CN214787203U - 一种多功能钻头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能钻头结构，旨在提供一种可以防止出水口堵塞，并且可以随时进行扩孔作业的多功能钻头结构。它包括钻头本体，所述钻头本体内设有进水通道，所述钻头本体内设有环形空腔一，所述环形空腔一套设在进水通道外侧，所述环形空腔一内安装有扩孔组件，所述环形空腔一的外侧壁上分布有若干个侧通孔，所述扩孔组件上设有刀具一，所述刀具一和侧通孔滑动连接，所述钻头本体底部设有出水口，所述出水口和进水通道相连通，所述出水口开口处安装有防堵组件。本实用新型的有益效果是：可以防止出水口堵塞，并且可以随时进行扩孔作业；不会使刀具一进刀和退刀时发生卡死现象；提高了刀具的使用寿命和钻孔效率。

Description

一种多功能钻头结构

技术领域

本实用新型涉及钻头相关技术领域，尤其是指一种多功能钻头结构。

背景技术

钻头是钻井设备的主要组成部分，其主要作用是破粹岩石、形成井眼。旋转钻头是目前石油行业普遍使用的钻头，在机械的带动下旋转钻头会产生旋转，从而带动整个钻头产生向心运动，并通过侵削、研磨使岩石发生裂痕并破碎，起到向下钻探的作用。

现有的钻机在钻进过程中，钻头的出水口很容易被泥沙堵塞而无法出水，导致钻头磨损剧烈而降低其使用寿命，同时还影响钻孔效率，且现有的钻头结构单一，无法完成对特定区域的扩孔作业。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中钻机在钻孔时会导致钻头的出水口堵塞，且钻头结构单一，无法完成对特定区域的扩孔的不足，提供了一种可以防止出水口堵塞，并且可以随时进行扩孔作业的多功能钻头结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多功能钻头结构，包括钻头本体，所述钻头本体的顶部设有进水通道，所述钻头本体的内部设有环形空腔一，所述环形空腔一套设在进水通道的外侧，所述环形空腔一内安装有扩孔组件，所述环形空腔一的外侧壁上均匀分布有若干个侧通孔，所述扩孔组件上设有与侧通孔相匹配的刀具一，所述刀具一置于在侧通孔内且与侧通孔滑动连接，所述钻头本体的底部设置有若干个出水口，所述出水口和进水通道相连通，所述出水口的开口处均安装有防堵组件。

钻头本体的顶部设有进水通道，钻头本体的内部设有环形空腔一，环形空腔一套设在进水通道的外侧，环形空腔一内安装有扩孔组件，环形空腔一的外侧壁上均匀分布有若干个侧通孔，扩孔组件上设有与侧通孔相匹配的刀具一，刀具一置于在侧通孔内且与侧通孔滑动连接，钻头本体的底部设置有若干个出水口，出水口和进水通道相连通，出水口的开口处均安装有防堵组件，水从进水通道进入钻头本体，扩孔组件用来进行扩孔，刀具一可从侧通孔滑出，增大钻头的工作直径，达到扩孔的目的，防堵组件可以防止出水口被泥沙堵住，保证钻头正常工作。

作为优选，侧通孔和水平面呈锐角，扩孔组件包括扩孔滑块，扩孔滑块套设在环形空腔一的内侧壁上，扩孔滑块和环形空腔一滑动连接，扩孔滑块的上端面设有与刀具一相匹配的连接块，扩孔滑块和连接块的一端转动连接，连接块的另一端安装在刀具一内且与刀具一转动连接，侧通孔和水平面呈锐角，可以保证刀具一在工作时和水平面呈一定的角度，减小刀具一所受到的正应力，当扩孔滑块滑动时，通过连接块带动刀具一在侧通孔内进刀和退刀。

