CN205618085U - 一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头 - Google Patents
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Abstract
一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头，包括中心轴向设有回流通道的钻铤，回流通道上下通透，钻铤外部自上而下依次设有扶正器、组合式刀具结构和导向旋挖结构；钻铤上在组合式刀具结构和导向旋挖结构之间设有与回流通道连通的水眼；扶正器包括套在钻铤外并与钻铤同轴向设置的筒体，筒体内壁与钻铤外壁之间通过至少三块均匀设置的连接板固定连接，筒体外壁沿筒体外表面均匀设有至少三条凸棱条，凸棱条外表面设有上耐磨层，每条上耐磨层的长度方向均与筒体中心线平行；综上所述，本装置排渣顺畅、冲洗介质流动阻力小的耐磨性高。
Description
技术领域
本实用新型属于矿山生产或施工技术领域，具体涉及一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头。
背景技术
为满足生产和工程需要，提高工作效率和经济效益，大直径工程井气反循环钻机工艺逐渐在煤矿等领域得到广泛应用；但传统的正循环扩孔钻头由于水淹较小，不利于较大岩块及时进入钻具内通道，极易堵塞钻头水眼，传统的正循环扩孔钻头过流面积较小，冲洗介质在钻头处的流动阻力较大，不利于建立反循环系统；另外
钻头上的刀具是直接与岩屑、碎石接触的零件，易磨损而需要及时更换，其中，刀具装置的质量又直接影响到1钻机的切削效果及掘进速度， 传统的扩孔钻头用刀具在使用过程中反映出的问题为：因耐磨性差，容易出现刀具过早失效的现象，刀具结构不合理排渣不顺畅；同时刀座磨损较严重，从而需要频繁更换新的刀具，耗费大量人力、财力和物力，造成使用成本较高，因此，迫切需要研制一种超耐磨的刀具来解决当前面临的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种排渣顺畅、冲洗介质流动阻力小的耐磨性高的井气反循环扩孔钻头。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头，包括中心轴向设有回流通道的钻铤，回流通道上下通透，钻铤外部自上而下依次设有扶正器、组合式刀具结构和导向旋挖结构；钻铤上在组合式刀具结构和导向旋挖结构之间设有与回流通道连通的水眼；
扶正器包括套在钻铤外并与钻铤同轴向设置的筒体，筒体内壁与钻铤外壁之间通过至少三块均匀设置的连接板固定连接，筒体外壁沿筒体外表面均匀设有至少三条凸棱条，凸棱条外表面设有上耐磨层，每条上耐磨层的长度方向均与筒体中心线平行；
组合式刀具结构包括同轴向自上而下依次设在钻铤外壁上的第一圆环板、第二圆环板、第三圆环板和第四圆环板，第一圆环板和第二圆环板外径尺寸相同、第三圆环板和第四圆环板的外径尺寸相同，第二圆环板和第四圆环板外边缘沿周向方向分别均匀设有至少三个安装槽孔，安装槽孔处均设有耐磨刀头，第二圆环板上的耐磨刀头的上端与第一圆环板下表面固定连接，第四圆环板上的耐磨刀头的上端与第三圆环板下表面固定连接；
导向旋挖结构包括三块导向旋挖板，三块导向旋挖板沿钻铤周向均匀布置，三块导向旋挖板内端伸入到钻铤内部，三块导向旋挖板内端边沿互相连接，三块导向旋挖板内端边沿的连接线与钻铤中心线重合，三块导向旋挖板外端边缘的回转轨迹的上部和下部分别为圆柱体和上大下小的圆锥体，三块导向旋挖板外端边缘表面设置下耐磨层。
