掏穴擴底鑽頭的製作方法
2023-05-23 08:30:41
專利名稱：掏穴擴底鑽頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及地面鑽孔技術，尤其涉及一種掏穴擴底鑽頭，屬於機械技術領域。
背景技術：
在地面瓦斯鑽孔施工過程中，一般採用上大下小的鑽孔結構，如圖1所示，為現有 鑽孔結構的示意圖。在鑽孔施工後，由於煤段(如13-1煤段和11-2煤段)的孔徑小，抽採 花管11下到煤段中，受到採動時地應力的影響，抽採花管11容易變形甚至被擠斷擠扁，從 而使瓦斯抽採通道被堵。為了解決工作段花管變形嚴重問題，需要擴大工作段花管的鑽孔 直徑，即需使用掏穴擴底鑽頭。一般的掏穴擴底鑽頭是單翼掏穴擴底鑽頭，主要用於擴大煤 層段的孔徑，增大煤層孔的空間體積。單翼掏穴鑽頭具有不對稱性，其鑽進過程中迴轉的穩定性差，迴轉阻力較大， 由於鑽頭的不穩定性，迴轉時容易造成聚晶金剛石複合片(Polycrystalline Diamond Compact ；簡稱PDC)崩刃或脫落，降低鑽頭壽命。另外，單翼掏穴鑽頭擴孔過程中鑽頭的擺 動性大，擴出的孔段偏離原鑽孔中心，甚至偏離原鑽孔位置，造成岔孔事故。
實用新型內容本實用新型提供一種掏穴擴底鑽頭，用以解決現有技術中鑽頭在鑽進過程中迴轉 不穩定的缺陷，增強掏穴擴底鑽頭在鑽進過程中迴轉時的穩定性。本實用新型實施例提供一種掏穴擴底鑽頭，包括鑽頭體主軸，所述鑽頭體主軸與 外部控制裝置連接；所述鑽頭體主軸中部設置有翼刀；所述翼刀包括對稱設置的第一翼片和第二翼片，所述第一翼片和第二翼片下部的 兩側分別設置有至少一排鑽牙。優選地，所述鑽頭體主軸上對稱設置有第一連接軸和第二連接軸，所述第一翼片 通過所述第一連接軸與所述鑽頭體主軸連接，所述第二翼片通過所述第二連接軸與所述鑽 頭體主軸連接。進一步地，為了防止岔孔事故，可以在所述鑽頭體主軸的底部設置有用於控制所 述掏穴擴底鑽頭偏移的導正裝置。導正裝置，可以控制掏穴擴底鑽頭偏移，從而使掏穴擴底 鑽頭在擴孔時不易岔孔。再進一步地，所述鑽頭體主軸上部設置有延長部。增加了鑽頭體主軸的長度，在掏 穴擴底鑽頭因各種原因脫落時，增大打撈出掏穴擴底鑽頭的可能。此外，所述鑽牙優選為聚晶金剛石複合片。可以提高鑽頭的耐壓能力、鑽進效率和 使用壽命，適應軟硬巖石破碎。本實用新型提供的掏穴擴底鑽頭的翼刀為雙翼結構，鑽進過程中可以形成對稱， 擴孔時提高了掏穴擴底鑽頭的穩定性，能有效防止鑽具振動而造成鑽頭的崩刃損壞，增加 了鑽頭的抗震動能力，提高了鑽頭的壽命。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是 本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有鑽頭的結構示意圖；圖2為本實用新型掏穴擴底鑽頭第一實施例的結構示意圖；圖3為本實用新型掏穴擴底鑽頭第二實施例的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新 型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施 例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於 本實用新型保護的範圍。圖2為本實用新型掏穴擴底鑽頭第一實施例的結構示意圖，如圖2所示，該掏穴擴 底鑽頭包括鑽頭體主軸21 ；鑽頭體主軸21與外部控制裝置(圖中未示)連接；鑽頭體主軸21中部設置有翼刀；翼刀包括對稱設置的第一翼片231和第二翼片232，第一翼片231和第二翼片232 下部的兩側分別設置有至少一排鑽牙24。具體切削過程中，利用液體噴射原理，外部控制裝置控制鑽頭體主軸21帶動該掏 穴擴底鑽頭在軟巖層段先慢速迴轉後開泵，借用一定泵壓產生的射流緩慢打開翼刀的雙翼 即第一翼片231和第二翼片232，在雙翼迴轉鑽進過程中，第一翼片231和第二翼片232逐 漸橫向伸展到水平狀態，此時，掏穴擴底鑽頭切屑巖石的外徑達到最大值，掏穴擴底鑽頭在 迴轉時的穩定性高。本實施例掏穴擴底鑽頭的翼刀設計為雙翼，在鑽進過程中同時打開兩個翼片，可 以形成對稱，增強了鑽頭在鑽進過程中迴轉時的穩定性，減少鑽牙崩刃或脫落，提高掏穴擴 底鑽頭的鑽進效率，延長掏穴擴底鑽頭的使用壽命；圖3為本實用新型掏穴擴底鑽頭第二實施例的結構示意圖，如圖3所示，在本實用 新型掏穴擴底鑽頭第一實施例的基礎上，該掏穴擴底鑽頭的鑽頭體主軸21上對稱設置有 第一連接軸241和第二連接軸242，其中，第一翼片231通過第一連接軸241與鑽頭體主軸 21連接，第二翼片232通過第二連接軸242與鑽頭體主軸21連接。進一步地，鑽頭體主軸21的底部可以設置有用於控制該掏穴擴底鑽頭偏移的導 正裝置25。例如在掏穴擴底鑽頭的鑽頭體主軸21下端，設置一段長約0. 3 0. 4m，直徑 比掏穴擴底前鑽孔孔徑小10 15mm的導正裝置，掏穴擴底鑽頭在施工過程中始終順著掏 穴擴底前孔位施工，導正裝置可以控制鑽頭左右偏移。再進一步地，鑽頭體主軸21上部設置有延長部26。鑽頭體主軸比較短，上部鑽孔
