CN114346293B - 一种能够快速降温的高效金刚石钻头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够快速降温的高效金刚石钻头，包括安装座，所述安装座内设置有连接槽，所述连接槽内设置有卡接机构并卡接着钻杆，所述钻杆底部设置有钻头，所述钻头外表面设置有排屑机构；所述钻杆上设置有降温机构，所述降温机构用于对钻头进行降温；本发明通过安装座设置在钻孔设备上，在需要对玻璃进行打孔时，首先选择合适规格的钻头，其中钻头和钻杆是固定连接的，再将钻杆的顶部与连接槽之间卡接固定，通过采用卡接的方式，从而可以方便更换不同规格的钻头，使得本发明的实用性较高，而钻头外表面设置的排屑机构可以在金刚石的钻头钻孔时，将玻璃废屑从排屑槽排出去，使得钻头钻孔的更加顺利。

Description

一种能够快速降温的高效金刚石钻头

技术领域

本发明涉及钻头技术领域，具体涉及一种能够快速降温的高效金刚石钻头。

背景技术

做切削刃的钻头称为金刚石钻头。该钻头属一体式钻头，整个钻头没有活动的零部件，结构比较简单，具有高强度、高耐磨和抗冲击的能力，是20世纪80年代世界钻井三大新技术之一。现场使用证明，金刚石钻头在软-中硬地层中钻进时，有速度快、进尺多、寿命长、工作平稳、井下事故少、井身质量好等优点。

但是现有的金刚石钻头在切割时由于无法快速冷却，在对玻璃打孔时容易造成浮灰较多，还会导致玻璃周围容易碎裂。

为了解决上述问题，本发明中提出了一种能够快速降温的高效金刚石钻头。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种能够快速降温的高效金刚石钻头，以解决上述技术问题。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

一种能够快速降温的高效金刚石钻头，包括安装座，所述安装座内设置有连接槽，所述连接槽内设置有卡接机构并卡接着钻杆，所述钻杆底部设置有钻头，所述钻头外表面设置有排屑机构。

进一步地，所述钻杆上设置有降温机构，所述降温机构用于对钻头进行降温。

进一步地，所述降温机构包括注水孔，所述注水孔开设在钻杆的轴心上，且注水孔贯穿所述安装座和钻杆。

进一步地，所述降温机构包括凹孔，所述凹孔设置在钻杆内部，所述凹孔外侧设置有周向分布的散热孔，所述散热孔外侧均设置防屑机构。

进一步地，所述降温机构还包括变形隔板，所述变形隔板设置有两个且对称分布在凹孔内部，所述变形隔板之间固定连接有记忆合金弹簧。

进一步地，所述记忆合金弹簧位于两个变形隔板的上部位置。

进一步地，所述防屑机构包括导流板，所述导流板的一端固定设置在钻杆的外周面上，所述导流板的另一端倾斜朝下设置。

进一步地，所述导流板的截面设置成弧形，且弧形结构的内凹的一侧朝向散热孔，所述导流板的内凹表面设置有拱形板，所述拱形板凸起的一面固定设置着阻挡球。

进一步地，所述拱形板由记忆合金材料制成，拱形板的一端固定连接在导流板上，另一自由端与导流板接触；拱形板遇热收缩会拉动阻挡球。

进一步地，所述排屑机构包括排屑槽，所述排屑槽开设在钻头外表面上并倾斜设置。

进一步地，所述卡接机构包括卡块、伸缩弹簧和储液室，所述钻杆上设置有卡槽，所述连接槽内设置凹槽，所述凹槽内固定连接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧的另一端固定连接着卡块，凹槽一侧通过通孔与储液室连通，所述储液室固定连接在安装座的外表面上，储液室内填充有电流变液