位于第二圆环板上的耐磨刀头包括耐磨刀座和盘形刀具，耐磨刀座上端固定在第一圆环板下表面，盘形刀具设在耐磨刀座上；盘形刀具包括刀轴和刀体，刀轴两端均通过连接销轴固定在耐磨刀座下端部，刀轴倾斜设置且刀轴的上端与钻铤中心线的距离大于刀轴下端与钻铤中心线的距离，刀轴的中心线与水平面的夹角为10°-40°，刀轴上自下而上沿轴向方向依次设有第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，刀轴分别与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承为过渡配合，刀体内设有轴承室，第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承的外圈与轴承室内壁过渡配合；刀体内在轴承室下侧设有用于限定第一滚动轴承位置的挡圈，刀体上端内圈螺纹连接有用于压紧第二滚动轴承的螺纹压盖，刀轴两端均设有轴承套，上侧的轴承套位于螺纹压盖与刀轴之间，下侧的轴承套位于刀体与刀轴之间；刀体倾斜设置且刀体外型呈上粗下细的圆锥体结构，刀体外表面沿径向方向设有切削齿，耐磨刀座外表面设有凹槽，凹槽内固定嵌设有凸出于耐磨刀座外表面的耐磨齿；切削齿和耐磨齿均由聚晶金刚石复合片制成；刀体外表面周向至少设有一条排渣槽。
耐磨齿外型均为圆柱体型，切削齿凸出于刀体外表面的形状为球形。
刀轴上设有注油孔，注油孔连通外界与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承；注油孔的进油口处设有螺纹连接有内六角螺栓。
上侧的轴承套与螺纹压盖之间设有第一密封圈，下侧的轴承套与刀体之间设有第二密封圈，每个轴承套与刀轴之间设有第三密封圈，螺纹压盖与刀轴之间设有第四密封圈。
采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：水眼和钻铤底部均可以通过较大岩块，这样就可大大避免了回流通道在进口处堵塞。上耐磨层和下耐磨层均为镶焊合金，这样可延长本实用新型的使用寿命。导向旋挖板主要起到导向钻进的作用，导向旋挖板最大的回转半径小于下牙轮掌的回转半径。本实用新型设置回转半径依次增大的导向旋挖板，这样可以充分降低钻孔阻力，降低扩孔难度，提高扩孔效率。
通过在耐磨刀座外表面增加固定由聚晶金刚石复合片制成的耐磨齿，大大增加了钻头刀具的耐磨性；通过刀体外表面径向设有由聚晶金刚石复合片制成的切削齿，替代了传统的硬质合金切削齿，提高了切削齿的耐磨性，减少了钻头刀具的更换次数，进而降低了施工成本，提高作业效率；
刀体外表面周向至少设有一条排渣槽，排渣槽的槽底为圆弧结构，排渣槽设计合理，使岩石屑的流动顺畅，从而减少了岩石屑对刀体的磨损，延长了刀体的使用寿命；
刀轴上设有注油孔，注油孔连通外界与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，通过注油孔向第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承上注入润滑油，增加了第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承的使用寿命，上侧的轴承套与螺纹压盖之间设有第一密封圈，下侧的轴承套与刀体之间设有第二密封圈，每个轴承套与刀轴之间设有第三密封圈，螺纹压盖与刀轴之间设有第四密封圈，第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈用于密封刀轴与刀体之间的润滑油，防止润滑油外泄，内六角螺栓用于封堵注油孔；螺纹压盖与轴承套均用于固定第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，防止其在施工时，沿刀轴移动。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本实用新型中耐磨刀头的结构示意图；
图4是图3中A-A处的剖视图。
具体实施方式
如图1-4所示，本实用新型的一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头，包括中心轴向设有回流通道2的钻铤1，回流通道2上下通透，钻铤1外部自上而下依次设有扶正器、组合式刀具结构和导向旋挖结构；钻铤1上在组合式刀具结构和导向旋挖结构之间设有与回流通道2连通的水眼3；
扶正器包括套在钻铤1外并与钻铤1同轴向设置的筒体4，筒体4内壁与钻铤1外壁之间通过至少三块均匀设置的连接板5固定连接，筒体4外壁沿周向均匀设有至少三条凸棱条6，凸棱条6外表面设有上耐磨层7，每条上耐磨层7的长度方向均与筒体4中心线平行；
