为现有技术中的常规的一种传动方式,除此之外,也可以采用链传动等形式,在本发明中不作限制,驱动器424为一种电机或减速电机,驱动主动轮旋转运行,从而使带传动组件423运转,从而控制了喷水组件41在降温通道12内部伸出和回缩。
在一些实施例中,请参阅图1至图3,喷水组件41包括箱体411、缓冲囊412和多个喷水头413,箱体411设于降温机构4上,内部为中空;缓冲囊412设于箱体411内部,用于储水并可压缩和膨胀,缓冲囊412的下端通过管路连通供液组件的输出端,管路穿过箱体411底端,缓冲囊412用于缓冲冷却液的输送压力和均匀输送冷却液至牙轮上;多个喷水头413均铰接设于箱体411上端,分别通过管路连通缓冲囊412的上端,缓冲囊412内的冷却液被缓冲后从多个喷水头413喷出,喷水头413喷射冷却液的方向均朝向牙轮,喷水头413的喷射方向可调节。缓冲囊412只能在箱体411内部膨胀和压缩,不会跑出箱体411。
具体的,缓冲囊412为柔性的囊状结构,下端设有进水口、上端设有出水口,可以存储一定量的冷却液,起到了缓存的作用,使输出的冷却液保持一种压力稳定的状态,则喷射到牙轮上的冷却液的压力稳定,解决了冷却液的喷射出的压力不稳定,对牙轮冷却不全面的技术问题。
为了使冷却液能够全面的、稳定的、均匀的喷射牙轮,则在一些实施例中,请参阅图1至图3,喷水头413包括支柱4131、喷嘴4132和调节杆4133,支柱4131的下端铰接设置在箱体411上端、上端为自由端,支柱4131可绕铰接点转动;喷嘴4132设于支柱4131上端,用于喷射冷却液,喷嘴4132的进水端与缓冲囊412上端的管路输出端连接;调节杆4133的一端铰接在箱体411上端、另一端铰接在支柱4131侧部,可伸缩调节且受控于控制系统5,用于调节支柱4131的转动角度,以使喷嘴4132朝向牙轮喷射。通过可调节喷射角度的支柱4131,则可通过控制系统5合理的控制冷却液的喷射方向,通过肉眼观察,若某一个牙轮上的冷却液不能被喷射全面时,则通过调节支柱4131的转动角度,就可以调节冷却液的喷射方向,从而便于精准的喷向牙轮,此时还可以减少冷却液的浪费。
具体的,调节杆4133为现有技术中的一种电动推杆或伸缩杆,通过调节其伸缩长度,就可以调节对支柱4131向一侧的转动角度,从而调节了喷射方向。
在一些实施例中,请参阅图1至图3,喷嘴4132包括转动连接在支柱4131上端的转盘41321、设在转盘41321上的呈圆形的储水包41322以及设置在储水包41322圆周向上的多个喷头41323,储水包41322与缓冲囊412上端的管路输出端连通,多个喷头41323均用于喷射冷却液,转盘41321转动后可限位在支柱4131上。
具体的,转盘41321通过轴承件与支柱4131上端转动连接,在支柱4131上端设有挡块或限位块,可以限位转盘41321的转动后的位置,使得冷却液的喷射方向可以均匀朝向牙轮上。
储水包41322的原理与缓冲囊412的原理相同,在此不再赘述,储水包41322能储存一定量的冷却液,并通过多个喷头41323喷出。
为了保证在冷却液供给冷却液不充足时,也能对牙轮进行降温,则在一些实施例中,请参阅图1至图3,箱体411内侧底部设有多个电动伸缩杆9,电动伸缩杆9受控于控制系统5,电动伸缩杆9的推顶端与缓冲囊412底端铰接连接,供液组件供液压力不足时,电动伸缩杆9用于推顶缓冲囊412呈压缩状,缓冲囊412上端被箱体411内侧顶部限位,缓冲囊412内部冷却液被挤压输送到牙轮上,电动伸缩杆9还用于改变冷却液喷向牙轮的压力。
具体的,电动伸缩杆9为现有技术中的一种电动的伸缩长度可调节的伸缩杆件,通过控制系统5或移动终端8就可以进行控制,从而可以改变缓冲囊412的形态,进而可以使冷却液补充到牙轮上,以增加牙轮的冷却时间。待供液组件的供给冷却液充足时,此时可以反向操作电动伸缩杆9并处于回缩的状态,此时的缓冲囊412为碰撞的状态,可以存储大量的冷却液。
在一些实施例中,请参阅图1至图3,钻头本体1上还设有用于监测牙轮旋转扭矩的扭矩传感器10,扭矩传感器10与控制系统5电性连接,在控制系统5上可显示牙轮的转动扭矩。扭矩传感器10采用现有技术中的一种传感器,可以直接进行实时监测,并将监测到的数据传递到控制系统5上或移动终端8上,以便工作人员观察和合理的控制喷水组件41的运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,包括:
钻头本体,远离牙轮的一端设有空腔,位于所述空腔外部的所述钻头本体的外壁用于与钻杆连接,所述钻头本体内部沿高度方向设有降温通道,所述降温通道使所述钻头本体上端与所述空腔内部之间连通;
温度传感器,设于所述钻头本体上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的温度;
转速传感器,设于所述钻头本体上靠近牙轮处,用于实时监测牙轮的转速;
降温机构,设于所述降温通道内,具有可在所述降温通道内沿所述钻头本体高度方向移动并可伸出所述降温通道上端的喷水组件,所述喷水组件用于向牙轮上喷射冷却液、以降低牙轮温度,所述喷水组件的冷却液输入端通过管路用于与所述钻头本体外部的供液组件输出端连通;以及
控制系统,设于所述空腔内,分别与所述温度传感器、所述转速传感器、所述降温机构电性连接,用于接收和显示所述温度传感器和所述转速传感器所监测到的信息,还用于控制所述降温机构运行;
所述喷水组件包括:
箱体,设于所述降温机构上,内部为中空;
缓冲囊,设于所述箱体内部,用于储水并可压缩和膨胀,所述缓冲囊的下端通过管路连通所述供液组件的输出端,所述管路穿过所述箱体底端,所述缓冲囊用于缓冲冷却液的输送压力和均匀输送冷却液至牙轮上;以及