有益效果：

A.本发明通过在钻杆上可以设置一个以上的卡槽，在安装时只需要将钻杆插入到连接槽内，钻杆先将卡块压缩回凹槽内，当卡槽与卡块正对时，卡块在伸缩弹簧的作用下推动卡块进入卡槽内，此时凹槽内的容量处于恒定状态，由于储液箱的液面高度大于凹槽的高度，因此储液箱内的电流变液会逐渐从连接槽填满凹槽内的空间，而电流变液与电源连通，因此当钻头启动时，电流变液通电变为固体，从而形成了与卡块一体的结构，从而对卡块进行了绝对的固定，进而使得钻杆和钻头在工作状态下结构强度大，不会发生脱离的现象，如需要拆卸，只需要将电流变液断电，即可按原操作拆卸更换，使得本发明拆卸更为方便快捷，结构稳定性也得到加强。

B.本发明通过在导流板内部设置得到拱形板，从而能够在钻头的温度快速上升时，使得拱形板从拱形恢复初始的趋向平面的形状，让阻挡球逐渐脱离散热孔，使得散热孔发挥作用，当钻头的温度较低时，靠内部的注水孔注水散热即可，拱形板保持拱形的状态，从而抵压阻挡球对散热孔进行密封，使得外面的灰尘以及钻孔时的飞屑都难以进入到散热孔内，保证散热孔的畅通。

C.本发明在钻头逐渐深入玻璃表面时，钻孔时会扬起大量的飞灰，此飞灰是玻璃粉末，如果落入眼睛中，会对人的眼睛有较大的损害，而通过设置有的散热孔，一方面加压后的水会经过散热孔喷射出去，从而对空气中的飞灰进行沉降，另一方面凹孔和散热孔配合可以增大与冷却水的接触面积，同时经过散热孔的小孔喷出可以使得喷出的冷却水流动速速更快，使得钻孔附近的玻璃的降温速度更快，使得玻璃破损率降低。

附图说明

图1为本发明能够快速降温的高效金刚石钻头的实施例的立体结构示意图；

图2为本发明能够快速降温的高效金刚石钻头的实施例去除防屑机构的示意图；

图3为本发明能够快速降温的高效金刚石钻头的实施例的结构示意图；

图4为本发明能够快速降温的高效金刚石钻头中图2中A-A的剖视示意图；

图5为本发明能够快速降温的高效金刚石钻头中图4的状态示意图；

图6为本发明能够快速降温的高效金刚石钻头中记忆合金弹簧的位置示意图；

图7为本发明能够快速降温的高效金刚石钻头中图3中B处结构放大图。

附图标记如下：

1、安装座；2、连接槽；3、卡接机构；31、卡块；32、伸缩弹簧；33、储液室；34、卡槽；35、通孔；4、钻杆；5、钻头；6、排屑机构；61、排屑槽；7、降温机构；71、注水孔；72、凹孔；73、散热孔；74、变形隔板；75、记忆合金弹簧；8、防屑机构；81、导流板；82、拱形板；83、阻挡球。

具体实施方式

下面结合附图1-7和实施例对本发明进一步说明：

一种能够快速降温的高效金刚石钻头，包括安装座1，所述安装座1内设置有连接槽2，所述连接槽2内设置有卡接机构3并卡接着钻杆4，所述钻杆4底部设置有钻头5，所述钻头5外表面设置有排屑机构6。安装座1设置在钻孔设备上，在需要对玻璃进行打孔时，首先选择合适规格的钻头5，其中钻头5和钻杆4是固定连接的，再将钻杆4的顶部与连接槽2之间卡接固定，通过采用卡接的方式，从而可以方便更换不同规格的钻头5，使得本发明的实用性较高，而钻头5外表面设置的排屑机构6可以在金刚石的钻头5钻孔时，将玻璃废屑从排屑槽61排出去，使得钻头5钻孔的更加顺利。

实施例中，所述钻杆4上设置有降温机构7，所述降温机构7用于对钻头5进行降温；所述降温机构7包括注水孔71，所述注水孔71开设在钻杆4的轴心上，且注水孔71贯穿所述安装座1和钻杆4。由于钻孔的钻头5是环形设置的，所以通过在轴心处设置注水孔71，可以在打孔的同时通过外设的驱动设备，将冷却水加压后送进注水孔71内部，从而可以对玻璃打孔的四周进行润滑，同时对钻头5和玻璃打孔处进行冷却，降低钻头5的损耗，提高钻头5的使用寿命，也让玻璃孔四周破裂的可能性降低。