组合式刀具结构包括同轴向自上而下依次设在钻铤1外壁上的第一圆环板8、第二圆环板9、第三圆环板10和第四圆环板11，第一圆环板8和第二圆环板9外径尺寸相同、第三圆环板10和第四圆环板11的外径尺寸相同，第二圆环板9和第四圆环板11外边缘沿周向分别均匀设有至少三个安装槽孔，安装槽孔处均设有耐磨刀头100，第二圆环板9上的耐磨刀头100的上端与第一圆环板8下表面固定连接，第四圆环板11上的耐磨刀头100的上端与第三圆环板10下表面固定连接；第一圆环板8、第二圆环板9、第三圆环板10和第四圆环板11均采用30mm厚钢板加工而成。
导向旋挖结构包括三块导向旋挖板14，三块导向旋挖板14沿钻铤1周向均匀布置，三块导向旋挖板14内端伸入到钻铤1内部，三块导向旋挖板14内端边沿互相连接，三块导向旋挖板14内端边沿的连接线与钻铤1中心线重合，三块导向旋挖板14外端边缘的回转轨迹的上部和下部分别为圆柱体和上大下小的圆锥体，三块导向旋挖板14外端边缘表面设置下耐磨层15。
连接板5和上耐磨层7的数目均为六个，一个上耐磨层7均径向对应于一块连接板5布置。
本实用新型当中的钻铤1为现有成熟技术，具体构造不再赘述。
位于第二圆环板上9的耐磨刀头100包括耐磨刀座101和盘形刀具，盘形刀具设在耐磨刀座101上；盘形刀具包括刀轴102和刀体103，刀轴102两端均通过连接销轴104固定在耐磨刀座101下端部，刀轴102倾斜设置且刀轴102的上端与钻铤1中心线的距离大于刀轴102下端与钻铤1中心线的距离，刀轴102的中心线与水平面的夹角为10°-40°，刀轴102上自下而上沿轴向方向依次设有第一滚动轴承105、推力轴承106和第二滚动轴承107，刀轴102分别与第一滚动轴承105、推力轴承106和第二滚动轴承107为过渡配合，刀体103内设有轴承室，第一滚动轴承105、推力轴承106和第二滚动轴承107的外圈与轴承室内壁过渡配合；刀体103内在轴承室下侧设有用于限定第一滚动轴承105位置的挡圈119；刀体103上端螺纹连接有用于压紧第二滚动轴承的螺纹压盖108，刀轴102两端均设有轴承套109，上侧的轴承套109位于螺纹压盖108与刀轴102之间，下侧的轴承套109位于刀体103与刀轴102之间；刀体倾斜设置，刀体外型呈上粗下细的圆锥体结构，刀体103外表面沿径向方向设有切削齿110，耐磨刀座101外表面设有凹槽，凹槽内固定嵌设有凸出于耐磨刀座101外表面的耐磨齿111；切削齿110和耐磨齿111均由聚晶金刚石复合片制成；刀体103外表面周向至少设有一条排渣槽112。
耐磨齿111外型为圆柱体形，切削齿110凸出于刀体103外表面的形状为球形。
刀轴102上设有注油孔113，注油孔113连通外界与第一滚动轴承105、推力轴承106和第二滚动轴承107；注油孔113的进油口处设有螺纹连接有内六角螺栓114。
上侧的轴承套109与螺纹压盖108之间设有第一密封圈115，下侧的轴承套109与刀体103之间设有第二密封圈116，每个轴承套109与刀轴102之间设有第三密封圈117，螺纹压盖108与刀轴102之间设有第四密封圈118。
水眼3和钻铤1底部均可以通过较大岩块，这样就可大大避免了回流通道2在进口处堵塞。上耐磨层7和下耐磨层15均为镶焊合金，这样可延长本实用新型的使用寿命。导向旋挖板主要起到导向钻进的作用，本实用新型设置回转半径依次增大的导向旋挖板14，这样可以充分降低钻孔阻力，降低扩孔难度，提高扩孔效率
组合式刀具结构通过在耐磨刀座101外表面增加固定由聚晶金刚石复合片制成的耐磨齿111，大大增加了耐磨刀头100的耐磨性；刀体103外表面周向至少设有一条排渣槽112，排渣槽112的槽底为圆弧结构，排渣槽112设计合理，使岩石屑的流动顺畅，从而减少了岩石屑对刀体103的磨损；刀轴102上设有注油孔113，注油孔113连通外界与第一滚动轴承105、推力轴承106和第二滚动轴承107，通过注油孔113向第一滚动轴承105、推力轴承106和第二滚动轴承107上注入润滑油，增加了第一滚动轴承105、推力轴承106和第二滚动轴承107的使用寿命，上侧的轴承套109与螺纹压盖108之间设有第一密封圈115，下侧的轴承套109与刀体103之间设有第二密封圈116，每个轴承套109与刀轴102之间设有第三密封圈117，螺纹压盖108与刀轴102之间设有第四密封圈118，第一密封圈115、第二密封圈116、第三密封圈117和第四密封圈118用于密封刀轴102与刀体103之间的润滑油，防止润滑油外泄；螺纹压盖108与轴承套109均用于固定第一滚动轴承105、推力轴承106和第二滚动轴承107，防止其在施工时，沿刀轴102移动。
