一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭的製作方法
2023-07-04 21:58:11 1
一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種氣動潛孔錘，尤其是一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，屬於工程掘進裝備製造領域。具體為帶底噴孔和擴散槽的頭部及帶花鍵和內噴孔的尾部而且帶貫通的中心通道的柱狀體，所述底噴孔、擴散槽、內噴孔呈同旋向的螺旋分布，具體為在所述各擴散槽中各底噴孔口總體呈螺旋分布，各擴散槽的槽形帶弧度總體呈螺旋分布，所述內噴孔呈螺旋形分布且在中心通道側的內噴孔出口呈螺旋上升分布。各螺旋的氣流分別組成向上升的渦旋，強大的旋流升力加上射流原本的引射、卷吸，將渣粒進入中心通道，最終被排送地面上。分析合理布置內噴孔和底噴孔，採用優化的底唇部的輪廓，對反循環形成效果，提高反循環穩定性以及反循環排渣所產生的影響。
【專利說明】一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣動潛孔錘，尤其是一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，屬於工程掘進裝備製造領域。
【背景技術】
[0002]潛孔錘反循環鑽頭是實施貫通式潛孔錘全孔反循環鑽進工藝的關鍵部件，具有雙重作用，一方面，它是直接破碎孔底巖石的工具，即在隨鑽具旋轉的同時，接受來自活塞的高頻衝擊載荷，在衝擊和迴轉的聯合作用下破碎孔底巖石，不斷取得進尺；另一方面，它是控制流體介質進入中心通道形成穩定反循環流動的功能元件，即由它來保證壓縮氣體到達井底後攜帶巖渣屑進入中心通道形成反循環。反循環鑽頭，在固體礦床勘探和水文水井鑽探中得到推廣應用，取得較好效果，但在鑽進複雜條件地層時，出現了一些問題，例如不穩定的反循環，巖渣屑難以及時順暢排出，其原因是鑽頭體上流體通道的結構形式和鑽頭底面輪廓形狀的兩方面互相影響的結果，為解決反循環鑽頭在應用時出現的問題，循環鑽頭進行優化。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提出一種新型的貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，具體方案為:
[0004]一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，具體為帶底噴孔和擴散槽的頭部及帶花鍵和內噴孔的尾部而且帶貫通的中心通道的柱狀體，所述底噴孔、擴散槽、內噴孔呈同旋向的螺旋分布，具體為在所述各擴散槽中各底噴孔口總體呈螺旋分布，各擴散槽的槽形帶弧度總體呈螺旋分布，所述內噴孔呈螺旋形分布且在中心通道側的內噴孔出口呈螺旋上升分布。各螺旋的氣流分別組成向上升的渦旋，強大的旋流升力加上射流原本的引射、卷吸，將渣粒進入中心通道，最終被排送地面上。
[0005]作為優選，一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，所述的擴散槽的槽口還設置有硬質合金切削刃。擴散槽的槽口設置的硬質合金切削刃，使鑽頭像機械切削用的銑刀一樣，在轉動時，刮削巖體，加速掘進速度，利於剝離層片狀巖層。
[0006]作為優選，一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，其頭部的底面輪廓為錐形內凹。內凹的底面輪廓，有利於近中心處形成負壓，並對渣粒起導流作用。
[0007]作為優選，一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，其頭部中間設置有兩個對稱分布的腰形進渣口，且其最大開口尺寸小於所述中心通道的直徑。這樣能防止大尺寸的渣塊堵塞中心通道，保證反循環的連續進行。
[0008]作為優選，一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，所述腰形進渣口之間的還設有硬質合金齒。硬質合金齒用於擊碎被擴散槽旋入鑽頭中心處的大尺寸的渣塊，並能順勢進入進渣口。
[0009]因此，本實用新型具有結構簡單，優化了流場，利用渦旋升力，提升了反循環效果。【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是現有技術示意圖；
[0011]圖2是本實用新型的結構示意圖；
[0012]圖3是圖2的左視圖；
[0013]圖4是圖2的B-B剖視圖；
[0014]圖5是圖3的C-C剖視圖；
[0015]圖6是圖2的右視圖(底面)；
[0016]圖7是中心通道5與內噴孔4的位置示意圖。
[0017]圖中:
[0018]1、底噴孔，101、底噴孔口，2、擴散槽，202、槽口，3、花鍵，4、內噴孔，401、孔道，402、
內噴孔出口，5、中心通道，6、硬質合金切削刃，7、底面，8、腰形進渣口，9、硬質合金齒。
【具體實施方式】
[0019]下面通過實施例，並結合圖1到圖7，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