实施例中，所述降温机构7包括凹孔72，所述凹孔72设置在钻杆4内部，所述凹孔72外侧设置有周向分布的散热孔73，所述散热孔73外侧均设置防屑机构8。在钻头5逐渐深入玻璃表面时，钻孔时会扬起大量的飞灰，此飞灰是玻璃粉末，如果落入眼睛中，会对人的眼睛有较大的损害，而通过设置有的散热孔73，一方面加压后的水会经过散热孔73喷射出去，从而对空气中的飞灰进行沉降，另一方面凹孔72和散热孔73配合可以增大与冷却水的接触面积，同时经过散热孔73的小孔喷出可以使得喷出的冷却水流动速速更快，使得钻孔附近的玻璃的降温速度更快，使得玻璃破损率降低。

实施例中，所述防屑机构8包括导流板81，所述导流板81的一端固定设置在钻杆4的外周面上，所述导流板81的另一端倾斜朝下设置。散热孔73喷出的水流强度大，冲击的距离会较远，造成该处玻璃孔无法得到冷却，而通过导流板81的设置，从而可以使得喷出的冷却水冲击到导流板81的凹面上，形成散射的效果，并且由于导流板81是倾斜朝下的，因此水流散射的方向整体是朝向钻头5外边和玻璃孔处，既可以使得钻孔时的飞灰得到有效沉降，也让冷却水的冷却效果更好；及时是在无冷却水的情况下，导流板81形成半覆盖散热孔73的状态，也可使得钻孔产生的废屑不易进入到散热孔73中，散热出口堵塞的情况会得到缓解。

实施例中，所述导流板81的截面设置成弧形，且弧形结构的内凹的一侧朝向散热孔73，所述导流板81的内凹表面设置有拱形板82，所述拱形板82凸起的一面固定设置着阻挡球83；所述拱形板82由记忆合金材料制成，拱形板82的一端固定连接在导流板81上，另一自由端与导流板81接触；拱形板82遇热收缩会拉动阻挡球83。通过在导流板81内部设置得到拱形板82，从而能够在钻头5的温度快速上升时，使得拱形板82从拱形恢复初始的趋向平面的形状，让阻挡球83逐渐脱离散热孔73，使得散热孔73发挥作用，当钻头5的温度较低时，靠内部的注水孔71注水散热即可，拱形板82保持拱形的状态，从而抵压阻挡球83对散热孔73进行密封，使得外面的灰尘以及钻孔时的飞屑都难以进入到散热孔73内，保证散热孔73的畅通。

实施例中，所述排屑机构6包括排屑槽61，所述排屑槽61开设在钻头5外表面上并倾斜设置。通过在钻头5外表面设置排屑槽61，可以对废屑进行导向，一方面能够在打孔时即使的排出废屑，避免废屑导出甩落的情况发生；另一方面倾斜设置的排屑槽61相比于竖直设置的排屑槽61，能够利用钻头5转动时产生的离心力，这样可以加速甩出废屑，比竖直的排屑槽61排屑效果更好。

本实施例中，所述降温机构7还包括变形隔板74，所述变形隔板74设置有两个且对称分布在凹孔72内部，所述变形隔板74之间固定连接有记忆合金弹簧75。当钻杆4内部的温度升的较慢时，由于外围拱形板82的感知较慢无法让阻挡球83受作出快速的反应，导致散热孔73的打开具有延迟性，因此通过内部设置记忆合金弹簧75，记忆合金弹簧75先受到内部钻杆4和钻头5的温度传导，率先作出变形伸展的动作，从而推动变形隔板74向两侧变形，进而压缩两侧的空间，使得空间减小的情况下压力变大，从而顶开阻挡球83，使得散热孔73发挥工作，且出水速度更快，于是能够更快速的对钻头5进行降温，钻头5的降温效果进一步提升。

