CN203796173U - 一种具定心装置的扩孔钻头 - Google Patents

Abstract

一种具定心装置的扩孔钻头，应用于冲击式高气压液压潜孔钻机，其特征在于，其包括扩孔钻头体、合金齿、定心径，其中，该扩孔钻头体具有一个用于冲击的端面，该端面中心部位向上凸设有一个起到定心作用的定心径，该定心径包括有一个冠部平面及连接该冠部平面至该端面的斜面，定心径上设置有对被扩的孔径不规则孔壁进行刮削的该合金齿。该扩孔钻头与钻杆连接，钻杆与液压凿岩机相连接，靠液压冲击成孔，冲击功较大，成孔效率较高。且定心径上合金对不规则英寸孔的孔径进行刮削，起到定心的作用，保证孔不偏心。并借助定心径上镶嵌的硬质合金，具有强度高，耐磨性好，可对不规则孔进行刮研，防止孔斜，定心效果好等优点。

Description

一种具定心装置的扩孔钻头

技术领域

本实用新型涉及一种扩孔钻头，特别是指一种应用于冲击式高气压液压潜孔钻机的具定心装置的扩孔钻头。

背景技术

目前，扩孔钻头是世界上最先进的高气压液压潜孔钻机的主要配件，其应用领域非常广泛，可在水利、建筑、矿山的桩基孔、炮孔施工领域发挥其优势作用，其效率比采用回转钻机和钢绳冲击钻机进行施工效率高2-3倍，是一种既经济又实效的施工方式，西方发达国家已普遍使用这种作业方式进行施工，是以液压为动力的一种液压冲击工具。液压凿岩机所产生的冲击功和冲击频率可以直接传给钻头，然后再通过钻机和钻杆的回转驱动，形成对岩石的脉动破碎能力，同时利用钻杆排出的压缩空气，对钻头进行冷却和将破碎后的岩石颗粒排出孔外，从而实现了孔底冲击回转钻进的目的。

但是，由于水井孔钻进施工时，要求将4英寸小孔扩成8英寸大孔，传统施工工艺采用的扩孔钻头或钻进钻头进行施工，其因没有设计钻头定心装置或钻头定心装置不合理，导致了扩孔后的孔出现倾斜的现象，施工单位对出现的孔斜问题，进行纠斜工艺施工，影响了施工进度。为此现有的技术有的是采用旋转钻机钻进方式，然而采用旋转钻机钻进方式的钻头工艺施工时，虽然其使得孔斜问题得以解决，但是由于旋转钻机相对于冲击式高气压液压潜孔钻机工艺落后，使得钻进效率低下问题凸显。因此设计一种可以快速扩孔并具有定心装置的钻头工具，从而保证钻进成孔质量，减小钻头扩孔钻进时间，降低钻机钻进成本，提高施工作业效率。

另外，由于液压钻机钻进施工时，经常要求将4英寸小孔扩成8英寸大孔，在使用扩孔钻头时需要设置扩孔钻头排风槽，但是现有的因其结构设计不合理，极易导致钻头质量事故，如排风槽设计大了，钻头主体结构强度降低，易出现断体、掉瓣现象，二排风槽设计小了，易出现排渣不均匀、不彻底的现象。因此设计一种可以快速扩孔并具有良好排风装置钻头工具产品，从而减小扩孔钻头钻进时间，降低钻进成本，提高施工作业效率。为此，许多生产厂家及有识之士针对上述问题进行了研究和开发，但至今尚未有理想的产品在市场上面世。

实用新型内容

为克服现有液压凿岩钻机施工作业时的上述弊病，本实用新型的目的是提供一种结构简单合理、使用可靠的具定心装置的扩孔钻头及一种可以应用于该扩孔钻头的扩孔钻头排风装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种具定心装置的扩孔钻头，应用于冲击式高气压液压潜孔钻机，其包括扩孔钻头体、合金齿、定心径，其中，扩孔钻头体具有一个用于冲击的端面，该端面中心部位向上凸设有一个起到定心作用的定心径，该定心径包括有一个冠部平面及连接该冠部平面至该端面的斜面，定心径上设置有对被扩的孔径不规则孔壁进行刮削的该合金齿。

