CN114131085A - 一种防断裂使用寿命长的钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防断裂使用寿命长的钻头,包括钻身的下方设置有钻头,钻头和钻身之间设置有安装机构,安装机构包括连接柱、安装柱和两个限位块,钻身的一端与连接柱固定连接,安装柱的一端与钻头固定连接,安装柱的另一端位于连接柱上,两个限位块分别位于安装柱的顶部与底部,限位块的顶部位于连接柱上,安装柱与安装槽的内腔滑动穿插连接。本发明通过利用钻身、钻头、连接柱、安装柱、限位块、弹簧、固定架、固定杆、固定环、贯穿槽和圆形槽的相互配合,连接柱与安装柱相连接,限位块对安装柱的位置进行限定,有利于对钻头与钻身进行安装和拆卸,便于对钻头进行更换,便于充分利用钻身,有利于降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及钻头领域,特别涉及一种防断裂使用寿命长的钻头。
背景技术
钻头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,钻头是进行石油钻井工作的重要工具之一,钻头是否适应岩石性质及其质量的好坏,在选用钻井工艺方面起着非常重要的作用,特别是对钻井质量、钻探速度和钻井成本方面产生着巨大的影响,PDC钻头是当今石油和天然气勘探开发行业广泛使用的一种破岩工具,它有效地提高了机械钻具,缩短了钻井周期。
钻头被广泛应用在各个施工领域,钻头的种类多样,常用的钻头主要有麻花钻、扁钻、中心钻、深孔钻和套料钻,钻头在使用时,首先将钻头安装在对应钻孔机上,然后进行钻孔,钻头、钻身和钻颈通常为一体设置,钻头在长时间使用后,钻头出现磨损,钻孔质量较差,因此需要对钻头、钻身和钻颈整体进行更换,这种方式不便于对钻头进行更换,会相应的增加成本,使钻身和钻颈的利用率较小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防断裂使用寿命长的钻头,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种防断裂使用寿命长的钻头,包括钻身,所述钻身的下方设置有钻头,所述钻头和钻身之间设置有安装机构;
所述安装机构包括连接柱、安装柱和两个限位块,所述钻身的一端与连接柱固定连接,所述安装柱的一端与钻头固定连接,所述安装柱的另一端位于连接柱上,两个所述限位块分别位于安装柱的顶部与底部,所述限位块的顶部位于连接柱上。
优选的,所述连接柱的一端开设有安装槽,所述安装柱与安装槽的内腔滑动穿插连接,所述安装柱的顶端与底端均开设有滑动槽,所述限位块与滑动槽的内腔滑动穿插连接。
优选的,所述安装槽内壁的顶端和底端均开设有限位槽,所述限位块与限位槽的内腔滑动穿插连接,所述滑动槽内壁的边侧对称固定连接有固定杆,所述限位块的边侧对称开设有滑槽,所述固定杆与滑槽的内腔滑动穿插连接。
优选的,所述限位块的边侧对称固定连接有固定架,所述固定架的中部开设有通槽,所述固定杆与通槽的内腔滑动穿插连接,所述固定杆的外壁套设有弹簧。
优选的,所述固定杆的外壁固定穿插连接有固定环,所述弹簧的一端与滑动槽内壁的边侧固定连接,所述弹簧的另一端与固定架固定连接。
优选的,所述限位槽内壁的边侧开设有贯穿槽,所述贯穿槽内壁的边侧开设有圆形槽,所述圆形槽的内部设置有转动块,所述转动块的边侧固定连接有螺纹柱,所述螺纹柱与贯穿槽的内腔螺纹穿插连接,所述转动块的另一边侧固定连接有方型块。
优选的,所述安装槽内壁的一侧固定连接有加强柱,所述安装柱的另一端开设有装配槽,所述加强柱与装配槽的内腔滑动穿插连接。
优选的,所述钻头的一侧对称设置有第一切削刃,所述钻头的外壁设置有多个第二切削刃,所述钻头的外壁设置有多个第三切削刃,所述第三切削刃位于第二切削刃之间,所述钻身的另一端固定连接有钻颈,所述钻颈的两边侧均设置有定位槽。
