CN202483448U - 一种定心凿岩钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种不取芯的定心凿岩钻头。其目的是为了提供一种定心凿岩钻头，避免了岩心垫的形成，实现了钻头高效钻进。本实用新型一种定心凿岩钻头，包括成孔钻头主体和成孔切削齿，在成孔切削的内端之间形成凹芯，该装置还包括定心破碎钻头，定心破碎钻头包括定心钻头主体和固定安装在定心钻头主体前端面上的至少一个定心切削齿，定心破碎钻头固定安装在凹芯内，定心钻头主体的轴线与成孔钻头主体的轴线平行，定心切削齿穿过成孔钻头主体的轴线，定心切削齿的切削角a为10度至12度，定心切削齿的端部与成孔钻头主体的轴线的最大距离、成孔切削齿的端部与成孔钻头主体的轴线的最小距离分别为R1和R2，R2＜R1。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钻头，特别是涉及一种不取芯的定心凿岩钻头。
背景技术
煤矿的安全是煤矿生产的重要条件，瓦斯是影响煤矿安全生产的重要因素之一，采煤工作面瓦斯突出、煤层瓦斯爆炸已在煤炭生产时造成很大的经济损失和人员伤亡。全国的高瓦斯矿井都把治理瓦斯当作安全工作的重点，现在高瓦斯矿井普遍采用“先抽、后采”的采煤工艺。即：先通过与煤层相邻的岩层把要开采的煤层钻通，按一定排列布置在巷道侧壁向不同的方向钻孔，达到预定深度后，安放抽排管，用瓦斯抽排泵抽出瓦斯，经管道排至地面后综合利用，所以不取芯系列凿岩钻头的用量很大。钻孔是瓦斯抽排的关键，目前使用的不取芯钻头如图1所示，主要由钻头主体1’和三个切削齿2’构成，三个切削齿2’均匀分布在钻头主体1’前端的圆周面上，且每个切削齿2’均沿钻头主体的径向分布，在三个切削齿2’朝向钻头主体1’轴线的内端之间形成一凹芯3’，在凹芯3’上设置若干切割刃4’，由于凹芯3’的存在，钻头在钻进时，结合图2所示，凹芯3’处岩芯断裂，形成如大小为φ44×15的岩芯垫5’，由于钻头转动时，岩芯垫5’随之滑动，导致凹芯处无法切割，形成挤压，钻进速度慢，而且凹芯切割刃4’损坏严重。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种定心凿岩钻头，避免了岩心垫的形成，实现了钻头高效钻进。
本实用新型一种定心凿岩钻头，包括成孔钻头主体和若干固定安装在成孔钻头主体前端的成孔切削齿，成孔切削齿均匀分布在成孔钻头主体前端的圆周面上，且每个成孔切削齿的切削刃均沿成孔钻头主体的径向设置，在成孔切削齿朝向成孔钻头主体轴线的内端之间形成凹芯，该装置还包括定心破碎钻头，定心破碎钻头包括定心钻头主体和固定安装在定心钻头主体前端面上的至少一个定心切削齿，定心切削齿的切削刃沿定心钻头主体的径向设置，定心破碎钻头固定安装在凹芯内，定心钻头主体的轴线与成孔钻头主体的轴线平行，定心切削齿穿过成孔钻头主体的轴线，定心切削齿的切削角a为10度至12度，定心切削齿的端部与成孔钻头主体的轴线的最大距离为R1，成孔切削齿的端部与成孔钻头主体的轴线的最小距离为R2，R2＜R1。
本实用新型一种定心凿岩钻头，其中所述定心钻头主体的轴线与成孔钻头主体的轴线重合，在凹芯内开设有右旋螺纹孔，在定心钻头主体的圆周面与下端面结合处开设有第一环形直角凹槽，在第一环形直角凹槽的圆周面上设置有右旋螺纹，定心钻头主体的下端安装在凹芯的右旋螺纹孔内，在第一环形直角凹槽的水平台阶与定心钻头主体的圆周面的结合处开设有第二环形直角凹槽，定心切削齿的最外端与定心钻头主体的圆周面平齐，成孔切削齿的最内端位于第二环形直角凹槽内，成孔切削齿位于第二环形直角凹槽的部分的长度为B，0.1≤B≤0.8毫米，定心钻头主体与成孔钻头主体通过右旋螺纹连接，在钻头工作时，能够有效的防止定心破碎钻头松动。通过设定成孔切削齿位于第二环形直角凹槽的部分的长度，既能够防止形成圆桶状岩壁，又避免成孔切削齿上出现过多的不做功切削刃。