作为优选，连接块包括连接杆，连接杆的两端均固定有连接球体，扩孔滑块上端面的边缘处设有与其中一个连接球体相匹配的滑块凹槽，其中一个连接球体安装在滑块凹槽内且与滑块凹槽转动连接，刀具一上设有与另一个连接球体相匹配的刀具凹槽，另一个连接球体安装在刀具凹槽内且与刀具凹槽转动连接，其中一个连接球体安装在滑块凹槽内，并且可以在滑块凹槽内自由转动，另一个连接球体安装在刀具凹槽内，并且可以在刀具凹槽内自由转动，这样设计可以保证了扩孔组件的灵活性，不会在刀具一进刀和退刀时发生卡死现象。

作为优选，环形空腔一的内侧壁上套设有弹簧，弹簧置于扩孔滑块的上方，弹簧的一端固定在环形空腔一的顶部，弹簧的另一端固定在扩孔滑块的上端面上，扩孔滑块的下端面固定有铁环，钻头本体内设有环形空腔二，环形空腔二套设在进水通道的外侧且置于环形空腔一的下方，环形空腔二内安装有感应线圈，钻头本体内安装有电池组，电池组和感应线圈电连接，弹簧为扩孔滑块的复位弹簧，在扩孔组件不工作时可以压住扩孔滑块，防止扩孔滑块受到外部冲击而在环形空腔一内发生滑动，当感应线圈通电时，铁环受到一个向上的电磁力，带动扩孔滑块在环形空腔一内向上运动，从而带动刀具一进刀，进行扩孔作业，当感应线圈断电时，扩孔滑块在弹簧的作用下复位，从而带动刀具一退刀，电池组用来给感应线圈提供电流。

作为优选，钻头本体的上端面固定有圆筒，进水通道的一端位于圆筒内，圆筒的外侧面设置有外螺纹，钻头本体下端面的边缘处均匀分布有若干个刀具二，刀具二和钻头本体固定连接，钻头本体下端面的中间位置设置有凸块，进水通道的另一端位于凸块内，出水口包括若干个正出水口和若干个侧出水口，正出水口分布在凸块的正下方且与进水通道的下端面连通，侧出水口均匀分布在凸块的侧面且与进水通道的侧面连通，钻头本体通过外螺纹安装在钻杆上，通过刀具二进行钻孔作业，正出水口喷出的水用来湿润地层使其软化，提高钻头的钻孔效率，侧出水口喷出的水用来给刀具二降温，提高刀具二的工作寿命，同时还可以冲洗刀具二在工作过程中粘上碎屑和黏土，保证刀具二的正常钻进。

作为优选，防堵组件包括与正出水口相匹配的挡块组件一和与侧出水口相匹配的挡块组件二，挡块组件一置于进水通道内且位于正出水口和侧出水口之间，挡块组件一包括弹簧座和挡板一，弹簧座固定在进水通道的两侧，弹簧座上转动连接有转动杆，挡板一置于弹簧座的下方且与进水通道滑动连接，挡板一的上端面滑动连接有与转动杆相匹配的挡板滑块，挡板滑块与转动杆转动连接，挡板一的中间位置设有挡板通孔，挡板通孔的半径小于挡板滑块的宽度，挡块组件一可以防止正出水口被泥沙堵住，在钻进时，两个挡板滑块抵在挡板通孔处堵住泥沙，防止泥沙进入进水通道造成堵塞，出水时，水给挡板一的上方一个正压力，挡板一下移，挡板滑块在弹簧座的作用下离开挡板通孔，保证了水流的通过。

作为优选，钻头本体内设有环形空腔三，环形空腔三套设在进水通道的外侧且置于环形空腔二的下方，挡块组件二安装在环形空腔三内，挡块组件二包括安装架，安装架套设在环形空腔三的内侧壁上，安装架和环形空腔三螺纹连接，安装架上固定有若干根金属杆，金属杆均匀分布在安装架侧面的边缘处，金属杆和电池组电连接，环形空腔三内固定有若干根固定杆，固定杆均匀分布在安装架的外侧，每根固定杆上固定均有线圈绕组，钻头本体的底部设置有温度传感器，温度传感器和电池组电连接，电池组和线圈绕组电连接，挡块组件二可以防止侧出水口被泥沙堵住，当温度传感器检测到刀具二的温度升高时，给电池组发生温度信号，电池组给线圈绕组和金属杆通电，线圈绕组产生磁场，通电后的金属杆在磁场中会受到安培力的作用而开始转动，从而带动安装架在环形空腔三内沿着螺纹转动并上下移动。

