CN219528932U - 一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，属于钻头降温技术领域，包括钻头本体，钻头本体上固定设置有若干齿座，每个齿座上均固定设置若干切削齿，在钻头本体和齿座内贴合嵌入有导热块，切削齿与导热块紧密贴合，导热块一侧的钻头本体内设置有换热室，换热室内设置有若干散热翅。通过在钻头本体与齿座内填充热传导比钻头本体所用材料更高效的导热块，使钻头钻探时产生的热量能够传递到导热块上，利用散热翅与循环水将钻探产生的热量进行传导，实现降温，防止过热导致钻头的材料性质发生变化而崩裂，并且在齿座内嵌入了导热块不仅能够实现对热量的传递，还能够确保齿座的机械强度，延长了钻头的使用寿命，降低了企业的生产成本。

Description

一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头

技术领域

本实用新型属于钻头降温技术领域，尤其是涉及一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头。

背景技术

煤炭是一种常用的化石燃料，一般在地变与地下都有分布，而煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿。当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。

而在进行井工煤矿开采前需要先进行钻探，钻探时由于钻头长时间的摩擦会大量发热，由于钻头主要依靠安装在齿座上的切削齿进行钻进，因此一般切削齿发热量最大，而切削齿产生的热量会传递到钻头上，如果不及时进行降温会使得钻头的材料性质发生变化，最终导致钻头崩裂，不仅会延误工期，还会使得施工成本升高。

目前钻头的降温主要是采用水降温的模式，通过中空的钻杆将水输送到钻头，并通过钻头上的喷头喷出，对钻头进行降温。但是如此喷头暴露在外易产生堵塞或者撞击损坏，影响降温效果；同时还会造成大量的水资源浪费，虽然可以对一部分水进行回收实现循环利用，但是从钻孔中流出的水会带出大量碎石和矿粉，需要过滤后才能使用，会导致成本进一步增加；而且矿粉难以完全过滤，所以随着循环使用循环水中的矿粉将会逐渐累积，使得水质逐渐变差，降温效果也逐渐难以得到保证。

因此需要我们设计出一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，来解决这些问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，尤其能够在钻探时进行循环散热，可以减少循环水的浪费，还能够避免循环水因杂质过到导致降温效果变差。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，包括钻头本体，所述钻头本体上固定设置有若干齿座，每个所述齿座上均固定设置若干切削齿，在所述钻头本体和所述齿座内贴合嵌入有导热块，所述切削齿与所述导热块紧密贴合，所述导热块一侧的所述钻头本体内设置有换热室，所述换热室内设置有若干散热翅，且若干所述散热翅均与所述导热块固定连接，在所述换热室侧壁上开设有回水孔，所述回水孔内设置有连接管，所述连接管的一端与所述导热块相连，且在所述连接管与所述导热块的连接处设置有若干导流孔，在所述连接管的另一端设置有堵头，所述堵头侧壁与所述回水孔的侧壁密封贴合，在所述堵头上还开设有进水孔和出水孔，所述进水孔与所述连接管连通，所述出水孔与所述回水孔连通。

优选的，若干所述散热翅分为两组，其中一组散热翅位于所述连接管内，另一组所述散热翅则绕所述连接管均匀分布。

如此设置，能够增加导热块与循环水的接触面积，提高热交换效率，有效对切削齿进行降温。

优选的，所述连接管的内壁与外壁上均涂设有隔热涂料。

如此设置，能够防止从连接管流出的循环水对连接管内的循环水造成影响。

优选的，所述导热块的材质为铝合金。

如此设置，通过导热系数高的铝质材料作为导热块能够有效将切削齿产生的热量传导到散热翅上。

优选的，所述钻头本体与所述齿座一体成型，且材质为硬质合金钢。

如此设置，通过硬质合金钢一体成型的钻头本体与齿座的机械强度更高。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

本实用新型通过传统钻探用钻头进行改进，在设置有空腔的钻头本体与齿座内填充热传导比钻头本体所用材料更高效的导热块，并通过与切削齿和钻头本体的接触，使钻头钻探时产生的热量能够传递到导热块上，再利用散热翅与循环水将钻探产生的热量进行传导，使钻头能够快速降温，防止过热导致钻头的材料性质发生变化而崩裂，并且在齿座内嵌入了导热块不仅能够实现对热量的传递，还能够确保齿座的机械强度，延长了钻头的使用寿命，降低了企业的生产成本。

附图说明

为了更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，下面描述中的附图仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头的轴测图；

图2是本实用新型所述一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头的内部结构剖面示意图；

图3是沿图2中的Ⅰ-Ⅰ处截面示意图。

附图标记说明如下：

1、钻头本体；2、齿座；3、切削齿；4、换热室；5、导热块；6、散热翅；7、连接管；8、回水孔；9、导流孔；10、堵头；11、进水孔；12、出水孔。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