本实施例中，所述记忆合金弹簧75位于两个变形隔板74的上部位置，使得记忆合金弹簧75伸展时更加容易推动变形隔板74向两侧变形，降温机构7的反应速度进一步提高。

本实施中，所述卡接机构3包括卡块31、伸缩弹簧32和储液室33，所述钻杆4上设置有卡槽34，所述连接槽2内设置凹槽，所述凹槽内固定连接有伸缩弹簧32，所述伸缩弹簧32的另一端固定连接着卡块31，凹槽一侧通过通孔35与储液室33连通，所述储液室33固定连接在安装座1的外表面上，储液室33内填充有电流变液。钻杆4上可以设置一个以上的卡槽34，在安装时只需要将钻杆4插入到连接槽2内，钻杆4先将卡块31压缩回凹槽内，当卡槽34与卡块31正对时，卡块31在伸缩弹簧32的作用下推动卡块31进入卡槽34内，此时凹槽内的容量处于恒定状态，由于储液箱的液面高度大于凹槽的高度，因此储液箱内的电流变液会逐渐从连接槽2填满凹槽内的空间，而电流变液与电源连通，因此当钻头5启动时，电流变液通电变为固体，从而形成了与卡块31一体的结构，从而对卡块31进行了绝对的固定，进而使得钻杆4和钻头5在工作状态下结构强度大，不会发生脱离的现象，如需要拆卸，只需要将电流变液断电，即可按原操作拆卸更换，使得本发明拆卸更为方便快捷，结构稳定性也得到加强。

本发明有益效果：

本发明安装座1设置在钻孔设备上，在需要对玻璃进行打孔时，首先选择合适规格的钻头5，其中钻头5和钻杆4是固定连接的，再将钻杆4的顶部与连接槽2之间卡接固定，通过采用卡接的方式，从而可以方便更换不同规格的钻头5，使得本发明的实用性较高，而钻头5外表面设置的排屑机构6可以在金刚石的钻头5钻孔时，将玻璃废屑从排屑槽61排出去，使得钻头5钻孔的更加顺利，使得本发明的实用价值得到提高；

由于钻孔的钻头5是环形设置的，所以通过在轴心处设置注水孔71，可以在打孔的同时通过外设的驱动设备，将冷却水加压后送进注水孔71内部，从而可以对玻璃打孔的四周进行润滑，同时对钻头5和玻璃打孔处进行冷却，降低钻头5的损耗，提高钻头5的使用寿命，也让玻璃孔四周破裂的可能性降低；

在钻头5逐渐深入玻璃表面时，钻孔时会扬起大量的飞灰，此飞灰是玻璃粉末，如果落入眼睛中，会对人的眼睛有较大的损害，而通过设置有的散热孔73，一方面加压后的水会经过散热孔73喷射出去，从而对空气中的飞灰进行沉降，另一方面凹孔72和散热孔73配合可以增大与冷却水的接触面积，同时经过散热孔73的小孔喷出可以使得喷出的冷却水流动速速更快，使得钻孔附近的玻璃的降温速度更快，使得玻璃破损率降低；

散热孔73喷出的水流强度大，冲击的距离会较远，造成该处玻璃孔无法得到冷却，而通过导流板81的设置，从而可以使得喷出的冷却水冲击到导流板81的凹面上，形成散射的效果，并且由于导流板81是倾斜朝下的，因此水流散射的方向整体是朝向钻头5外边和玻璃孔处，既可以使得钻孔时的飞灰得到有效沉降，也让冷却水的冷却效果更好；及时是在无冷却水的情况下，导流板81形成半覆盖散热孔73的状态，也可使得钻孔产生的废屑不易进入到散热孔73中，散热出口堵塞的情况会得到缓解；

通过在导流板81内部设置得到拱形板82，从而能够在钻头5的温度快速上升时，使得拱形板82从拱形恢复初始的趋向平面的形状，让阻挡球83逐渐脱离散热孔73，使得散热孔73发挥作用，当钻头5的温度较低时，靠内部的注水孔71注水散热即可，拱形板82保持拱形的状态，从而抵压阻挡球83对散热孔73进行密封，使得外面的灰尘以及钻孔时的飞屑都难以进入到散热孔73内，保证散热孔73的畅通；