作为优选，安装架的底部转动连接有圆环挡块，圆环挡块套设在环形空腔三的内侧壁上，圆环挡块和环形空腔三滑动连接，安装架的下端面设有环形滑块，圆环挡块的上端面设有与环形滑块相匹配的环形滑槽，安装架通过环形滑块和环形滑槽之间的配合与圆环挡块转动连接，当安装架通过沿着螺纹转动并上下移动时，环形滑块在环形滑槽内转动，同时可以带动圆环挡块上下移动。

作为优选，环形空腔三和每个侧出水口的之间均设有连接通道，连接通道置于侧出水口的上端，侧出水口的下端设有与连接通道相匹配的卡槽，卡槽置于连接通道的正下方，圆环挡块的下端面上设有连接通道相匹配的挡板二，挡板二置于连接通道内且与连接通道滑动连接，挡板二的高度不小于连接通道的顶部到卡槽的底部之间的距离，挡板二用来防止侧进水口被泥沙堵住，当安装架带动圆环挡块上移时，挡板二跟着上移而离开侧通孔，侧通孔开始出水，给刀具二冲洗并降温，当安装架带动圆环挡块下移时，挡板二跟着下移而卡入卡槽内，防止泥沙进入进水通道造成堵塞。

本实用新型的有益效果是：可以防止出水口堵塞，并且可以随时进行扩孔作业；刀具一在扩孔工作时和水平面呈一定的角度，减小所受到的正应力；保证了扩孔组件的灵活性，不会在刀具一进刀和退刀时发生卡死现象；提高了刀具的使用寿命和钻头的钻孔效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的内部结构图；

图3是图1中A处的剖视图；

图4是图1中安装架的结构示意图；

图5是图2中B处的放大图。

图中：1. 圆筒，2. 刀具一，3. 钻头本体，4. 凸块，5. 刀具二，6. 外螺纹，7. 环形空腔一，8. 进水通道，9. 侧通孔，10. 连接块，11. 扩孔滑块，12. 铁环，13. 电池组，14. 环形空腔二，15. 感应线圈，16. 环形空腔三，17. 安装架，18. 圆环挡块，19. 正出水口，20. 侧出水口，21. 卡槽，22. 挡板二，23. 连接通道，24. 温度传感器，25. 线圈绕组，26. 固定杆，27. 弹簧，28. 滑块凹槽，29. 连接球体，30. 刀具凹槽，31. 连接杆，32. 金属杆，33. 环形滑块，34. 环形滑槽，35. 转动杆，36. 弹簧座，37. 挡板一，38. 挡板滑块，39. 挡板通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1和图2所述的实施例中，一种多功能钻头结构，包括钻头本体3，钻头本体3的顶部设有进水通道8，钻头本体3的内部设有环形空腔一7，环形空腔一7套设在进水通道8的外侧，环形空腔一7内安装有扩孔组件，环形空腔一7的外侧壁上均匀分布有若干个侧通孔9，扩孔组件上设有与侧通孔9相匹配的刀具一2，刀具一2置于在侧通孔9内且与侧通孔9滑动连接，钻头本体3的底部设置有若干个出水口，出水口和进水通道8相连通，出水口的开口处均安装有防堵组件。

如图2所示，侧通孔9和水平面呈锐角，扩孔组件包括扩孔滑块11，扩孔滑块11套设在环形空腔一7的内侧壁上，扩孔滑块11和环形空腔一7滑动连接，扩孔滑块11的上端面设有与刀具一2相匹配的连接块10，扩孔滑块11和连接块10的一端转动连接，连接块10的另一端安装在刀具一2内且与刀具一2转动连接，侧通孔9和水平面呈锐角。