[0020]實施例1:一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，具體為帶3個底噴孔I和擴散槽2的頭部及帶花鍵3和3個內噴孔4的尾部而且帶貫通的中心通道5的柱狀體，所述底噴孔1、擴散槽2、內噴孔4呈同旋向的螺旋分布，即於鑽頭旋進方向相同，具體為在所述各擴散槽2中各底噴孔口 101總體呈螺旋分布，逐漸靠近中心，各擴散槽的槽形帶弧度總體呈螺旋分布，所述內噴孔4的孔道401呈螺旋形分布且在中心通道5側的內噴孔出口 402呈螺旋上升分布。這樣各內噴孔的引射流體不會互相碰撞，並組合成渦旋，提高了反循環效果。
[0021]實施例2:—種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，具體為帶5個底噴孔I和擴散槽2的頭部及帶花鍵3和3個內噴孔4的尾部而且帶貫通的中心通道5的柱狀體，所述底噴孔1、擴散槽2、所述擴散槽2的槽口 201還設置有硬質合金切削刃6內噴孔4呈同旋向的螺旋分布，即於鑽頭旋進方向相同，具體為在所述各擴散槽2中各底噴孔口 101總體呈螺旋分布，逐漸靠近中心，各擴散槽的槽形帶弧度總體呈螺旋分布，所述內噴孔4的孔道401呈螺旋形分布且在中心通道5側的內噴孔出口 402呈螺旋上升分布。擴散槽的槽口設置的硬質合金切削刃，使鑽頭像機械切削用的銑刀一樣，在轉動時，刮削巖體，加速掘進速度，利於剝離層片狀巖層。
[0022]實施例3:—種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，具體為帶5個底噴孔I和擴散槽2的頭部及帶花鍵3和6個內噴孔4的尾部而且帶貫通的中心通道5的柱狀體，所述底噴孔1、擴散槽2、所述擴散槽2的槽口 201還設置有硬質合金切削刃6內噴孔4呈同旋向的螺旋分布，即於鑽頭旋進方向相同，具體為在所述各擴散槽2中各底噴孔口 101總體呈螺旋分布，逐漸靠近中心，各擴散槽的槽形帶弧度總體呈螺旋分布，所述內噴孔4的孔道401呈螺旋形分布且在中心通道5側的內噴孔出口 402呈螺旋上升分布，而且孔道401與中心通道5相切，使射流沿中心通道5的圓周切向衝入。頭部的底面7輪廓為錐形內凹，有利於近中心處形成負壓，並對渣粒起導流作用。
[0023]實施例4:一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，具體為帶4個底噴孔I和擴散槽2的頭部及帶花鍵3和5個內噴孔4的尾部而且帶貫通的中心通道5的柱狀體，所述底噴孔1、擴散槽2、所述擴散槽2的槽口 201還設置有硬質合金切削刃6內噴孔4呈同旋向的螺旋分布，即於鑽頭旋進方向相同，具體為在所述各擴散槽2中各底噴孔口 101總體呈螺旋分布，逐漸靠近中心，各擴散槽的槽形帶弧度總體呈螺旋分布，所述內噴孔4的孔道401呈螺旋形分布且在中心通道5側的內噴孔出口 402呈螺旋上升分布，而且孔道401與中心通道5相切，使射流沿中心通道5的圓周切向衝入。頭部的底面7輪廓為錐形內凹，頭部中間設置有兩個對稱分布的腰形進渣口 8，且其最大開口尺寸小於所述中心通道)的直徑。腰形進渣口 8之間的還設有硬質合金齒9，有利於近中心處形成負壓，並對渣粒起導流作用，硬質合金齒用於擊碎被擴散槽旋入鑽頭中心處的大尺寸的渣塊，並能順勢進入進渣口，防止大尺寸的渣塊堵塞中心通道，保證反循環的連續進行。
[0024]總之，本實用新型具有結構簡單，考慮其地層適應性，和井底流場流動形態特徵，進而分析合理布置內噴孔4和底噴孔1，採用優化的底唇部的輪廓，對反循環形成效果，提高反循環穩定性以及反循環排渣所產生的影響。
【權利要求】
1.一種貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，具體為帶底噴孔(I)和擴散槽(2)的頭部及帶花鍵(3)和內噴孔(4)的尾部而且帶貫通的中心通道(5)的柱狀體，其特徵在於:所述底噴孔(I)、擴散槽(2 )、內噴孔(4)呈同旋向的螺旋分布，具體為在所述各擴散槽(2 )中各底噴孔口(101)總體呈螺旋分布，各擴散槽的槽形帶弧度總體呈螺旋分布，所述內噴孔(4)的孔道(401)呈螺旋形分布且在中心通道(5)側的內噴孔出口(402)呈螺旋上升分布。
2.根據權利要求1所述的貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，其特徵所述的擴散槽(2)的槽口(201)還設置有硬質合金切削刃(6)。
3.根據權利要求1或2所述的貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，其頭部的底面(7)輪廓為錐形內凹。
4.根據權利要求3所述的貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，其頭部中間設置有兩個對稱分布的腰形進渣口(8)，且其最大開口尺寸小於所述中心通道(5)的直徑。
5.根據權利要求4所述的貫通式氣動潛孔錘專用反循環鑽頭，所述腰形進渣口(8)之間的還設有硬質合金齒(9)。
【文檔編號】E21B10/46GK203729888SQ201420080474
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】肖俊建 申請人:肖俊建