CN202946021U - 数字智能合金钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种数字智能合金钻头，它有钻头座和合金钻齿，合金钻齿固定在钻头座上，合金钻齿分多组均匀分布在钻头座的管壁上，每一组合金钻齿均有竖齿和横齿，竖齿与钻头座轴心线平行，横齿与之垂直，横齿刃口线伸出钻头座管壁之外，竖齿刃口线高出钻头座并伸入钻头座管壁之内，每一组合金钻齿的竖齿为双齿，横齿为单齿或者双齿，钻头座有与钻具连接的内螺纹。本实用新型在钻进过程中不容易断齿，竖齿往下钻形成环槽，横齿则将环槽扩大，钻屑就能从横齿和竖齿的缝隙中排走，避免了糊钻，与现有品字形钻齿钻头相比，断齿率降低了60-80%，使用寿命延长了2-4倍，一次成井率高达98%以上，生产成本大幅降低。
Description
技术领域
本实用新型是一种地质钻机的配件，一种数字智能合金钻头。
背景技术
现有的钻机钻头，是由钻头座和钻齿构成的，钻齿镶嵌加焊接的方式固定在钻头座上。合金钻齿一般为品字形，肩部与与钻头座的管口平齐，靠中部凸出的部分切削岩石层来实现钻进。钻出的环槽与钻头几乎一样大小，使得钻屑不能及时排出，在冷却液的作用下形成泥浆造成糊钻，降低钻进效率。其次，这种品字形的钻齿还容易折断，遗落在环槽不不能取出，由于合金钻齿非常坚硬，与正常的钻齿碰撞后更容易造成第二次，第三次断齿，使钻井报废。
有的钻头采用双钻结构，就是在钻头座内以螺纹连接方式装一个内钻头，内钻头凸出于外钻头，钻进时内钻头向下钻进，外钻头将环槽扩大大，冷却液从内钻头和外钻头间注入。这种方式虽然可以部分解决糊钻的问题，但是钻进的效率随之降低，同时合得岩芯变细，容易使岩芯弄断弄碎。断齿的问题照样不能解决。始终不利于钻探工程的开展。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有地质钻机钻头存在的上述问题，提出一种不容易糊钻，不易断齿，故障率低，同时节约冲洗液降低能耗和使用成本的新型钻头，数字智能合金钻头，以解决现有技术的不足。
本实用新型提出的这种数字智能合金钻头，它有钻头座和合金钻齿，合金钻齿固定在钻头座上，其特征在于合金钻齿分多组均匀分布在钻头座的管壁上，每一组合金钻齿均有竖齿和横齿，竖齿与钻头座轴心线平行，横齿与之垂直，横齿刃口线伸出钻头座管壁之外，竖齿刃口线高出钻头座并伸入钻头座管壁之内。
每一组合金钻齿的竖齿为双齿。
每一组合金钻齿的横齿为单齿或者双齿。
横齿与钻头座管口镶平。
竖齿的刃口角为锐角，横齿的刃口角为小于或者等于90度的角。
钻头座有与钻具连接的内螺纹。
本实用新型与钻具的连接方式相同，均为螺纹连接，钻头座内安装的取芯器也与现有的相同。不同的是合金钻齿的结构发生了改变，由于同一组钻齿采用竖齿和横齿紧密镶嵌的结构，且每个竖齿和横齿的基本形状均是长方形，不象品字形齿那样容易产生应力集中，在钻进过程中不容易断齿，竖齿往下钻形成环槽，横齿则将环槽扩大，钻屑就能从横齿和竖齿的缝隙中排走，在冷却液的压力作用中排向钻具和岩芯的环隙中，从而避免了糊钻的产生，提高了钻进效率。
与现有品字形钻齿钻头相比，本实用新型的断齿率降低了60-80%，即使遇到含泥重的复杂地层，也不发生糊钻。取代双钻头后，本实用新型不仅克服了断齿和糊钻的问题，同时还使同规格钻具的岩芯变粗了，岩芯碎断的发生率也大幅度降低。
本实用新型的另一个优越性还在于结构简单，制造成本低，不断齿，各个竖齿的磨损速度几乎一致，不换新齿，合金钻齿磨损到不能用时整个钻头更换。而现有的钻头却是一齿折断，就得将钻头座切掉一截，重新开槽镶嵌新齿后再换上。
附图说明
图1本实用新型主视图（A-A剖面图）。
图2是左视图。
图3是钻头座主视图（正剖面）。