如图2和图3所示，连接块10包括连接杆31，连接杆31的两端均固定有连接球体29，扩孔滑块11上端面的边缘处设有与其中一个连接球体29相匹配的滑块凹槽28，其中一个连接球体29安装在滑块凹槽28内且与滑块凹槽28转动连接，刀具一2上设有与另一个连接球体29相匹配的刀具凹槽30，另一个连接球体29安装在刀具凹槽30内且与刀具凹槽30转动连接。

如图2所示，环形空腔一7的内侧壁上套设有弹簧27，弹簧27置于扩孔滑块11的上方，弹簧27的一端固定在环形空腔一7的顶部，弹簧27的另一端固定在扩孔滑块11的上端面上，扩孔滑块11的下端面固定有铁环12，钻头本体3内设有环形空腔二14，环形空腔二14套设在进水通道8的外侧且置于环形空腔一7的下方，环形空腔二14内安装有感应线圈15，钻头本体3内安装有电池组13，电池组13和感应线圈15电连接。

如图2所示，钻头本体3的上端面固定有圆筒1，进水通道8的一端位于圆筒1内，圆筒1的外侧面设置有外螺纹6，钻头本体3下端面的边缘处均匀分布有若干个刀具二5，刀具二5和钻头本体3固定连接，钻头本体3下端面的中间位置设置有凸块4，进水通道8的另一端位于凸块4内，出水口包括若干个正出水口19和若干个侧出水口20，正出水口19分布在凸块4的正下方且与进水通道8的下端面连通，侧出水口20均匀分布在凸块4的侧面且与进水通道8的侧面连通。

如图2和图5所示，防堵组件包括与正出水口19相匹配的挡块组件一和与侧出水口20相匹配的挡块组件二，挡块组件一置于进水通道8内且位于正出水口19和侧出水口20之间，挡块组件一包括弹簧座36和挡板一37，弹簧座36固定在进水通道8的两侧，弹簧座36上转动连接有转动杆35，挡板一37置于弹簧座36的下方且与进水通道8滑动连接，挡板一37的上端面滑动连接有与转动杆35相匹配的挡板滑块38，挡板滑块38与转动杆35转动连接，挡板一37的中间位置设有挡板通孔39，挡板通孔39的半径小于挡板滑块38的宽度。

如图2所示，钻头本体3内设有环形空腔三16，环形空腔三16套设在进水通道8的外侧且置于环形空腔二14的下方，挡块组件二安装在环形空腔三16内，挡块组件二包括安装架17，安装架17套设在环形空腔三16的内侧壁上，安装架17和环形空腔三16螺纹连接，安装架17上固定有若干根金属杆32，金属杆32均匀分布在安装架17侧面的边缘处，金属杆32和电池组13电连接，环形空腔三16内固定有若干根固定杆26，固定杆26均匀分布在安装架17的外侧，每根固定杆26上固定均有线圈绕组25，钻头本体3的底部设置有温度传感器24，温度传感器24和电池组13电连接，电池组13和线圈绕组25电连接。

如图2和图4所示，安装架17的底部转动连接有圆环挡块18，圆环挡块18套设在环形空腔三16的内侧壁上，圆环挡块18和环形空腔三16滑动连接，安装架17的下端面设有环形滑块33，圆环挡块18的上端面设有与环形滑块33相匹配的环形滑槽34，安装架17通过环形滑块33和环形滑槽34之间的配合与圆环挡块18转动连接。

如图2所示，环形空腔三16和每个侧出水口20的之间均设有连接通道23，连接通道23置于侧出水口20的上端，侧出水口20的下端设有与连接通道23相匹配的卡槽21，卡槽21置于连接通道23的正下方，圆环挡块18的下端面上设有连接通道23相匹配的挡板二22，挡板二22置于连接通道23内且与连接通道23滑动连接，挡板二22的高度不小于连接通道23的顶部到卡槽21的底部之间的距离。