优选的,所述钻身的外壁设置有耐磨层,所述耐磨层的内壁固定连接有加强层,所述加强层的内壁与钻身的外壁固定连接;
所述耐磨层包括耐高温层、陶瓷聚合物涂层、有机硅层和无机涂料层,所述耐高温层的内壁与陶瓷聚合物涂层的外壁固定连接,所述陶瓷聚合物涂层的内壁与有机硅层的外壁固定连接,所述有机硅层的内壁与无机涂料层的外壁固定连接,所述无机涂料层的内壁与加强层的外壁固定连接。
优选的,所述加强层包括煤焦油瓷漆层、聚苯醚树脂层和刚性层,所述煤焦油瓷漆层的内壁与聚苯醚树脂层的外壁固定连接,所述聚苯醚树脂层的内壁与刚性层的外壁固定连接。
本发明的技术效果和优点:
(1)本发明通过利用钻身、钻头、连接柱、安装柱、限位块、弹簧、固定架、固定杆、固定环、贯穿槽和圆形槽的相互配合,连接柱与安装柱相连接,限位块对安装柱的位置进行限定,有利于对钻头与钻身进行安装和拆卸,便于对钻头进行更换,便于充分利用钻身,有利于降低成本;
(2)本发明通过利用方型块、转动块、螺纹柱、第一切削刃、第二切削刃和第三切削刃的相互配合,方型块有利于带动转动块和螺纹柱进行转动,转动块和螺纹柱有利于对贯穿槽进行遮挡,避免碎屑进入到贯穿槽的内部,第一切削刃、第二切削刃和第三切削刃有利于增加钻头的硬度,同时便于延长钻头的使用寿命;
(3)本发明通过利用煤焦油瓷漆层、聚苯醚树脂层、刚性层和耐磨层的相互配合,有利于增加钻头和钻身的刚性,便于延长钻头和钻身的使用寿命,同时有利于防止钻身的随意断裂。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明正面剖视结构示意图。
图3为本发明图2中A处放大结构示意图。
图4为本发明图3中B处放大结构示意图。
图5为本发明图3中C处放大结构示意图。
图6为本发明钻头处结构示意图。
图7为本发明钻身处俯面结构示意图。
图8为本发明加强层处俯面结构示意图。
图9为本发明耐磨层处俯面结构示意图。
图中:1、钻身;2、钻颈;3、钻头;4、连接柱;5、安装柱;6、限位块;7、滑动槽;8、固定杆;9、弹簧;10、固定架;11、固定环;12、滑槽;13、安装槽;14、贯穿槽;15、螺纹柱;16、转动块;17、方型块;18、圆形槽;19、加强柱;20、装配槽;21、第一切削刃;22、第二切削刃;23、第三切削刃;24、加强层;2401、煤焦油瓷漆层;2402、聚苯醚树脂层;2403、刚性层;25、耐磨层;2501、耐高温层;2502、陶瓷聚合物涂层;2503、有机硅层;2504、无机涂料层。
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。
本发明提供了如图1-9所示的一种防断裂使用寿命长的钻头,包括钻身1,钻身1的下方设置有钻头3,钻头3和钻身1之间设置有安装机构。
安装机构包括连接柱4、安装柱5和两个限位块6,连接柱4有利于对安装柱5的位置进行限定,便于对钻头3进行安装和拆卸,安装柱5有利于带动钻头3进行运动,进而有利于对钻头3进行安装和拆卸,且连接柱4、限位块6和安装柱5均为金刚石材质,便于增加钻头3连接的稳定性,有利于对钻头3进行更换,便于节省相应的成本,限位块6有利于对连接柱4和安装柱5的相对位置进行限定,进而有利于对钻头3进行安装和拆卸,且限位块6一侧的顶部设有斜面,便于使限位块6与连接柱4相挤压,有利于对钻头3进行安装,有利于提高安装工作效率,钻身1的一端与连接柱4固定连接,安装柱5的一端与钻头3固定连接,安装柱5的另一端位于连接柱4上,两个限位块6分别位于安装柱5的顶部与底部,限位块6的顶部位于连接柱4上。