图1-3中，各零部件的标号如下：
1-竖齿；2-横齿；3-取芯器；4-钻头座；5-内螺纹，6-镶嵌槽。
具体实施方式
如图1-3所示，钻头座4，取芯器3的结构与现有的相近似。钻头座上的镶嵌槽6根据钻头大小和所需钻齿组的个数确定。本例为四组，有四个镶嵌槽。
每一组钻齿由两个竖齿1和一个横齿2组成，当然，横齿2也可以由两个相同的齿组成。镶成后，横齿与钻头座的管口平齐，横齿的刃口线与钻头座轴心线平行，该刃口线伸出钻头座管壁大约2-3mm。竖齿镶成后凸出于钻头座的管口，两竖齿的刃口线在钻头座管口之上大约5-9mm处。该刃口线与钻头座轴心线垂直且延伸到钻头座管壁之内，以确保切削岩芯的直径小于取芯器。
冷却液（冲洗液）从钻头座管中给入。
竖齿和横齿是现有的合金材料，基本形状为长方形，刃口可以做成小于90度角的或者等于90度角的。每一组竖齿和横齿的固定方式与现有的一样也是镶稳后加焊接。
未提及的零部件及标号如上所述。
经试用，本实用新型75mm口径钻头在土质泥质沙质复杂地层中打直斜进的指标是：每小时进尺6-10m。钻机转速286转/分，冲洗液量20L/分。无糊钻现象产生，工作顺畅。
在2-4级破碎、风化岩矿层中的进尺是5-8米/小时，岩芯成形规整，无断芯碎芯。无糊钻和断齿发生。平均使用寿命是现有普通钻头的3-5倍。
而同规格的现有钻头进尺指标仅有0.92m/小时。本实用新型是现有钻头的4-10倍。
由于冷却液对各钻齿（合金钻齿）的冷却是内外两面同时冷却，及时充分，不会发生烧齿。这是使用寿命长的主要原因。
本实用新型已成功应用于75mm和91mm口径的钻头。其中包括配有绳索取芯钻具的先进钻机，使这种设备的性能如虎添翼。一次成井率达98%以上。
Claims (6)
1.一种数字智能合金钻头，它有钻头座和合金钻齿，合金钻齿固定在钻头座上，其特征在于合金钻齿分多组均匀分布在钻头座的管壁上，每一组合金钻齿均有竖齿和横齿，竖齿与钻头座轴心线平行，横齿与之垂直，横齿刃口线伸出钻头座管壁之外，竖齿刃口线高出钻头座并伸入钻头座管壁之内。
2.根据权利要求1所述的数字智能合金钻头，其特征在于每一组合金钻齿的竖齿为双齿。
3.根据权利要求1所述的数字智能合金钻头，其特征在于每一组合金钻齿的横齿为单齿或者双齿。
4.根据权利要求1所述的数字智能合金钻头，其特征在于横齿与钻头座管口镶平。
5.根据权利要求1所述的数字智能合金钻头，其特征在于竖齿的刃口角为锐角，横齿的刃口角为小于或者等于90度的角。
6.根据权利要求1所述的数字智能合金钻头，其特征在于钻头座有与钻具连接的内螺纹。
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| CN 201220695095 CN202946021U (zh) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | 数字智能合金钻头 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114607280A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-06-10 | 扎赉诺尔煤业有限责任公司 | 一种简易取芯钻头及其生产方法 |
| CN119221834A (zh) * | 2024-11-29 | 2024-12-31 | 四川省地质工程勘察院集团有限公司 | 一种水文地质钻探用的钻头 |
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2012
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