其中，该扩孔钻头为4英寸×8英寸扩孔钻头，所述的定心径尺寸为φ102mm，定心径平面尺寸为φ50mm，所述斜面为25°-35°。

其中，所述扩孔钻头体是由低碳马氏体钢构成的，该扩孔钻头主体的冠部平面与斜面中是以预定过盈量冷镶有37个合金齿。

其中，该端面与钻头中心线具有一个夹角β，所述斜面与钻头中心线一个夹角α，且α远小于β。

其中，所述端面设置定心径之外处布设有冲击破碎岩层的合金齿，且该扩孔钻头设有将已破碎的岩层排出的排风槽。

其中，该定心径由冠部平面先向该端面沿轴向延伸一预定距离然后借助所述斜面连接至该端面，以提升定位之效果。且该斜面的截面为曲线或直线。

本实用新型还提供了一种扩孔钻头排风装置其包括：扩孔钻头，该扩孔钻头具有一个切削端面，该切削端面覆设有合金齿层，该扩孔钻头包括设置于该扩孔钻头中心线的与钻杆连接的左旋螺纹孔；一个中心排风孔，该中心排风孔一端与该左旋螺纹孔连通；数个沿该扩孔钻头中心线对称间隔设置的斜面排风孔，所述斜面排风孔的一端均与该中心排风孔连通；数个端面排风孔，设置于该扩孔钻头的切削端面，所述端面排风孔与所述斜面排风孔的另一端连通，且所述端面排风孔设于钻头体端面与合金齿层之间；数个轴向排风槽，设于该扩孔钻头的周缘，一端与所述端面排风孔的另一端连通；其中，压缩空气通过钻杆的中心孔及所述左旋螺纹孔、中心排风孔、斜面排风孔、端面排风孔、轴向排风槽及钻头体与合金齿层的间隙将扩孔钻头冲击破碎的岩渣面排出孔外。

其中，所述斜面排风孔为4个φ12的通孔。

其中，中心排风孔为φ16的通孔。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案，它主要包括扩孔钻头体6、合金齿7、定心径8，4英寸定心径尺寸为φ102，包括φ50平面，30°斜面，定心径上合金对不规则4英寸孔的孔径进行刮削，起到定心的作用，保证扩孔钻头钻进时孔不会偏心。另外，它还可包括T38左旋螺纹孔1、φ16中心排风孔2、φ12斜面排风孔3、端面排风孔4、轴向排风槽5、钻头体6、合金7，4英寸×8英寸扩孔钻头排风装置排风原理是来自空压机的压缩空气通过钻杆中心孔、T38左旋螺纹孔，4个φ12斜面排风孔、端面排风孔4、轴向排风槽5，将钻头冲击打碎的岩渣面排出孔外。其中，排风槽采用对称结构设计保证了其排风的均匀性，排风槽尺寸经过现场施工作业适合于中等硬度岩层而设计。

采用上述结构后，与现有技术相比有如下优点和效果。

一是定心径上镶嵌的硬质合金，强度高，耐磨性好，可对不规则孔进行刮研，防止孔斜，定心效果好。

二是该钻头由液压凿岩机驱动，通过钻杆、钻头破碎岩层，冲击功大，有效降低钻进成本，提高生产效率。

而且该排风槽结构设计采用对称结构，防止排风出现吹渣不均匀现象，排风效果好，并且该排风装置结构尺寸设计，既满足钻头主体强度要求，又符合提高排风吹渣效率要求，有效降低钻进成本，提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的钻头主体及排风装置示意图。

图2为本实用新型的钻头冠部合金齿分布及排风装置示意图。

图3为图2的A-A剖面示意图。

其中：

1…左旋螺纹孔，2…φ16排风孔，3…φ12斜面排风孔，4…端面排风孔，5…轴向排风槽，6…钻头体，7…合金齿，8…定心径。

具体实施方式

图1至图2所示，为本实用新型一种具定心装置的扩孔钻头及排风装置的具体实施方案。

该一种具定心装置的扩孔钻头整体为铆镶件结构，于本具体实施例中是以4英寸×8英寸扩孔钻头为例，该扩孔钻头包含一定心装置，其主要是包括扩孔钻头体6、合金齿7、定心径8，扩孔钻头体1由低碳马氏体钢构成，37个合金齿7通过一定过盈量，冷镶在钻头主体端面及冠部平面与斜面中，该扩孔钻头与T38左旋螺纹钻杆连接，钻杆与液压凿岩机相连接，该钻头靠液压冲击成孔，冲击功较大，成孔效率较高。该端面与钻头中心线具有一个夹角β，所述斜面与钻头中心线一个夹角α，且α远小于β。于本具体实施例中，α为30°，β较佳为60°-90°，该扩孔钻头定心装置由φ102尺寸构成定心径8，定心径8包括φ50平面，30°斜面，定心径8上合金对不规则4英寸孔的孔径进行刮削，起到定心的作用，保证孔不偏心。φ102-φ203尺寸(该端面设置定心径之外处)所布合金齿冲击破碎岩层，已破碎的岩层由排风槽排出孔外。借助该定心装置，定心效果好，扩孔钻头钻进效率高。

而该扩孔钻头的排风装置是由各排风孔、槽构成，排风孔、槽的设计可根据岩层地质结构设计，硬岩层为了提高钻头体的强度，排风槽不宜尺寸过大，软岩层为了提高排渣效率，通常将钻头的排风槽设计的尺寸大一点。本实施例的扩孔钻头适合于中等硬度岩层使用(f＝8级)，排风槽的设计采用四个排风孔、槽对称结构设计。

所述的4英寸×8英寸扩孔钻头排风装置，它包括1T38左旋螺纹孔，2φ16排风孔，3φ12斜面排风孔，4端面排风孔，5轴向排风槽，6钻头体，7合金，该扩孔钻头与T38钻杆连接在一起，钻杆与液压凿岩机动力头连在一起。来自液压凿岩机冲击应力波通过钻杆传递到扩孔钻头，钻头合金齿冲击破碎岩层。来自空压机的压缩空气通过钻杆中心孔、T38左旋螺纹孔1，φ16中心排风孔2、4个φ12斜面排风孔3、端面排风孔4、轴向排风槽5、钻头体6与合金齿7的间隙，将钻头冲击破碎的岩渣面排出孔外。该排风装置，排风效果好，扩孔钻头钻进效率高。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，并非对本实用新型作出任何形式上的限制，在不脱离本实用新型的技术方案基础上，所作出的简单修改、等同变化或修饰，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种具定心装置的扩孔钻头，应用于冲击式高气压液压潜孔钻机，其特征在于，其包括扩孔钻头体、合金齿、定心径，其中，该扩孔钻头体具有一个用于冲击的端面，该端面中心部位向上凸设有一个起到定心作用的定心径，该定心径包括有一个冠部平面及连接该冠部平面至该端面的斜面，定心径上设置有对被扩的孔径不规则孔壁进行刮削的该合金齿。

2.根据权利要求1所述的一种具定心装置的扩孔钻头，其特征在于：扩孔钻头为4英寸×8英寸扩孔钻头，所述的定心径尺寸为φ102mm，定心径平面尺寸为φ50mm，所述斜面为25°-35°。

3.根据权利要求2所述的一种具定心装置的扩孔钻头，其特征在于：

所述扩孔钻头体是由低碳马氏体钢构成的，该扩孔钻头主体的冠部平面与斜面中是以预定过盈量冷镶有37个合金齿。

4.根据权利要求1所述的一种具定心装置的扩孔钻头，其特征在于：

该端面与钻头中心线具有一个夹角β，所述斜面与钻头中心线一个夹角α，且α远小于β。

5.根据权利要求1所述的一种具定心装置的扩孔钻头，其特征在于：

所述端面设置定心径之外处布设有冲击破碎岩层的合金齿，且该扩孔钻头设有将已破碎的岩层排出的排风槽。