多个喷水头,均铰接设于所述箱体上端,分别通过管路连通所述缓冲囊的上端,所述缓冲囊内的冷却液被缓冲后从多个所述喷水头喷出,所述喷水头喷射冷却液的方向均朝向牙轮,所述喷水头的喷射方向可调节。
2.如权利要求1所述的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,所述钻头本体外壁上设有振动发电机,所述空腔内设有与所述振动发电机的电能输出端电连接的蓄电池,所述蓄电池用于存储电能,所述蓄电池的电能输出端分别与所述降温机构和所述控制系统电性连接,并用于分别供电。
3.如权利要求1所述的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,还包括具有显示屏的移动终端,所述控制系统上设有第一无线通讯模块,所述移动终端上设有与所述第一无线通讯模块无线通讯连接的第二无线通讯模块,所述移动终端通过显示屏可实时观察牙轮的温度和转速,所述移动终端上设有用于控制所述降温机构运行的控制按钮。
4.如权利要求1所述的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,所述降温机构包括:
输送组件,设于所述降温通道内,输送方向沿所述钻头本体高度方向,所述输送组件的运行受控于所述控制系统,所述喷水组件设于所述输送组件上且可被输送,所述喷水组件随所述输送组件的输送可伸出所述降温通道上端,所述喷水组件伸出所述降温通道后的上端高度小于牙轮上端高度,所述喷水组件置于所述降温通道内的高度受控于所述输送组件且可通过所述控制系统调节。
5.如权利要求4所述的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,所述输送组件包括:
支撑架,可拆卸连接在所述降温通道内,所述支撑架上沿所述钻头本体高度方向设有长条形通孔;
滑轨,设于所述支撑架一侧面上,沿所述钻头本体高度方向设置,所述滑轨上滑动连接有滑块,所述喷水组件固设于所述滑块上;
带传动组件,设于所述支撑架上与所述滑轨相背的另一侧面上,包括主动轮、从动轮和包绕在所述主动轮和所述从动轮上的传送带,所述传送带在所述支撑架上循环旋转传送;
驱动器,设于所述支撑架上且与所述主动轮传动连接,用于驱动所述主动轮旋转,所述驱动器的运行受控于所述控制系统;
拨动杆,横向设置,穿过所述长条形通孔,一端与所述传送带固定连接、另一端与所述滑块固定连接,所述拨动杆借助于所述传送带运行以拨动所述滑块滑行。
6.如权利要求1所述的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,所述喷水头包括:
支柱,下端铰接设置在所述箱体上端、上端为自由端,所述支柱可绕铰接点转动;
喷嘴,设于所述支柱上端,用于喷射冷却液,所述喷嘴的进水端与所述缓冲囊上端的管路输出端连接;以及
调节杆,一端铰接在所述箱体上端、另一端铰接在所述支柱侧部,可伸缩调节且受控于所述控制系统,用于调节所述支柱的转动角度,以使所述喷嘴朝向牙轮喷射。
7.如权利要求6所述的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,所述喷嘴包括转动连接在所述支柱上端的转盘、设在所述转盘上的呈圆形的储水包以及设置在所述储水包圆周向上的多个喷头,所述储水包与所述缓冲囊上端的管路输出端连通,多个所述喷头均用于喷射冷却液,所述转盘转动后可限位在所述支柱上。
8.如权利要求1所述的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,所述箱体内侧底部设有多个电动伸缩杆,所述电动伸缩杆受控于所述控制系统,所述电动伸缩杆的推顶端与所述缓冲囊底端铰接连接,所述供液组件供液压力不足时,所述电动伸缩杆用于推顶所述缓冲囊呈压缩状,所述缓冲囊上端被所述箱体内侧顶部限位,所述缓冲囊内部冷却液被挤压输送到牙轮上,所述电动伸缩杆还用于改变冷却液喷向牙轮的压力。
9.如权利要求1所述的具有温度监测和降温功能的牙轮钻头,其特征在于,所述钻头本体上还设有用于监测牙轮旋转扭矩的扭矩传感器,所述扭矩传感器与所述控制系统电性连接,在所述控制系统上可显示牙轮的转动扭矩。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110921669.4A CN113818812B (zh) | 2021-08-11 | 2021-08-11 | 具有温度监测和降温功能的牙轮钻头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110921669.4A CN113818812B (zh) | 2021-08-11 | 2021-08-11 | 具有温度监测和降温功能的牙轮钻头 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113818812A CN113818812A (zh) | 2021-12-21 |
CN113818812B true CN113818812B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=78913120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110921669.4A Active CN113818812B (zh) | 2021-08-11 | 2021-08-11 | 具有温度监测和降温功能的牙轮钻头 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113818812B (zh) |
Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES270724A1 (es) * | 1961-05-22 | 1961-12-16 | Hughes Tool Co | Una barrena para formaciones duras provista de fresas giratorias |
US4542942A (en) * | 1982-07-06 | 1985-09-24 | Voest-Alpine Aktiengesellschaft | Bit holder equipped with a spraying device |
US4899835A (en) * | 1989-05-08 | 1990-02-13 | Cherrington Martin D | Jet bit with onboard deviation means |
NO20024216D0 (no) * | 2001-09-04 | 2002-09-04 | Hughes Ubdh Tool Company Llc | Nedihulls boreenhet |
GB0225148D0 (en) * | 2000-10-27 | 2002-12-11 | Baker Hughes Inc | Method and apparatus for monitoring and recording of the operating condition of a downhole drill bit during drilling operations |
WO2008055349A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Nd Downhole Technology Ltd. | Reverse nozzle drill bit |
WO2012051648A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | Drilling Tools Australia Pty Ltd | A drill bit |
CN103510849A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-01-15 | 安徽三山机械制造有限公司 | 一种对钻头喷水降温的牙轮钻机 |
CN207879264U (zh) * | 2018-01-11 | 2018-09-18 | 成都锐钻钻头制造有限公司 | 一种防止碎屑堵塞的牙轮钻头 |
CN208089228U (zh) * | 2018-04-20 | 2018-11-13 | 辽宁石油化工大学 | 一种实时获取地下参数的智能钻头 |
WO2019134432A1 (zh) * | 2018-01-08 | 2019-07-11 | 中国矿业大学 | 一种自携磨料式水力割缝钻头 |
CN110513047A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 沧州格锐特钻头有限公司 | 一种自激发液击振动牙轮钻头 |
CN110645038A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-03 | 吕梁学院 | 一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置 |
CN111997527A (zh) * | 2020-10-30 | 2020-11-27 | 胜利油田固邦石油装备有限责任公司 | 一种油田钻井用长喷嘴合金钻头及其使用方法 |
CN112177539A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-05 | 沧州格锐特钻头有限公司 | 一种具有水压致裂功能的钻头 |
CN112936426A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-11 | 李亚芬 | 一种节约水资源隐藏式钻头冷却装置 |
CN112975566A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 李肖杰 | 一种冷却方式多样化适时喷水钻头冷却装置 |
-
2021
- 2021-08-11 CN CN202110921669.4A patent/CN113818812B/zh active Active
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES270724A1 (es) * | 1961-05-22 | 1961-12-16 | Hughes Tool Co | Una barrena para formaciones duras provista de fresas giratorias |
US4542942A (en) * | 1982-07-06 | 1985-09-24 | Voest-Alpine Aktiengesellschaft | Bit holder equipped with a spraying device |
US4899835A (en) * | 1989-05-08 | 1990-02-13 | Cherrington Martin D | Jet bit with onboard deviation means |
GB0225148D0 (en) * | 2000-10-27 | 2002-12-11 | Baker Hughes Inc | Method and apparatus for monitoring and recording of the operating condition of a downhole drill bit during drilling operations |