连接柱4的一端开设有安装槽13,有利于安装柱5与其内腔相配合,便于对钻头3进行安装,安装柱5与安装槽13的内腔滑动穿插连接,安装柱5的顶端与底端均开设有滑动槽7,有利于限位块6在其内腔进行滑动,有利于使限位块6隐藏在滑动槽7的内腔,便于对安装柱5的位置限定进行解除,有利于对钻头3进行拆卸,限位块6与滑动槽7的内腔滑动穿插连接。
安装槽13内壁的顶端和底端均开设有限位槽,有利于对限位块6和连接柱4的相对位置进行限定,限位块6与限位槽的内腔滑动穿插连接,滑动槽7内壁的边侧对称固定连接有固定杆8,有利于对限位块6进行连接,限位块6的边侧对称开设有滑槽12,有利于固定杆8在其内腔进行滑动,固定杆8与滑槽12的内腔滑动穿插连接。
限位块6的边侧对称固定连接有固定架10,有利于推动限位块6进行运动,便于使限位块6只做垂直上下运动,有利于对钻头3进行安装,固定架10的中部开设有通槽,固定杆8与通槽的内腔滑动穿插连接,固定杆8的外壁套设有弹簧9,弹簧9的弹力有利于使限位块6运动后恢复至原位置,便于对钻头3进行安装和拆卸。
固定杆8的外壁固定穿插连接有固定环11,有利于对固定架10和限位块6的位置进行限定,避免固定架10因弹簧9的弹力与滑动槽7的内腔和固定杆8相脱离,弹簧9的一端与滑动槽7内壁的边侧固定连接,弹簧9的另一端与固定架10固定连接。
限位槽内壁的边侧开设有贯穿槽14,有利于利用外界工具顺着贯穿槽14的内腔推动限位块6进行运动,便于使限位块6进入到滑动槽7的内部,进而有利于对钻头3进行拆卸,贯穿槽14内壁的边侧开设有圆形槽18,有利于转动块16在其内腔进行运动,圆形槽18的内部设置有转动块16,有利于带动螺纹柱15进行转动,进而有利于对贯穿槽14的内腔进行遮挡,避免碎屑进入到贯穿槽14的内部堵塞贯穿槽14的内部,使其无法推动限位块6进行运动,转动块16的边侧固定连接有螺纹柱15,有利于对贯穿槽14的内部进行遮挡,螺纹柱15与贯穿槽14的内腔螺纹穿插连接,转动块16的另一边侧固定连接有方型块17,有利于对转动块16进行转动,便于带动螺纹柱15进行转动。
安装槽13内壁的一侧固定连接有加强柱19,加强柱19为矩形,加强柱19有利于对安装柱5的位置进行加强,便于使钻头3更加稳定,安装柱5的另一端开设有装配槽20,装配槽20为矩形槽,加强柱19与装配槽20的内腔滑动穿插连接。
钻头3的一侧对称设置有第一切削刃21,钻头3的外壁设置有多个第二切削刃22,钻头3的外壁设置有多个第三切削刃23,第三切削刃23位于第二切削刃22之间,第一切削刃21、第二切削刃22和第三切削刃23均为金刚石材质,第一切削刃21、第二切削刃22和第三切削刃23有利于使钻头3更加锋利,同时若第一切削刃21磨损损坏,且第二切削刃22和第三切削刃23仍可进行使用,进而便于延长钻头3的使用寿命,钻身1的另一端固定连接有钻颈2,钻颈2的两边侧均设置有定位槽,有利于对钻头3和钻身1进行安装。
钻身1的外壁设置有耐磨层25,有利于使钻身1具有耐磨性,便于延长钻身1的使用寿命,同时便于防止钻身1的随意断裂,耐磨层25的内壁固定连接有加强层24,加强层24的内壁与钻身1的外壁固定连接,耐磨层25和加强层24均同样设置于钻头3上,便于提高钻头3的耐磨性。
耐磨层25包括耐高温层2501、陶瓷聚合物涂层2502、有机硅层2503和无机涂料层2504,耐高温层2501为铝镍合金材质,铝镍合金具有耐酸腐蚀、应力腐蚀和耐高温性,便于增加钻身1的耐高温性,陶瓷聚合物涂层2502为纳米陶瓷材质,纳米陶瓷具有高硬度和耐磨性好的优点,有利于增加钻身1和钻头3的耐磨性,有机硅层2503和无机涂料层2504有利于对钻身1和钻头3进行防腐,且有机硅层2503和无机涂料层2504厚度较高时,会有隔热保温的效果,有利于增加钻身1和钻头3的防腐性和耐高温性,耐高温层2501的内壁与陶瓷聚合物涂层2502的外壁固定连接,陶瓷聚合物涂层2502的内壁与有机硅层2503的外壁固定连接,有机硅层2503的内壁与无机涂料层2504的外壁固定连接,无机涂料层2504的内壁与加强层24的外壁固定连接。