本实用新型一种定心凿岩钻头，其中所述定心切削齿的个数为2个，对称设置，定心钻头主体内开设有第一水道，第一水道与成孔钻头主体的第二水道连通，在定心钻头主体的前端开设有2个第一出水孔，第一出水孔与定心切削齿间隔分布。
本实用新型一种定心凿岩钻头，其中所述定心切削齿的切削刃和成孔切削齿的切削刃上均安装有聚晶金刚石复合片。
本实用新型一种定心凿岩钻头，其中所述成孔切削齿的切削角β为10度至12度。
本实用新型一种定心凿岩钻头，其中所述成孔钻头主体的前端面上开设有螺纹孔，螺纹孔内安装有顶丝，顶丝的前端压紧定心钻头主体的第一环形直角凹槽的圆周面。
本实用新型一种定心凿岩钻头与现有技术不同之处在于本实用新型一种定心凿岩钻头通过在钻头的凹芯内固定安装定心破碎钻头，通过定心破碎钻头能够在钻孔的同时，避免现有技术中不取芯钻头在钻孔中的形成的岩芯垫，实现钻头的高效钻进，同时由于将定心破碎钻头的定心切削齿的切削角a为10度至12度，在钻孔时形成锥孔，起到定心作用，防止由于钻机精度不高或钻杆弯曲时，钻出椭圆状孔，磨损钻头，降低钻进效率。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为现有技术不取芯钻头的立体图；
图2为用不取芯钻头钻孔时岩层的剖面图；
图3为本实用新型一种定心凿岩钻头的主视图；
图4为本实用新型一种定心凿岩钻头的俯视图；
图5为图4中沿A-A方向的剖视图；
图6为本实用新型一种定心凿岩钻头的立体图；
图7为本实用新型一种定心凿岩钻头的使用状态图。
具体实施方式
如图3、图4所示，本实用新型一种定心凿岩钻头包括成孔钻头主体1、若干固定安装在成孔钻头主体1前端的成孔切削齿2和定心破碎钻头4。
本实施例中成孔切削齿2的个数为3个，3成孔切削齿2均匀分布在成孔钻头主体1前端的圆周面上，且每个成孔切削齿2的切削刃均沿成孔钻头主体1的径向设置，结合图5所示，成孔切削齿2的切削角β为10度至12度，本实施例中切削角β为10度。在成孔切削齿2朝向成孔钻头主体1轴线的内端之间形成凹芯3。
如图5所示，定心破碎钻头4包括定心钻头主体5和固定安装在定心钻头主体5前端面上的两个定心切削齿6，两个定心切削齿6对称设置，定心切削齿6的切削刃沿定心钻头主体5的径向设置。在成孔钻头主体1的凹芯3内加工有右旋螺纹孔，在定心钻头主体5的圆周面与下端面结合处开设有第一环形直角凹槽7，在第一环形直角凹槽7的圆周面上设置有右旋螺纹，所述定心钻头主体5的下端安装在凹芯3的右旋螺纹孔内。在成孔钻头主体1的前端面上开设有螺纹孔，螺纹孔内安装有顶丝12，顶丝12的前端压紧定心钻头主体5的第一环形直角凹槽7的圆周面。定心钻头主体5的轴线与成孔钻头主体1的轴线平行，本实施例中定心钻头主体5的轴线与成孔钻头主体1的轴线重合，定心切削齿6穿过成孔钻头主体1的轴线，定心切削齿6的切削角a为10度至12度，本实施例中切削角a为10度。定心切削齿6的端部与成孔钻头主体1的轴线的最大距离为R1，成孔切削齿2的端部与成孔钻头主体1的轴线的最小距离为R2，R2＜R1，本实施例中通过以下结构实现，在第一环形直角凹槽7的水平台阶与定心钻头主体5的圆周面的结合处开设有第二环形直角凹槽8，定心切削齿6的最外端与定心钻头主体5的圆周面平齐，成孔切削齿2的最内端位于第二环形直角凹槽8内，成孔切削齿2位于第二环形直角凹槽8的部分的长度为B，0.1≤B≤0.8毫米，本实施例中B选用0.7毫米。
在定心钻头主体5内开设有第一水道9，在成孔钻头主体1开设有第二水道10，第一水道9与第二水道10连通，结合图6所示，在定心钻头主体5的前端开设有2个第一出水孔11，第一出水孔11与定心切削齿6间隔分布，在成孔钻头主体1的前端也开设有3个第二出水孔13，第二出水孔13与成孔切削齿2间隔分布。在每个定心切削齿6的切削刃和成孔切削齿2的切削刃上均安装有聚晶金刚石复合片15(PDC)。