4直徑又比下部小，在施工時，如果因脫扣或斷扣等原因而使掏穴擴底鑽頭留在鑽孔內時，鑽 頭歪斜靠孔壁，不容易打撈。而在鑽頭體主軸上部設置延長部，可以增長鑽頭體主軸長度， 有效地提高打撈成功的可能性。其中，為了適應軟硬巖石破碎，提高鑽頭的耐壓能力、鑽進效率和使用壽命，鑽牙 24可以為聚晶金剛石複合片(PDC)，即採用PDC作為巖石切屑刀具，例如可以在第一翼片 231和第二翼片232下部的兩側分別鑲焊雙排PDC。在加工掏穴擴底鑽頭的過程中，首先加長鑽頭體主軸21的長度，即在鑽頭體主軸 21上部設置延長部26。當然，鑽頭體主軸21及其延長部26加工時可以為一次成型，延長 部26是鑽頭體主軸21的一部分，鑽頭體主軸21的長度根據鑽孔結構和鑽具直徑確定，其 中，鑽孔結構包括掏孔上部鑽孔直徑、掏穴孔徑、掏穴孔段長度，鑽具直徑包括掏穴鑽頭 上部鑽具直徑、掏穴鑽頭主軸直徑。然後，在鑽頭體主軸的下部加工一個導正裝置，該導正裝置的直徑可以小於在掏 穴擴底前的孔徑10-20mm。最後，在鑽頭體主軸上加工兩個連接軸即第一連接軸241和第二連接軸242，每個 連接軸上分別加工一個翼片，即在第一連接軸241上加工第一翼片231，在第二連接軸242 上加工第二翼片232，並在每個翼片的兩側分別鑲焊兩排PDC作為鑽牙。本實施例掏穴擴底鑽頭的翼刀為雙翼結構，鑽進過程中可以形成對稱，擴孔時提 高了掏穴擴底鑽頭的穩定性，能有效防止鑽具振動而造成鑽頭的崩刃損壞，增加了鑽頭的 抗震動能力，提高了鑽頭的壽命；翼片上鑲焊多排鑽牙，可以進一步提高鑽進效率；鑽頭體 主軸的下部設置導正裝置，可以控制掏穴擴底鑽頭偏移，從而使掏穴擴底鑽頭在擴孔時不 易岔孔；鑽頭體主軸包括延長部，增加了鑽頭體主軸的長度，在掏穴擴底鑽頭因各種原因脫 落時，能增加掏穴擴底鑽頭在孔底的垂直性，增大了打撈出掏穴擴底鑽頭的可能；鑽牙為 PDC，可以提高鑽頭的耐壓能力、鑽進效率和使用壽命，適應軟硬巖石破碎。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制； 儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等 同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術 方案的精神和範圍。
權利要求一種掏穴擴底鑽頭，其特徵在於，包括鑽頭體主軸，所述鑽頭體主軸與外部控制裝置連接；所述鑽頭體主軸中部設置有翼刀；所述翼刀包括對稱設置的第一翼片和第二翼片，所述第一翼片和第二翼片下部的兩側分別設置有至少一排鑽牙。
2.根據權利要求1所述的掏穴擴底鑽頭，其特徵在於，所述鑽頭體主軸上對稱設置有 第一連接軸和第二連接軸，所述第一翼片通過所述第一連接軸與所述鑽頭體主軸連接，所 述第二翼片通過所述第二連接軸與所述鑽頭體主軸連接。
3.根據權利要求1或2所述的掏穴擴底鑽頭，其特徵在於，所述鑽頭體主軸的底部設置 有用於控制所述掏穴擴底鑽頭偏移的導正裝置。
4.根據權利要求1或2所述的掏穴擴底鑽頭，其特徵在於，所述鑽頭體主軸上部設置有 延長部。
5.根據權利要求1或2所述的掏穴擴底鑽頭，其特徵在於，所述鑽牙為聚晶金剛石複合片。
專利摘要本實用新型公開了一種掏穴擴底鑽頭，包括鑽頭體主軸，所述鑽頭體主軸與外部控制裝置連接；所述鑽頭體主軸中部設置有翼刀；所述翼刀包括對稱設置的第一翼片和第二翼片，所述第一翼片和第二翼片下部的兩側分別設置有至少一排鑽牙。本實用新型掏穴擴底鑽頭的翼刀為雙翼結構，鑽進過程中可以形成對稱，擴孔時提高了掏穴擴底鑽頭的穩定性，能有效防止鑽具振動而造成鑽頭的崩刃損壞，增加了鑽頭的抗震動能力，提高了鑽頭的壽命。
文檔編號E21B10/46GK201763246SQ20102029644
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月17日 優先權日2010年8月17日
發明者劉德貴, 張士環, 張士闊, 李友俊, 汪峰榮, 汪敏華, 汪金業, 程合玉, 趙俊峰, 陳功勝 申請人:淮南礦業(集團)有限責任公司