加强层24包括煤焦油瓷漆层2401、聚苯醚树脂层2402和刚性层2403,煤焦油瓷漆是由高温煤焦油分馏得到的重质馏分和煤沥青,添加煤粉和填料,经加热熬制而成的制品,聚苯醚树脂层2402材质为聚苯醚树脂,聚苯醚树脂具有较高的耐高温性、刚性大和耐热性高,煤焦油瓷漆层2401有利于使钻身1和钻头3的表面形成屏障,避免水和氧气与其解接触,便于对钻身1和钻头3进行防腐,聚苯醚树脂层2402具有加高的耐热性、良好的阻燃性和耐磨性能,有利于使钻身1和钻头3更加耐磨,刚性层2403为金刚石材质,有利于增加钻身1和钻头3的刚性,煤焦油瓷漆层2401的内壁与聚苯醚树脂层2402的外壁固定连接,聚苯醚树脂层2402的内壁与刚性层2403的外壁固定连接。
本发明工作原理:
当需要对钻头3进行更换时,将钻身1和钻头3垂直上下放置,首先利用外界工具对方型块17进行转动,方型块17带动转动块16进行转动,转动块16在圆形槽18的内腔中进行转动,然后转动块16带动螺纹柱15在贯穿槽14的内腔中进行转动,然后使螺纹柱15与贯穿槽14的内腔相脱离,然后利用外界工具与贯穿槽14滑动穿插连接,然后推动限位块6进行运动,限位块6在限位槽的内腔中进行滑动,限位块6带动固定架10进行运动,固定架10在固定杆8的外壁进行滑动,固定杆8的外壁在通槽的内腔中进行滑动,限位块6在滑动槽7的内腔中进行滑动,然后固定杆8和固定环11进入到滑槽12的内腔中,同时固定架10对弹簧9进行挤压压缩,弹簧9对固定架10产生弹力,然后推动至限位块6与限位槽的内腔相脱离,且限位块6进入到滑动槽7的内部,此时安装柱5的位置限定被解除,然后钻头3由于自身重力向下运动,钻头3带动安装柱5在安装槽13的内腔中运动,与此同时加强柱19在装配槽20的内腔中进行滑动,此时钻头3与钻身1相脱离,即可完成对钻头3的拆卸,对钻头3进行更换;
耐高温层2501为铝镍合金材质,铝镍合金具有耐酸腐蚀、应力腐蚀和耐高温性,便于增加钻身1的耐高温性,陶瓷聚合物涂层2502为纳米陶瓷材质,纳米陶瓷具有高硬度和耐磨性好的优点,有利于增加钻身1和钻头3的耐磨性,有机硅层2503和无机涂料层2504有利于对钻身1和钻头3进行防腐,且有机硅层2503和无机涂料层2504厚度较高时,会有隔热保温的效果,有利于增加钻身1和钻头3的防腐性和耐高温性,煤焦油瓷漆层2401有利于使钻身1和钻头3的表面形成屏障,避免水和氧气与其解接触,便于对钻身1和钻头3进行防腐,聚苯醚树脂层2402具有加高的耐热性、良好的阻燃性和耐磨性能,有利于使钻身1和钻头3更加耐磨,刚性层2403为金刚石材质,有利于增加钻身1和钻头3的刚性。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防断裂使用寿命长的钻头,包括钻身(1),其特征在于,所述钻身(1)的下方设置有钻头(3),所述钻头(3)和钻身(1)之间设置有安装机构;
所述安装机构包括连接柱(4)、安装柱(5)和两个限位块(6),所述钻身(1)的一端与连接柱(4)固定连接,所述安装柱(5)的一端与钻头(3)固定连接,所述安装柱(5)的另一端位于连接柱(4)上,两个所述限位块(6)分别位于安装柱(5)的顶部与底部,所述限位块(6)的顶部位于连接柱(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述连接柱(4)的一端开设有安装槽(13),所述安装柱(5)与安装槽(13)的内腔滑动穿插连接,所述安装柱(5)的顶端与底端均开设有滑动槽(7),所述限位块(6)与滑动槽(7)的内腔滑动穿插连接。
