CN204476291U - 塔式多层刀片水冷钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种塔式多层刀片水冷钻头，该钻头是由钻头胎体、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、钻杆、主水道、支水道和空腔组成，钻头胎体采用多层塔式结构，每层钻头胎体上布设有若干个刀架，每层的刀架的数量从上至下递增，每个刀架上固定有若干个PDC刀片，在钻头胎体内布设有伞状结构的水道，将高压水输送到胎体上对刀片进行冷却，本实用新型所述的钻头克服了传统钻头结构上的缺陷，不仅可用于钻进硬度较低的煤层，还能钻进硬度较高的岩石层，大幅提升了钻机的性能，扩大了钻机的用途范围，增加了钻头的使用寿命，提高了钻进效率，可钻制出质量较高的生产用孔，由于采用了凸式胎托结构，有利于排屑。

Description

塔式多层刀片水冷钻头

技术领域

本实用新型涉及一种塔式多层刀片水冷钻头，属于矿用机械，尤其涉及一种电动钻机钻头。

背景技术

在煤矿作业中，通常使用煤矿用液压坑道钻机钻进煤矿井下瓦斯抽（排）放孔、注浆灭火孔、煤层注水孔、防突卸压孔、地质勘探孔及其它大直径、长距离的工程孔。施工中常常会遇到较坚硬的岩石层。而传统的煤矿用坑道钻机钻头多为圆柱形或者圆锥形，专用于钻制硬度较低的煤层。由于钻头的刀片多为合金刀片，也不具备冷却系统，而且其结构上也存在一定的缺陷，致使其无法钻制硬度较高的岩石层。生产和施工过程中钻头极易损坏，导致钻头的使用寿命较短。在小角度钻制煤层时，排屑也较困难。而且钻进效率较低，钻制出的孔直线度和光洁度也较差。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种既能钻进煤层，还能钻进岩石层的多用途塔式多层刀片水冷钻头，该钻头是由钻头胎体、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、钻杆、主水道、支水道和空腔组成，钻头胎体采用多层塔式结构，每层钻头胎体上布设有若干个刀架，每层的刀架的数量从上至下递增，每个刀架上固定有若干个PDC刀片，在钻头胎体内布设有伞状结构的水道，将高压水输送到胎体上对刀片进行冷却，本实用新型所述的钻头克服了传统钻头结构上的缺陷，不仅可用于钻进钻进硬度较低的煤层，还能钻进硬度较高的岩石层，大幅提升了钻机的性能，扩大了钻机的用途范围，增加了钻头的使用寿命，提高了钻进效率，可钻制出质量较高的生产用孔，由于采用了凸式胎托结构，有利于排屑。

本实用新型所述的一种塔式多层刀片水冷钻头，该钻头是由钻头胎体、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、钻杆、主水道、支水道和空腔组成，钻头胎体（1）为多层塔式结构，在每层钻头胎体（1）上设置有若干个凸式胎托（2），在每个凸式胎托（2）上固定有刀架（4），在刀架（4）上固定有若干个PDC刀片（3），在钻头胎体（1）内开有若干个贯穿空腔（9）和支水道（8），钻头胎体（1）上开有若干个出水孔（5），在钻杆（6）的中轴线开有主水道（7），主水道（7）和支水道（8）与空腔（9）连通为一体。

凸式胎托（2）呈放射状分布，每层的凸式胎托（2）的数量从上至下递增。

钻杆（6）中间的主水道（7）和钻头胎体(1)内的支水道（8），二者呈伞状结构分布。

附图说明：

    图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型半剖结构示意图。

图例：

    1、钻头胎体；2、凸式胎托；3、PDC刀片；4、刀架；5、出水孔；6、钻杆；7、主水道；8、支水道；9、空腔。

具体实施方式：

以下结合附图进一步说明，并给出实施例；

本实用新型所述的一种塔式多层刀片水冷钻头，该钻头是由钻头胎体、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、钻杆、主水道、支水道和空腔组成，钻头胎体1为多层塔式结构，在每层钻头胎体1上设置有若干个凸式胎托2，凸式胎托2呈放射状分布，每层的凸式胎托2的数量从上至下递增，在每个凸式胎托2上固定有刀架4，在刀架4上固定有若干个PDC刀片3，在钻头胎体1内开有若干个贯穿空腔9和支水道8，钻头胎体1上开有若干个出水孔5，在钻杆6的中轴线开有主水道7，钻杆6中间的主水道7和钻头胎体1内的支水道8，二者呈伞状结构分布，主水道7和支水道8与空腔9连通为一体；

如图1、2、3所示，钻头胎体1和与其一体的凸式胎托2可选用难熔金属碳化钨粉末或铸造碳化钨为骨架材料铸造，如：选用易熔金属如Cu、cu-Ni、Zn、Sn、Mn等为粘结剂,在模具内以高温条件下压结，具有较高的强度和耐磨性；钻头胎体1为多层塔式结构，从上至下直径逐渐增大，钻头胎体1每层都周向均匀布置若干个凸式胎托2，以钻头胎体1的中心轴线为中心凸式胎托2向外呈放射状排列，凸式胎托2每层分布的数量自上而下递增，刀架4可选用高强度合金制造，可用焊接方式将刀架4固定于凸式胎托2上。PDC刀片3采用聚晶金刚石复合片刀片，以增加硬度和耐磨性，在每个刀架4上均匀固定有若干个PDC刀片3；

 如图3所示，在钻头胎体1内预设有空腔9，沿钻杆6的中轴线开孔贯穿杆体作为输送冷却水的主水道7，主水道7与空腔9连通，在钻头胎体1内开有多个贯穿空腔9和钻头胎体1的各层外表面的支水道8，主水道7和支水道8呈伞状结构，并通过空腔9连通为一体；

钻机工作时，开始只有第一层刀片4切削，切削扭矩小，能加工出准确的孔，此孔在第二层，第三层刀片4开始切削扭矩加大的情况下，可起导向作用，增加钻头的稳定性。每个刀片4的前端面都向上倾斜适当的角度，最外的刀片4布置在钻头的圆周上，使得切削刃平行于整个钻头的旋转轴，由此可以保证加工出的孔表面相对整洁，在每层钻头胎体1的外表面上，都分布有出水口5，从钻杆6内的主水道7压入的高压冷却水经支水道8的出水孔5可直接到达刀片4部位，对刀片4进行有效的冷却，同时流出的水加上凸式胎托2结构有利于将切屑排出；

本实用新型的多层塔式结构的层数、每层刀架的数量和刀架上固定刀片的数量可根据不同的岩层及施工需求进行调整。

Claims (3)

1.一种塔式多层刀片水冷钻头，其特征在于该钻头是由钻头胎体、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、钻杆、主水道、支水道和空腔组成，钻头胎体（1）为多层塔式结构，在每层钻头胎体（1）上设置有若干个凸式胎托（2），在每个凸式胎托（2）上固定有刀架（4），在刀架（4）上固定有若干个PDC刀片（3），在钻头胎体（1）内开有若干个贯穿空腔（9）和支水道（8），钻头胎体（1）上开有若干个出水孔（5），在钻杆（6）的中轴线开有主水道（7），主水道（7）和支水道（8）与空腔（9）连通为一体。

2.如权利要求1所述的塔式多层刀片水冷钻头，其特征在于凸式胎托（2）呈放射状分布，每层的凸式胎托（2）的数量从上至下递增。

3.如权利要求1所述的塔式多层刀片水冷钻头，其特征在于钻杆（6）中间的主水道（7）和钻头胎体(1)内的支水道（8），二者呈伞状结构分布。