本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头，其特征在于：包括中心轴向设有回流通道的钻铤，回流通道上下通透，钻铤外部自上而下依次设有扶正器、组合式刀具结构和导向旋挖结构；钻铤上在组合式刀具结构和导向旋挖结构之间设有与回流通道连通的水眼；
扶正器包括套在钻铤外并与钻铤同轴向设置的筒体，筒体内壁与钻铤外壁之间通过至少三块均匀设置的连接板固定连接，筒体外壁沿筒体外表面均匀设有至少三条凸棱条，凸棱条外表面设有上耐磨层，每条上耐磨层的长度方向均与筒体中心线平行；
组合式刀具结构包括同轴向自上而下依次设在钻铤外壁上的第一圆环板、第二圆环板、第三圆环板和第四圆环板，第一圆环板和第二圆环板外径尺寸相同、第三圆环板和第四圆环板的外径尺寸相同，第二圆环板和第四圆环板外边缘沿周向方向分别均匀设有至少三个安装槽孔，安装槽孔处均设有耐磨刀头，第二圆环板上的耐磨刀头的上端与第一圆环板下表面固定连接，第四圆环板上的耐磨刀头的上端与第三圆环板下表面固定连接；
导向旋挖结构包括三块导向旋挖板，三块导向旋挖板沿钻铤周向均匀布置，三块导向旋挖板内端伸入到钻铤内部，三块导向旋挖板内端边沿互相连接，三块导向旋挖板内端边沿的连接线与钻铤中心线重合，三块导向旋挖板外端边缘的回转轨迹的上部和下部分别为圆柱体和上大下小的圆锥体，三块导向旋挖板外端边缘表面设置下耐磨层；
位于第二圆环板上的耐磨刀头包括耐磨刀座和盘形刀具，耐磨刀座上端固定在第一圆环板下表面，盘形刀具设在耐磨刀座上；盘形刀具包括刀轴和刀体，刀轴两端均通过连接销轴固定在耐磨刀座下端部，刀轴倾斜设置且刀轴的上端与钻铤中心线的距离大于刀轴下端与钻铤中心线的距离，刀轴的中心线与水平面的夹角为10°-40°，刀轴上自下而上沿轴向方向依次设有第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，刀轴分别与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承为过渡配合，刀体内设有轴承室，第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承的外圈与轴承室内壁过渡配合；刀体内在轴承室下侧设有用于限定第一滚动轴承位置的挡圈，刀体上端内圈螺纹连接有用于压紧第二滚动轴承的螺纹压盖，刀轴两端均设有轴承套，上侧的轴承套位于螺纹压盖与刀轴之间，下侧的轴承套位于刀体与刀轴之间；刀体倾斜设置且刀体外型呈上粗下细的圆锥体结构，刀体外表面沿径向方向设有切削齿，耐磨刀座外表面设有凹槽，凹槽内固定嵌设有凸出于耐磨刀座外表面的耐磨齿；切削齿和耐磨齿均由聚晶金刚石复合片制成；刀体外表面周向至少设有一条排渣槽。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头，其特征在于：耐磨齿外型均为圆柱体型，切削齿凸出于刀体外表面的形状为球形。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头，其特征在于：刀轴上设有注油孔，注油孔连通外界与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承；注油孔的进油口处设有螺纹连接有内六角螺栓。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨性高的井气反循环扩孔钻头，其特征在于：上侧的轴承套与螺纹压盖之间设有第一密封圈，下侧的轴承套与刀体之间设有第二密封圈，每个轴承套与刀轴之间设有第三密封圈，螺纹压盖与刀轴之间设有第四密封圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161005 Termination date: 20170516 |
|
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