CN216811570U

CN216811570U - 一种锥形定位凿岩钻头

Info

Publication number: CN216811570U
Application number: CN202220459078.XU
Authority: CN
Inventors: 莫春虎
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2022-06-24
Anticipated expiration: 2032-03-04

Abstract

本实用新型公开了一种锥形定位凿岩钻头，可拆卸连接于大孔钻头钻筒上，包括锥平钻头及小孔钻头，所述锥平钻头与小孔钻头通过小孔钻杆连接；所述锥平钻头包括一体成型的钻头锥体段及钻头筒体段，所述锥平钻头的钻头筒体段与大孔钻头钻筒螺纹连接，且所述锥平钻头的钻头筒体段与大孔钻头钻筒的外径相同，所述锥平钻头的钻头锥体段与小孔钻杆的一端螺纹连接，所述小孔钻杆的另一端与小孔钻头螺纹连接；所述锥平钻头的钻头锥体段设置有若干个围绕其圆周的切割槽；所述小孔钻头的端部设置有若干个钻齿。采用本实用新型提供的锥形定位凿岩钻头进行钻孔作业，可以实现钻孔施工过程中，保证小孔与大孔的圆心在同一条直线上，且同时形成完整的锥形孔。

Description

一种锥形定位凿岩钻头

技术领域

本实用新型涉及岩石钻头技术领域，具体涉及一种锥形定位凿岩钻头。

背景技术

凿岩钻头，广泛应用于隧道及地下工程，其作用是破碎岩石，形成钻孔。在实际工程应用中，一个钻孔往往需要打多个深度不同、直径不同的孔，在大孔转小孔的施工过程中，钻小孔时容易出现偏钻现象，需要一个定位钻头，实现定位功能。现有的定位钻头，采用分体式施工方式，即先用锥平钻头钻锥形孔，再使用小孔钻头钻小孔，钻锥形孔时，由于锥平钻头较短，很难掌控钻孔距离，经常出现超钻或少钻现象，无法形成完整的锥形槽；钻小孔时钻孔距离较长，钻头底部容易把锥形孔磨平，导致锥形孔失效，相关设备无法精准地从大孔送入到小孔；若采用先钻小孔后钻锥形孔的方法，则在钻锥形孔时破碎岩石容易堵塞小孔，甚至引起小孔塌孔，导致小孔报废；而且上述分体式施工方式，在施工过程中需要换不同直径的钻头，钻头的拆卸与更换降低工作效率。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锥形定位凿岩钻头，可以实现钻孔施工过程中，保证小孔与大孔的圆心在同一条直线上，且同时形成完整的锥形孔。

本实用新型为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

本实用新型提供了一种锥形定位凿岩钻头，可拆卸连接于大孔钻头钻筒上，包括锥平钻头及小孔钻头，所述锥平钻头与小孔钻头通过小孔钻杆连接；

所述锥平钻头包括一体成型的钻头锥体段及钻头筒体段，所述锥平钻头的钻头筒体段与大孔钻头钻筒螺纹连接，且所述锥平钻头的钻头筒体段的外径与大孔钻头钻筒的外径相同，所述锥平钻头的钻头锥体段与小孔钻杆的一端螺纹连接，所述小孔钻杆的另一端与小孔钻头螺纹连接；

所述锥平钻头的钻头锥体段设置有若干个围绕其圆周的切割槽；

所述小孔钻头的端部设置有若干个钻齿。

在采用上述技术方案进行钻孔施工时，先用大孔钻头钻大孔，大孔钻完后，将大孔钻头拆下，然后将上述技术方案中的锥形定位凿岩钻头与大孔钻头钻筒连接，将该锥形定位凿岩钻头伸入已钻好的大孔内进行钻孔作业，将本次钻孔作业深度设定为小孔钻头、小孔钻杆与锥平钻头的钻头锥体段的高度之和，即可完成小孔及锥形孔成孔。在上述钻孔作业过程中，首先是小孔钻头开始钻小孔，且由于锥平钻头的钻头筒体段与大孔钻头钻筒的外径相同，保证了小孔钻头钻小孔时不偏钻；当小孔钻完后，锥平钻头的钻头锥体段的缩颈一端恰好位于所钻小孔的顶端，然后继续钻孔作业，此时小孔钻头继续深入钻小孔，同时锥平钻头开始钻锥形孔，且在钻锥形孔时，由于小孔钻杆支撑在已钻好的小孔内，此时钻锥形孔时破碎岩石不会堵塞小孔，且不会引起小孔塌孔，达到钻孔深度后，就可完成小孔成孔及锥形孔成孔。