使用时，钻头本体3通过外螺纹6安装在钻杆上。在进行扩孔作业时，感应线圈15通电，铁环12受到一个向上的电磁力，带动扩孔滑块11在环形空腔一7内向上运动，通过连接块10带动刀具一2从侧通孔9内滑出，进行扩孔作业。

在钻头钻进时，两个挡板滑块38抵在挡板通孔39处堵住泥沙，防止泥沙进入进水通道8造成堵塞，当正出水口19出水时，水给挡板一37的上方一个冲击力，使挡板一37下移，挡板滑块38在弹簧座36的作用下滑离挡板通孔39，保证了水流的通过，当正出水口19停止出水时，挡板滑块38在弹簧座36的作用下复位，使挡板一37上移并重新堵住挡板通孔39。

当温度传感器24检测到刀具二5的温度升高时，给电池组13发生温度信号，电池组13给线圈绕组25和金属杆32通电，线圈绕组25产生磁场，通电后的金属杆32在磁场中会受到安培力的作用而开始转动，从而带动安装架17在环形空腔三16内沿着螺纹转动并上下移动。当安装架17通过沿着螺纹转动并上下移动时，环形滑块33在环形滑槽34内转动，同时带动圆环挡块18上下移动。当安装架17带动圆环挡块18上移时，挡板二22跟着上移而离开侧出水口20，侧出水口20开始出水，给刀具二5冲洗并降温，当安装架17带动圆环挡块18下移时，挡板二22跟着下移而卡入卡槽21内，防止泥沙进入进水通道8造成堵塞。

Claims (9)

1.一种多功能钻头结构，其特征是，包括钻头本体（3），所述钻头本体（3）的顶部设有进水通道（8），所述钻头本体（3）的内部设有环形空腔一（7），所述环形空腔一（7）套设在进水通道（8）的外侧，所述环形空腔一（7）内安装有扩孔组件，所述环形空腔一（7）的外侧壁上均匀分布有若干个侧通孔（9），所述扩孔组件上设有与侧通孔（9）相匹配的刀具一（2），所述刀具一（2）置于在侧通孔（9）内且与侧通孔（9）滑动连接，所述钻头本体（3）的底部设置有若干个出水口，所述出水口和进水通道（8）相连通，所述出水口的开口处均安装有防堵组件。

2.根据权利要求1所述的一种多功能钻头结构，其特征是，所述侧通孔（9）和水平面呈锐角，所述扩孔组件包括扩孔滑块（11），所述扩孔滑块（11）套设在环形空腔一（7）的内侧壁上，所述扩孔滑块（11）和环形空腔一（7）滑动连接，所述扩孔滑块（11）的上端面设有与刀具一（2）相匹配的连接块（10），所述扩孔滑块（11）和连接块（10）的一端转动连接，所述连接块（10）的另一端安装在刀具一（2）内且与刀具一（2）转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种多功能钻头结构，其特征是，所述连接块（10）包括连接杆（31），所述连接杆（31）的两端均固定有连接球体（29），所述扩孔滑块（11）上端面的边缘处设有与其中一个连接球体（29）相匹配的滑块凹槽（28），其中一个连接球体（29）安装在滑块凹槽（28）内且与滑块凹槽（28）转动连接，所述刀具一（2）上设有与另一个连接球体（29）相匹配的刀具凹槽（30），另一个连接球体（29）安装在刀具凹槽（30）内且与刀具凹槽（30）转动连接。

4.根据权利要求2所述的一种多功能钻头结构，其特征是，所述环形空腔一（7）的内侧壁上套设有弹簧（27），所述弹簧（27）置于扩孔滑块（11）的上方，所述弹簧（27）的一端固定在环形空腔一（7）的顶部，所述弹簧（27）的另一端固定在扩孔滑块（11）的上端面上，所述扩孔滑块（11）的下端面固定有铁环（12），所述钻头本体（3）内设有环形空腔二（14），所述环形空腔二（14）套设在进水通道（8）的外侧且置于环形空腔一（7）的下方，所述环形空腔二（14）内安装有感应线圈（15），所述钻头本体（3）内安装有电池组（13），所述电池组（13）和感应线圈（15）电连接。