实施例1：如图1-图3所示，一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，包括钻头本体1，钻头本体1上固定设置有若干齿座2，每个齿座2上均固定设置若干切削齿3，在钻头本体1和齿座2内贴合嵌入有导热块5，切削齿3与导热块5紧密贴合，导热块5一侧的钻头本体1内设置有换热室4，换热室4内设置有若干散热翅6，且若干散热翅6均与导热块5固定连接，在换热室4侧壁上开设有回水孔8，回水孔8内设置有连接管7，连接管7的一端与导热块5相连，且在连接管7与导热块5的连接处设置有若干导流孔9。

具体的，在连接管7的另一端设置有堵头10，堵头10侧壁与回水孔8的侧壁密封贴合，在堵头10上还开设有进水孔11和出水孔12，进水孔11与连接管7连通，出水孔12与回水孔8连通，如此设置不仅便于与进出水管连接，还能够与连接管7配合将钻头本体1内的空腔分割位两个腔室，控制循环水的流向。

具体的，若干散热翅6分为两组，其中一组散热翅6位于连接管7内，另一组散热翅6则绕连接管7均匀分布，如此设置能够增加导热块5与循环水的接触面积，提高热交换效率，有效对切削齿3进行降温。

具体的，连接管7的内壁与外壁上均涂设有隔热涂料，如此设置能够防止从连接管7流出的循环水对连接管7内的循环水造成影响。

具体的，导热块5的材质为铝合金，如此设置通过导热系数高的铝质材料作为导热块5能够有效将切削齿3产生的热量传导到散热翅6上。

具体的，钻头本体1与齿座2一体成型，且材质为硬质合金钢，如此设置通过硬质合金钢一体成型的钻头本体1与齿座2的机械强度更高。

本实施例的工作过程：在使用时首先将钻头与钻杆进行连接，由于钻探用钻杆为了对钻头进行降温，一般为空芯设计，钻杆的中部设置有用于通入冷却水的通道，所以在进行钻头与钻杆的连接前先将进水管与堵头10上的进水孔11相连，经回水管与堵头10上的回水孔8相连，接着再将钻头与钻杆进行连接固定，再将进水管与回水管与外部的循环水泵连接，当进行钻探工作时，钻头上的钻齿会在长时间的摩擦过程中产生大量热量，如果不将热量排出则会导致钻头的材料性质发生改变，从而造成钻头崩裂，所以在使用时首先开启循环水泵，循环水泵启动后会将冷却用的循环水通过进水管泵入连接管7内，循环水在进入连接管7后会与连接管7内的散热翅6接触，对散热翅6进行降温，同时循环水会通过导流孔9流入出水孔12内，再与出水孔12内的散热翅6接触，对出水孔12内的散热翅6进行降温，并且由于散热翅6都与导热块5相连，所以导热块5上的热量会通过散热翅6进行传递，并且因为导热块5为铝合金材质，并且铝的导热系数为237W/(m·K)，而钢的导热系数为45W/(m·K)，通过在钻头内嵌入设置导热系数高的铝合金，并确保铝合金材质的导热块5与切削齿3接触，能够有效将切削齿3产生的热量传导到散热翅6上，并且铝合金的嵌入还能够确保齿座2的强度，兼顾了散热与强度，并且实现了循环水的内循环，与传统的直喷式降温方式相比，降低了水资源的浪费，避免了循环水过滤的流程，降低了运行成本，延长了使用寿命。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，包括钻头本体(1)，所述钻头本体(1)上固定设置有若干齿座(2)，每个所述齿座(2)上均固定设置若干切削齿(3)，其特征在于：在所述钻头本体(1)和所述齿座(2)内贴合嵌入有导热块(5)，所述切削齿(3)与所述导热块(5)紧密贴合，所述导热块(5)一侧的所述钻头本体(1)内设置有换热室(4)，所述换热室(4)内设置有若干散热翅(6)，且若干所述散热翅(6)均与所述导热块(5)固定连接，在所述换热室(4)侧壁上开设有回水孔(8)，所述回水孔(8)内设置有连接管(7)，所述连接管(7)的一端与所述导热块(5)相连，且在所述连接管(7)与所述导热块(5)的连接处设置有若干导流孔(9)，在所述连接管(7)的另一端设置有堵头(10)，所述堵头(10)侧壁与所述回水孔(8)的侧壁密封贴合，在所述堵头(10)上还开设有进水孔(11)和出水孔(12)，所述进水孔(11)与所述连接管(7)连通，所述出水孔(12)与所述回水孔(8)连通。

2.根据权利要求1所述的一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，其特征在于：若干所述散热翅(6)分为两组，其中一组散热翅(6)位于所述连接管(7)内，另一组所述散热翅(6)则绕所述连接管(7)均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，其特征在于：所述连接管(7)的内壁与外壁上均涂设有隔热涂料。

4.根据权利要求1所述的一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，其特征在于：所述导热块(5)的材质为铝合金。

5.根据权利要求1所述的一种具有内循环降温功能的煤矿钻探用钻头，其特征在于：所述钻头本体(1)与所述齿座(2)一体成型，且材质为硬质合金钢。