当钻杆4内部的温度升的较慢时，由于外围拱形板82的感知较慢无法让阻挡球83受作出快速的反应，导致散热孔73的打开具有延迟性，因此通过内部设置记忆合金弹簧75，记忆合金弹簧75先受到内部钻杆4和钻头5的温度传导，率先作出变形伸展的动作，从而推动变形隔板74向两侧变形，进而压缩两侧的空间，使得空间减小的情况下压力变大，从而顶开阻挡球83，使得散热孔73发挥工作，且出水速度更快，于是能够更快速的对钻头5进行降温，钻头5的降温效果进一步提升；所述记忆合金弹簧75位于两个变形隔板74的上部位置，使得记忆合金弹簧75伸展时更加容易推动变形隔板74向两侧变形，降温机构7的反应速度进一步提高；

钻杆4上可以设置一个以上的卡槽34，在安装时只需要将钻杆4插入到连接槽2内，钻杆4先将卡块31压缩回凹槽内，当卡槽34与卡块31正对时，卡块31在伸缩弹簧32的作用下推动卡块31进入卡槽34内，此时凹槽内的容量处于恒定状态，由于储液箱的液面高度大于凹槽的高度，因此储液箱内的电流变液会逐渐从连接槽2填满凹槽内的空间，而电流变液与电源连通，因此当钻头5启动时，电流变液通电变为固体，从而形成了与卡块31一体的结构，从而对卡块31进行了绝对的固定，进而使得钻杆4和钻头5在工作状态下结构强度大，不会发生脱离的现象，如需要拆卸，只需要将电流变液断电，即可按原操作拆卸更换，使得本发明拆卸更为方便快捷，结构稳定性也得到加强。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种能够快速降温的高效金刚石钻头，包括安装座(1)，其特征在于，所述安装座(1)内设置有连接槽(2)，所述连接槽(2)内设置有卡接机构(3)并卡接着钻杆(4)，所述钻杆(4)底部设置有钻头(5)，所述钻头(5)外表面设置有排屑机构(6)；所述钻杆(4)上设置有降温机构(7)，所述降温机构(7)用于对钻头(5)进行降温；所述降温机构(7)包括注水孔(71)，所述注水孔(71)开设在钻杆(4)的轴心上，且注水孔(71)贯穿所述安装座(1)和钻杆(4)；所述降温机构(7)包括凹孔(72)，所述凹孔(72)设置在钻杆(4)内部，所述凹孔(72)外侧设置有周向分布的散热孔(73)，所述散热孔(73)外侧均设置防屑机构(8)；所述降温机构(7)还包括变形隔板(74)，所述变形隔板(74)设置有两个且对称分布在凹孔(72)内部，所述变形隔板(74)之间固定连接有记忆合金弹簧(75)；所述记忆合金弹簧(75)位于两个变形隔板(74)的上部位置；所述卡接机构(3)包括卡块(31)、伸缩弹簧(32)和储液室(33)，所述钻杆(4)上设置有卡槽(34)，所述连接槽(2)内设置凹槽，所述凹槽内固定连接有伸缩弹簧(32)，所述伸缩弹簧(32)的另一端固定连接着卡块(31)，凹槽一侧通过通孔(35)与储液室(33)连通，所述储液室(33)固定连接在安装座(1)的外表面上，储液室(33)内填充有电流变液。

2.如权利要求1所述的能够快速降温的高效金刚石钻头，其特征在于：所述防屑机构(8)包括导流板(81)，所述导流板(81)的一端固定设置在钻杆(4)的外周面上，所述导流板(81)的另一端倾斜朝下设置。

3.如权利要求2所述的能够快速降温的高效金刚石钻头，其特征在于：所述导流板(81)的截面设置成弧形，且弧形结构的内凹的一侧朝向散热孔(73)，所述导流板(81)的内凹表面设置有拱形板(82)，所述拱形板(82)凸起的一面固定设置着阻挡球(83)。

4.如权利要求3所述的能够快速降温的高效金刚石钻头，其特征在于：所述拱形板(82)由记忆合金材料制成，拱形板(82)的一端固定连接在导流板(81)上，另一自由端与导流板(81)接触。

5.如权利要求1所述的能够快速降温的高效金刚石钻头，其特征在于：所述排屑机构(6)包括排屑槽(61)，所述排屑槽(61)开设在钻头(5)外表面上并倾斜设置。

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