5.根据权利要求1所述的一种多功能钻头结构，其特征是，所述钻头本体（3）的上端面固定有圆筒（1），所述进水通道（8）的一端位于圆筒（1）内，所述圆筒（1）的外侧面设置有外螺纹（6），所述钻头本体（3）下端面的边缘处均匀分布有若干个刀具二（5），所述刀具二（5）和钻头本体（3）固定连接，所述钻头本体（3）下端面的中间位置设置有凸块（4），所述进水通道（8）的另一端位于凸块（4）内，所述出水口包括若干个正出水口（19）和若干个侧出水口（20），所述正出水口（19）分布在凸块（4）的正下方且与进水通道（8）的下端面连通，所述侧出水口（20）均匀分布在凸块（4）的侧面且与进水通道（8）的侧面连通。

6.根据权利要求5所述的一种多功能钻头结构，其特征是，所述防堵组件包括与正出水口（19）相匹配的挡块组件一和与侧出水口（20）相匹配的挡块组件二，所述挡块组件一置于进水通道（8）内且位于正出水口（19）和侧出水口（20）之间，所述挡块组件一包括弹簧座（36）和挡板一（37），所述弹簧座（36）固定在进水通道（8）的两侧，所述弹簧座（36）上转动连接有转动杆（35），所述挡板一（37）置于弹簧座（36）的下方且与进水通道（8）滑动连接，所述挡板一（37）的上端面滑动连接有与转动杆（35）相匹配的挡板滑块（38），所述挡板滑块（38）与转动杆（35）转动连接，所述挡板一（37）的中间位置设有挡板通孔（39），所述挡板通孔（39）的半径小于挡板滑块（38）的宽度。

7.根据权利要求6所述的一种多功能钻头结构，其特征是，所述钻头本体（3）内设有环形空腔三（16），所述环形空腔三（16）套设在进水通道（8）的外侧且置于环形空腔二（14）的下方，所述挡块组件二安装在环形空腔三（16）内，所述挡块组件二包括安装架（17），所述安装架（17）套设在环形空腔三（16）的内侧壁上，所述安装架（17）和环形空腔三（16）螺纹连接，所述安装架（17）上固定有若干根金属杆（32），所述金属杆（32）均匀分布在安装架（17）侧面的边缘处，所述金属杆（32）和电池组（13）电连接，所述环形空腔三（16）内固定有若干根固定杆（26），所述固定杆（26）均匀分布在安装架（17）的外侧，每根固定杆（26）上固定均有线圈绕组（25），所述钻头本体（3）的底部设置有温度传感器（24），所述温度传感器（24）和电池组（13）电连接，所述电池组（13）和线圈绕组（25）电连接。

8.根据权利要求7所述的一种多功能钻头结构，其特征是，所述安装架（17）的底部转动连接有圆环挡块（18），所述圆环挡块（18）套设在环形空腔三（16）的内侧壁上，所述圆环挡块（18）和环形空腔三（16）滑动连接，所述安装架（17）的下端面设有环形滑块（33），所述圆环挡块（18）的上端面设有与环形滑块（33）相匹配的环形滑槽（34），所述安装架（17）通过环形滑块（33）和环形滑槽（34）之间的配合与圆环挡块（18）转动连接。

9.根据权利要求8所述的一种多功能钻头结构，其特征是，所述环形空腔三（16）和每个侧出水口（20）的之间均设有连接通道（23），所述连接通道（23）置于侧出水口（20）的上端，所述侧出水口（20）的下端设有与连接通道（23）相匹配的卡槽（21），所述卡槽（21）置于连接通道（23）的正下方，所述圆环挡块（18）的下端面上设有连接通道（23）相匹配的挡板二（22），所述挡板二（22）置于连接通道（23）内且与连接通道（23）滑动连接，所述挡板二（22）的高度不小于连接通道（23）的顶部到卡槽（21）的底部之间的距离。

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