本实用新型一种定心凿岩钻头在工作时，把一种定心凿岩钻头的尾部锥型螺纹与钻杆连接，开启钻机将钻头前端移至岩石表面，按岩石种类选定钻进参数，开始钻孔，钻进压力调到正常钻进压力的1/3，如图7所示，先钻φ50的引导孔14，待钻进15mm后，调到正常钻进压力钻孔即可。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种定心凿岩钻头，包括成孔钻头主体(1)和若干固定安装在成孔钻头主体(1)前端的成孔切削齿(2)，所述成孔切削齿(2)均匀分布在成孔钻头主体(1)前端的圆周面上，且每个成孔切削齿(2)的切削刃均沿成孔钻头主体(1)的径向设置，在成孔切削齿(2)朝向成孔钻头主体(1)轴线的内端之间形成凹芯(3)，其特征在于：还包括定心破碎钻头(4)，所述定心破碎钻头(4)包括定心钻头主体(5)和固定安装在定心钻头主体(5)前端面上的至少一个定心切削齿(6)，所述定心切削齿(6)的切削刃沿定心钻头主体(5)的径向设置，所述定心破碎钻头(4)固定安装在凹芯(3)内，所述定心钻头主体(5)的轴线与成孔钻头主体(1)的轴线平行，所述定心切削齿(6)穿过成孔钻头主体(1)的轴线，所述定心切削齿(6)的切削角a为10度至12度，所述定心切削齿(6)的端部与成孔钻头主体(1)的轴线的最大距离为R1，成孔切削齿(2)的端部与成孔钻头主体(1)的轴线的最小距离为R2，R2＜R1。
2.根据权利要求1所述的一种定心凿岩钻头，其特征在于：所述定心钻头主体(5)的轴线与成孔钻头主体(1)的轴线重合，在所述凹芯(3)内开设有右旋螺纹孔，在所述定心钻头主体(5)的圆周面与下端面结合处开设有第一环形直角凹槽(7)，在第一环形直角凹槽(7)的圆周面上设置有右旋螺纹，所述定心钻头主体(5)的下端安装在凹芯(3)的右旋螺纹孔内，在第一环形直角凹槽(7)的水平台阶与定心钻头主体(5)的圆周面的结合处开设有第二环形直角凹槽(8)，所述定心切削齿(6)的最外端与定心钻头主体(5)的圆周面平齐，所述成孔切削齿(2)的最内端位于第二环形直角凹槽(8)内，成孔切削齿(2)位于第二环形直角凹槽(8)的部分的长度为B，0.1≤B≤0.8毫米。
3.根据权利要求2所述的一种定心凿岩钻头，其特征在于：所述定心切削齿(6)的个数为2个，对称设置，所述定心钻头主体(5)内开设有第一水道(9)，第一水道(9)与所述成孔钻头主体(1)内的第二水道(10)连通，在定心钻头主体(5)的前端开设有2个第一出水孔(11)，所述第一出水孔(11)与定心切削齿(6)间隔分布。
4.根据权利要求3所述的一种定心凿岩钻头，其特征在于：所述定心切削齿(6)的切削刃和成孔切削齿(2)的切削刃上均安装有聚晶金刚石复合片。
5.根据权利要求4所述的一种定心凿岩钻头，其特征在于：所述成孔切削齿(2)的切削角β为10度至12度。
6.根据权利要求5所述的一种定心凿岩钻头，其特征在于：所述成孔钻头主体(1)的前端面上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内安装有顶丝(12)，所述顶丝(12)的前端压紧所述定心钻头主体(5)的第一环形直角凹槽(7)的圆周面。
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|---|---|---|---|---|
| CN104165029A (zh) * | 2013-05-20 | 2014-11-26 | 河南理工大学 | 煤矿井下全长钻孔的瓦斯抽采方法 |
| CN105221077A (zh) * | 2015-10-12 | 2016-01-06 | 西南石油大学 | 一种双级钻头 |
| CN111042741A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-21 | 武汉万邦激光金刚石工具股份有限公司 | 多级组合式不取芯孕镶金刚石钻头 |
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