NO20024216D0 (no) * | 2001-09-04 | 2002-09-04 | Hughes Ubdh Tool Company Llc | Nedihulls boreenhet |
WO2008055349A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Nd Downhole Technology Ltd. | Reverse nozzle drill bit |
WO2012051648A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | Drilling Tools Australia Pty Ltd | A drill bit |
CN103510849A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-01-15 | 安徽三山机械制造有限公司 | 一种对钻头喷水降温的牙轮钻机 |
WO2019134432A1 (zh) * | 2018-01-08 | 2019-07-11 | 中国矿业大学 | 一种自携磨料式水力割缝钻头 |
CN207879264U (zh) * | 2018-01-11 | 2018-09-18 | 成都锐钻钻头制造有限公司 | 一种防止碎屑堵塞的牙轮钻头 |
CN208089228U (zh) * | 2018-04-20 | 2018-11-13 | 辽宁石油化工大学 | 一种实时获取地下参数的智能钻头 |
CN110513047A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 沧州格锐特钻头有限公司 | 一种自激发液击振动牙轮钻头 |
CN110645038A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-03 | 吕梁学院 | 一种煤矿瓦斯抽采用钻孔与洗孔一体化装置 |
CN112177539A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-05 | 沧州格锐特钻头有限公司 | 一种具有水压致裂功能的钻头 |
CN111997527A (zh) * | 2020-10-30 | 2020-11-27 | 胜利油田固邦石油装备有限责任公司 | 一种油田钻井用长喷嘴合金钻头及其使用方法 |
CN112936426A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-11 | 李亚芬 | 一种节约水资源隐藏式钻头冷却装置 |
CN112975566A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 李肖杰 | 一种冷却方式多样化适时喷水钻头冷却装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113818812A (zh) | 2021-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111702299B (zh) | 一种盘架式全自动管路接头焊接系统 | |
CN203668425U (zh) | 一种罐清理装置 | |
CN106426384B (zh) | 生产键盘电路的冲床 | |
CN116357360B (zh) | 一体式树脂锚固剂安装设备以及多功能锚杆台车 | |
CN113818812B (zh) | 具有温度监测和降温功能的牙轮钻头 | |
CN209697263U (zh) | 一种汽车配件喷涂装置 | |
CN104193440B (zh) | 一种肥料发酵设备 | |
CN213102887U (zh) | 一种摆动式集装箱底板加工用喷涂装置 | |
CN203475780U (zh) | 一种移动式墙体喷涂装置 | |
CN215967763U (zh) | 用于机床加工中心的稳定型高压冷却装置 | |
CN2397250Y (zh) | 高效除尘系列轻便液压钻机 | |
CN214090853U (zh) | 一种送变电工程施工维护用便携式支撑架 | |
CN213174671U (zh) | 一种建筑防水涂膜装置 | |
CN210729909U (zh) | 一种铝合金型材粉末喷涂装置 | |
CN204918411U (zh) | 一种生物有机肥生产用菌肥复合包膜机 | |
CN211287771U (zh) | 一种煤矿工作用喷雾除尘设备 | |
CN203903470U (zh) | 一种自动喷淋传送装置 | |
CN112847829A (zh) | 一种机电安装用墙面取孔机 | |
CN215790329U (zh) | 一种物理发泡垫片冲片机用出料装置 | |
CN111774611A (zh) | 一种用于金属加工的机械装备制造钻孔设备 | |
CN201441959U (zh) | 一种挤压式上浆装置 | |
CN219111949U (zh) | 一种用于桥梁钢材的表面喷漆机 | |
CN220788021U (zh) | 一种润滑剂用灌装机构 | |
CN219684793U (zh) | 一种可调节的气雾润滑装置 | |
CN219257428U (zh) | 一种矿山开采用推车 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |