CN207212281U - 一种球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头 - Google Patents
一种球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种聚晶金刚石复合片弧翼钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的下端部设有连接螺纹，根据钻头钻进切削平衡原理及排粉动态原理钻头本体的上端冠部设有非对称布局的3个或3个以上刀翼，其特征在于：所述刀翼顶部设有沿轴心向外排布的多个新型球面聚晶金刚石复合片，且新型球面聚晶金刚石复合片焊接面与前立面夹角a为0—5°，由于新型球面聚晶金刚石复合片具有良好的抗冲击韧性，改变切削齿的焊接角度a为0—5°,可提高钻进效率、充分发挥球面片的优势。
Description
技术领域
本实用新型属于破岩工具，主要用于煤矿瓦斯抽放孔、探水孔、注浆孔以及地质勘探孔，具体涉及一种聚晶金刚石复合片弧翼钻头。
背景技术
目前，现有钻头在聚晶金刚石复合片的排列上，1、采用圆周递减式排列，且复合片高度在同一平面或斜面，没有最大程度利用聚晶金刚石复合片去完成岩层的切削，反而是同一轨迹在重复切削；2、复合片高度在同一平面或斜面，这样的布齿会导致最外或最顶部复合片提前崩齿或脱落。使得钻进效率低下、使用寿命缩短，无端增加工人劳动强度及钻井成本。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种冠部圆弧翼钻头，切削翼冠部形状为圆弧状，弧翼抛物线式冠部结构易于切削齿切入岩石，切削齿采用力学平衡设计、非对称刀翼，前后刀翼复合片为分层错峰布齿，实现了多轨道，分层等体积切削岩石，钻进阻力小，重复破碎少；这是因为扭矩力大小及力学平衡设计原理，通过实践验证得出的结论；采用动态流场模拟技术，优化钻头水力设计，增强钻头清洗、冷却能力、提高排粉效率，提高了钻进效率。
本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头，包括：钻头本体，所述钻头本体的下端部设有连接螺纹，根据钻头钻进切削平衡原理及排粉动态原理钻头本体的上端冠部设有非对称布局的3个或3个以上刀翼，所述刀翼顶部设有沿轴心向外排布的多个球面聚晶金刚石复合片（1），且所述球面聚晶金刚石复合片焊接面与前立面夹角为a(0—5°)；此外，所述刀翼外侧部立面上设有合金保径条（4），所述刀翼外侧部立面的下方设有合金反向切割条（6）。
优选的是，在所述钻头本体的上端部位于所述刀翼的切削向前方，还设有冷却孔（3）/或在刀翼靠近外侧复合片后方加设冷却水孔（2），若在钻进硬岩时将外侧最高点易损坏切削齿改为双排齿结构（10）。
优选的是，所述合金反向切割条（6）、合金保径条（4）和所述多个球面聚晶金刚石复合片（1）通过钎焊镶嵌在各自连接处。
优选的是，所述刀翼冠部为弧翼抛物线式结构。
优选的是，所述刀翼顶端的刀冠部长度依此增加，分别为具有短刀冠的第一刀翼（7），具有中刀冠的第二刀翼（8）和具有长刀冠的第三刀翼（9）。
优选的是， 所述刀翼为非对称布局，所述刀翼顶部的聚晶金刚石复合片（1）在各刀翼冠部为分层错峰布齿，高低相差或者相邻参差，由此形成多轨道及分层切削的结构特征。
本实用新型采取了上述方案以后，其可以钻入中硬岩层及坚硬岩层，耐磨性好、抗扭性强，破岩速度较快，由于翼部增加了合金保径条、上述冷却孔又能够及时冷却排屑，缩径现象不明显，施工效率高。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。
图1是本实用新型球面金刚石复合片弧翼钻头的结构示意图；
图2是本实用新型球面金刚石复合片弧翼钻头的正面示意图；
图3是本实用新型球面金刚石复合片弧翼钻头的结构示意图；
图4是本实用新型球面金刚石复合片弧翼钻头的结构示意图；
图5是本实用新型球面金刚石复合片弧翼钻头的正面示意图；
图6是本实用新型球面金刚石复合片弧翼钻头的结构示意图；
图7是本实用新型球面金刚石复合片焊接面夹角结构示意图；
图8是本实用新型球面聚晶金刚石复合片整片正面结构示意图；
图9是图8的侧视图；
图10是本实用新型球面聚晶金刚石复合片用合金保径条正面结构示意图；
图11是图10的侧视图；
图12是本实用新型球面聚晶金刚石复合片用反向合金切割条正面及侧面结构示意图；
图13是图12的侧视图；
图14是本实用新型球面聚晶金刚石复合片钻头多轨迹切削及分层错位布齿结构三刀翼复合片叠加图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。
如图1-14所示,一种新型球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的下端部设有连接螺纹5，所述钻头本体的上端部等分设有多个刀翼，所述刀翼顶部设有沿轴心向排布的多个新型球面聚晶金刚石复合片1（如图3/4），所述刀翼外侧部立面上设有合金保径条4（如图5/6），所述刀翼外侧部立面的下方设有合金反向切割条6（如图7/8）。在所述钻头本体的上端部位于所述刀翼的切削向前方，还设有冷却孔3, 将根据实际使用情况在刀翼靠近外侧复合片后方加设冷却水孔2；增强钻头清洗、冷却能力、提高排粉效率;所述合金反向切割条6、合金保径条4、新型球面聚晶金刚石复合片1通过钎焊镶嵌在各自连接处；若在钻进硬岩时将外侧易损坏切削齿改为双排齿结构（10）。此外，所述刀翼冠部为弧翼抛物线式结构。所述刀翼顶端的刀冠部长度依此增加，分别为具有短刀冠的第一刀翼7，具有中刀冠的第二刀翼8和具有长刀冠的第三刀翼9。所述各刀翼为非对称布局，所述各刀翼顶部的新型球面聚晶金刚石复合片1在各刀翼冠部为分层错峰布齿，高低相差、相邻参差 ，形成多轨道及分层切削的结构特征。
通过图1、2、3我们可以看出本发明钻头切削翼冠部形状为圆弧状，弧翼抛物线式冠部结构易于切削齿切入岩石，切削齿采用力学平衡设计、非对称刀翼，前后刀翼复合片为分层错峰布齿，实现了多轨道，分层等体积切削岩石，钻进阻力小，重复破碎少；这是因为扭矩力大小及力学平衡设计原理，通过实践验证得出的结论；采用动态流场模拟技术，优化钻头水力设计，增强钻头清洗、冷却能力、提高排粉效率，提高了钻进效率。
本实用新型采取了上述方案以后，其可钻入中硬岩层、坚硬岩层，耐磨性好、抗扭性强，破岩速度明显提高、排粉效率高、使用寿命是现有钻头的3-5倍，即节省钻井时间，又降低了工人劳动强度、节约成本。
需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。
本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头，其特征在于，包括：钻头本体，所述钻头本体的下端部设有连接螺纹，根据钻头钻进切削平衡原理及排粉动态原理钻头本体的上端冠部设有非对称布局的3个或3个以上刀翼，所述刀翼顶部设有沿轴心向外排布的多个球面聚晶金刚石复合片（1），且所述球面聚晶金刚石复合片焊接面与前立面夹角a为0—5°；此外，所述刀翼外侧部立面上设有合金保径条（4），所述刀翼外侧部立面的下方设有合金反向切割条（6）。
2.根据权利要求1所述的球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头，其特征在于，在所述钻头本体的上端部位于所述刀翼的切削向前方，还设有冷却孔（3），和/或在刀翼靠近外侧复合片后方加设冷却水孔，若在钻进硬岩时将外侧最高点易损坏切削齿改为双排齿结构（10）。
3.根据权利要求1所述的球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头，其特征在于，所述合金反向切割条（6）、合金保径条（4）和所述多个球面聚晶金刚石复合片（1）通过钎焊镶嵌在各自连接处。
4.根据权利要求1所述的球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头，其特征在于，所述刀翼冠部为弧翼抛物线式结构。
5.根据权利要求1所述的球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头，其特征在于，所述刀翼顶端的刀冠部长度依此增加，分别为具有短刀冠的第一刀翼（7），具有中刀冠的第二刀翼（8）和具有长刀冠的第三刀翼（9）。
6.根据权利要求1所述的球面聚晶金刚石复合片弧翼钻头，其特征在于，所述刀翼为非对称布局，所述刀翼顶部的聚晶金刚石复合片（1）在各刀翼冠部为分层错峰布齿，高低相差或者相邻参差，由此形成多轨道及分层切削的结构特征。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108941701A (zh) * | 2018-08-28 | 2018-12-07 | 山东托普森金刚石钻头有限公司 | 一种耐热耐磨一体式强化钻头及其制作方法 |
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2017
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