进一步地，所述锥平钻头的钻头锥体段的缩颈一端固定设置有至少1个固定螺杆，所述小孔钻杆靠近锥平钻头的一端设置有与固定螺杆相配合的螺纹孔。

进一步地，所述固定螺杆高度为20～30mm，螺纹孔厚度为10～15mm。

进一步地，所述钻齿包括第一钻齿及第二钻齿，所述第一钻齿设置若干个，若干个所述第一钻齿沿小孔钻头外圈呈圆环布置，且排列方向一致；所述第二钻齿设置2个，2个所述第二钻齿位于第一钻齿围成的圆环内部。

进一步地，2个所述第二钻齿关于小孔钻头的圆心成中心对称。

进一步地，所述第一钻齿及第二钻齿呈半球形，所述第二钻齿的半径大于第一钻齿的半径。

在上述技术方案中，将钻齿设计为半球形，并在第一钻齿围成的圆环内部设置2个尺寸更大的第二钻齿，使钻齿布局更为合理，相比于原有的球形颗粒钻齿，具有更优的切削性能，提高钻孔速率。

进一步地，所述小孔钻头端部设置有2个通孔，2个所述通孔分别设置在2个第二钻齿的一侧，且2个所述通孔关于小孔钻头的圆形成中心对称。

在上述技术方案中，小孔钻头端部设置2个通孔，用于将连接钻机钻杆尾部的高压水从钻头排出，达到清理碎石屑、除尘、降温作用。

进一步地，所述切割槽呈长条矩形，其深度为4～6mm，宽度为2～4mm。

在上述技术方案中，锥平钻头的钻头锥体段上设置有一定深度的切割槽，在钻锥形孔过程中，通过该切割槽可以逐渐切割小孔顶部的围岩，进而形成锥形孔。

进一步地，所述小孔钻头2、小孔钻杆3及锥平钻头1均为中空结构，壁厚为10～20mm。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型所提供的一种锥形定位凿岩钻头，可以实现钻孔施工过程中，保证小孔与大孔的圆心在同一条直线上，且同时形成完整的锥形孔；

(2)本实用新型所提供的一种锥形定位凿岩钻头在进行钻孔作业时，可实现小孔与锥形孔成孔一体施工，无需进行更换钻头操作，不仅成孔尺寸更加准确，且还提高了钻孔效率。

附图说明

为了清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的锥形定位凿岩钻头的整体结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是锥平钻头与小孔钻杆的剖视图；

图4是本实用新型的锥形定位凿岩钻头的钻孔过程图。

图中标注：1.锥平钻头；11.钻头锥体段；12.钻头筒体段；13.切割槽；2.小孔钻头；21.第一钻齿；22.第二钻齿；23.通孔；3.小孔钻杆；4.固定螺杆。

具体实施方式

本实用新型提供了一种锥形定位凿岩钻头，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

实施例1

参照图1-3，本实施例提供了一种锥形定位凿岩钻头，可拆卸连接于大孔钻头钻筒上，包括锥平钻头1及小孔钻头2，所述锥平钻头1与小孔钻头2通过小孔钻杆3连接。具体地，上述锥平钻头1包括一体成型的钻头锥体段11及钻头筒体段12，所述锥平钻头1的钻头筒体段12与大孔钻头钻筒螺纹连接，且所述锥平钻头1的钻头筒体段12与大孔钻头钻筒的外径相同，所述锥平钻头1的钻头锥体段11与小孔钻杆3的一端螺纹连接，所述小孔钻杆3的另一端与小孔钻头2螺纹连接。

为便于锥平钻头1与大孔钻头钻筒连接且连接紧固，锥平钻头1的钻头筒体段12设置有外螺纹，与大孔钻头钻筒的内螺纹相配合，且钻头筒体段12高度为100～120mm，外螺纹高度为40～60mm。

为便于锥平钻头1与小孔钻杆3连接且连接紧固，锥平钻头1的钻头锥体段11的缩颈一端固定设置有2个固定螺杆4，所述小孔钻杆3靠近锥平钻头1的一端设置有与固定螺杆4相配合的螺纹孔；上述固定螺杆4高度为20～30mm，螺纹孔厚度为10～15mm。

另外，为实现钻孔作业，上述锥平钻头1的钻头锥体段11设置有6个围绕其圆周的切割槽13；所述切割槽13呈长条矩形，其深度为4～6mm，宽度为2～4mm。通过在锥平钻头的钻头锥体段上设置有一定深度的切割槽，在钻锥形孔过程中，通过该切割槽可以逐渐切割小孔顶部的围岩，进而形成锥形孔。