3.根据权利要求2所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述安装槽(13)内壁的顶端和底端均开设有限位槽,所述限位块(6)与限位槽的内腔滑动穿插连接,所述滑动槽(7)内壁的边侧对称固定连接有固定杆(8),所述限位块(6)的边侧对称开设有滑槽(12),所述固定杆(8)与滑槽(12)的内腔滑动穿插连接。
4.根据权利要求3所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述限位块(6)的边侧对称固定连接有固定架(10),所述固定架(10)的中部开设有通槽,所述固定杆(8)与通槽的内腔滑动穿插连接,所述固定杆(8)的外壁套设有弹簧(9)。
5.根据权利要求4所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述固定杆(8)的外壁固定穿插连接有固定环(11),所述弹簧(9)的一端与滑动槽(7)内壁的边侧固定连接,所述弹簧(9)的另一端与固定架(10)固定连接。
6.根据权利要求3所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述限位槽内壁的边侧开设有贯穿槽(14),所述贯穿槽(14)内壁的边侧开设有圆形槽(18),所述圆形槽(18)的内部设置有转动块(16),所述转动块(16)的边侧固定连接有螺纹柱(15),所述螺纹柱(15)与贯穿槽(14)的内腔螺纹穿插连接,所述转动块(16)的另一边侧固定连接有方型块(17)。
7.根据权利要求2所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述安装槽(13)内壁的一侧固定连接有加强柱(19),所述安装柱(5)的另一端开设有装配槽(20),所述加强柱(19)与装配槽(20)的内腔滑动穿插连接。
8.根据权利要求1所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述钻头(3)的一侧对称设置有第一切削刃(21),所述钻头(3)的外壁设置有多个第二切削刃(22),所述钻头(3)的外壁设置有多个第三切削刃(23),所述第三切削刃(23)位于第二切削刃(22)之间,所述钻身(1)的另一端固定连接有钻颈(2),所述钻颈(2)的两边侧均设置有定位槽。
9.根据权利要求1所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述钻身(1)的外壁设置有耐磨层(25),所述耐磨层(25)的内壁固定连接有加强层(24),所述加强层(24)的内壁与钻身(1)的外壁固定连接;
所述耐磨层(25)包括耐高温层(2501)、陶瓷聚合物涂层(2502)、有机硅层(2503)和无机涂料层(2504),所述耐高温层(2501)的内壁与陶瓷聚合物涂层(2502)的外壁固定连接,所述陶瓷聚合物涂层(2502)的内壁与有机硅层(2503)的外壁固定连接,所述有机硅层(2503)的内壁与无机涂料层(2504)的外壁固定连接,所述无机涂料层(2504)的内壁与加强层(24)的外壁固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种防断裂使用寿命长的钻头,其特征在于,所述加强层(24)包括煤焦油瓷漆层(2401)、聚苯醚树脂层(2402)和刚性层(2403),所述煤焦油瓷漆层(2401)的内壁与聚苯醚树脂层(2402)的外壁固定连接,所述聚苯醚树脂层(2402)的内壁与刚性层(2403)的外壁固定连接。
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