上述小孔钻头2的端部设置有若干个钻齿，钻齿呈半球形。所述钻齿包括第一钻齿21及第二钻齿22，所述第二钻齿22的半径大于第一钻齿21的半径，所述第一钻齿21设置12个，12个第一钻齿21沿小孔钻头外圈呈圆环布置，且排列方向一致；所述第二钻齿22设置2个，2个所述第二钻齿22位于第一钻齿围成的圆环内部，且2个所述第二钻齿22关于小孔钻头2的圆心成中心对称。

上述小孔钻头端部设置有2个通孔23，2个所述通孔23分别设置在2个第二钻齿22的一侧，2个所述通孔23关于小孔钻头的圆形成中心对称，且该通孔与小孔钻杆、锥平钻头连通，用于将连接钻机钻杆尾部的高压水从小孔钻头排出，达到清理碎石屑、除尘、降温作用。

另外，上述小孔钻头2、小孔钻杆3及锥平钻头1均为中空结构，壁厚为10～20mm。

在采用本实施例的锥形定位凿岩钻头进行钻孔施工时，先采用大孔钻头钻大孔，大孔钻完后，将大孔钻头拆下，然后将本实施例的锥形定位凿岩钻头与大孔钻头钻筒连接，将该锥形定位凿岩钻头伸入已钻好的大孔内进行钻孔作业，将本次钻孔作业深度设定为小孔钻头、小孔钻杆与锥平钻头的钻头锥体段的高度之和，完成该钻孔作业深度后，即可完成小孔及锥形孔成孔。在上述小孔及锥形孔钻孔作业过程中，首先是小孔钻头开始钻小孔，且由于锥平钻头的钻头筒体段与大孔钻头钻筒的外径相同，保证了小孔钻头钻小孔时不偏钻；当小孔钻完后，锥平钻头的钻头锥体段的缩颈一端恰好位于所钻小孔的顶端，然后继续钻孔作业，此时小孔钻头继续深入钻小孔，同时锥平钻头开始钻锥形孔，且在钻锥形孔时，由于小孔钻杆支撑在已钻好的小孔内，此时钻锥形孔时破碎岩石不会堵塞小孔，且不会引起小孔塌孔，达到钻孔深度后，即可完成小孔成孔及锥形孔成孔。

需要说明的是，本实用新型中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种锥形定位凿岩钻头，可拆卸连接于大孔钻头钻筒上，其特征在于，包括锥平钻头及小孔钻头，所述锥平钻头与小孔钻头通过小孔钻杆连接；

所述锥平钻头包括一体成型的钻头锥体段及钻头筒体段，所述锥平钻头的钻头筒体段与大孔钻头钻筒螺纹连接，所述锥平钻头的钻头锥体段与小孔钻杆的一端螺纹连接，所述小孔钻杆的另一端与小孔钻头螺纹连接；

所述小孔钻头的端部设置有若干个钻齿。

2.根据权利要求1所述的一种锥形定位凿岩钻头，其特征在于，所述锥平钻头的钻头锥体段的缩颈一端固定设置有至少1个固定螺杆，所述小孔钻杆靠近锥平钻头的一端设置有与固定螺杆相配合的螺纹孔。

3.根据权利要求2所述的一种锥形定位凿岩钻头，其特征在于，所述固定螺杆高度为20～30mm，螺纹孔厚度为10～15mm。

4.根据权利要求1所述的一种锥形定位凿岩钻头，其特征在于，所述钻齿包括第一钻齿及第二钻齿，所述第一钻齿设置若干个，若干个所述第一钻齿沿小孔钻头外圈呈圆环布置，且排列方向一致；所述第二钻齿设置2个，2个所述第二钻齿位于第一钻齿围成的圆环内部。

5.根据权利要求4所述的一种锥形定位凿岩钻头，其特征在于，2个所述第二钻齿关于小孔钻头的圆心成中心对称。

6.根据权利要求4所述的一种锥形定位凿岩钻头，其特征在于，所述第一钻齿及第二钻齿呈半球形，且所述第二钻齿的半径大于第一钻齿的半径。

7.根据权利要求4所述的一种锥形定位凿岩钻头，其特征在于，所述小孔钻头端部设置有2个通孔，2个所述通孔分别设置在2个第二钻齿的一侧，且2个所述通孔关于小孔钻头的圆形成中心对称。

8.根据权利要求1所述的一种锥形定位凿岩钻头，其特征在于，所述切割槽的深度为4～6mm，宽度为2～4mm。

9.根据权利要求1所述的一种锥形定位凿岩钻头，其特征在于，所述小孔钻头、小孔钻杆及锥平钻头均为中空结构，壁厚为10～20mm。