專利名稱：綜合碎巖大口徑組合鉆頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大口徑鉆具施工技術領域，更為具體地，涉及一種綜合碎巖大口徑組合鉆頭。
背景技術：
大口徑卵礫石、基巖環(huán)境中的鉆孔施工，由于施工鉆孔直徑大、施工環(huán)境地層復雜，單一的鉆頭碎巖方式對地層的適應性差，因此，這種施工往往鉆進速度慢，不能滿足工程整體施工效率的需要。為了應對這種大口徑施工環(huán)境的鉆孔施工需求，雖然出現(xiàn)了多頭潛孔錘組合鉆具，充分利用了沖擊動載破碎硬巖效率高的特點，但在遇到軟硬互層，卵礫石地層等，單一的沖擊碎巖也不能取得最佳的破巖效果，從而影響施工效率、增大施工成本。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種綜合碎巖大口徑組合鉆頭，該鉆頭最大的特點是將沖擊碎巖、滾壓碎巖、回轉碎巖和疲勞碎巖機理等有機結合起來，形成綜合碎巖的特點，可提高碎巖效率，增加組合潛孔錘對地層的適應性。本發(fā)明提供的綜合碎巖大口徑組合鉆頭，包括沖擊接頭、鉆體連接環(huán)、鉆頭基板、 沖擊鉆頭、滾刀以及切削齒，其中，所述沖擊接頭為對稱分布的3個，每個沖擊接頭上均設置有連接沖擊器的絲扣； 所述沖擊接頭滑動穿過鉆頭基板的預置孔，與所述沖擊鉆頭以絲扣連接；所述鉆體連接環(huán)開有螺紋孔，用于連接組合動力鉆具，下部與所述鉆頭基板用焊接方式連接；所述滾刀鑲焊在所述鉆頭基板的滾壓區(qū)域；所述切削齒鑲嵌在所述沖擊鉆頭上。其中，優(yōu)選的結構是，在所述鉆體連接環(huán)與所述鉆頭基板焊接處的內(nèi)側焊有加強筋板。其中，優(yōu)選的結構是，在所述鉆頭基板的中心開設有吸渣口。其中，優(yōu)選的結構是，在所述鉆頭基板的周邊均勻開設有水槽。其中，優(yōu)選的結構是，所述滾刀的布點遵循鉆頭的布齒原則，在徑向有重疊部分。利用上述根據(jù)本發(fā)明的綜合碎巖大口徑組合鉆頭，與大直徑組合油壓碎石器或多頭組合潛孔錘配套應用，可以滿足卵礫石、軟硬互層、硬巖地層的大口徑鉆孔，可提高鉆進效率，降低鉆進成本。為了實現(xiàn)上述以及相關目的，本發(fā)明的一個或多個方面包括后面將詳細說明并在權利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發(fā)明的某些示例性方面。 然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。


通過參考以下結合附圖的說明及權利要求書的內(nèi)容，并且隨著對本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭的俯視圖；圖2為圖1的A-A向剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭的橫向剖視圖。圖中1-沖擊接頭 2-鉆體連接環(huán)3-鉆頭基板4-沖擊鉆頭 5-滾刀6-切削齒在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。
具體實施例方式以下將結合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。圖1、圖2和圖3分別從不同角度示出了根據(jù)本發(fā)明的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭的結構。如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭包括沖擊接頭1、 鉆體連接環(huán)2、鉆頭基板3、沖擊鉆頭4、滾刀5以及切削齒6。其中，沖擊接頭1為對稱分布的3個，每個沖擊接頭1上均設置有絲扣，用于連接沖擊器。沖擊接頭1滑動穿過鉆頭基板3的預置孔，與沖擊鉆頭4以絲扣連接。接頭滑動穿過鉆頭基板，軸向可傳遞沖擊力，橫向傳遞扭矩。鉆體連接環(huán)2開有螺紋孔，用于連接組合動力鉆具，下部用焊接方式連接鉆頭基板3，在鉆體連接環(huán)2與鉆頭基板3焊接處的內(nèi)側焊有加強筋板，用于強化鉆體連接環(huán)2和鉆頭基板3的連接。滾刀5鑲焊在鉆頭基板3的滾壓區(qū)域，滾刀5的布點遵循鉆頭的布齒原則，在徑向有重疊部分。切削齒6鑲嵌在沖擊鉆頭4上。鉆頭基板3的中心開設有吸渣口，用于吸除鉆孔作業(yè)中的鉆渣；并且鉆頭基板3周邊均勻開設有水槽。本發(fā)明提供的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭的具體作用機理如下鉆頭通過沖擊接頭1傳遞沖擊力給沖擊鉆頭4，實現(xiàn)沖擊碎巖；整個鉆頭回轉時， 沖擊鉆頭4上的切削齒6同時具有回轉剪切的破巖的作用；滾刀5在隨著鉆頭旋轉的過程中既做自傳又做公轉，實現(xiàn)持續(xù)的沖擊、滾壓、剪切作用；沖擊器連續(xù)不斷的沖擊和滾刀5 的滾動，對巖石具有疲勞破碎的作用，使整個鉆頭的碎巖機理具有綜合碎巖的作用，特別適合在堅硬地層、卵礫石地層鉆進大直徑鉆孔。以上結合附圖對本發(fā)明的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭進行了說明，可以看出，由于大直徑破巖面積大，本發(fā)明將組合鉆頭分區(qū)設計，即將鉆頭底部分為沖擊碎巖區(qū)，牙輪或盤刀的滾壓破碎區(qū)，剪切破碎區(qū)等，每種破碎要求盡量對稱布局并沿徑向達到全覆蓋。潛孔錘鉆頭布局在沖擊破碎區(qū)，實現(xiàn)沖擊碎巖，牙輪或滾刀布局在滾壓破碎區(qū)，硬質合金切削齒或復合體切削具布局在剪切區(qū)。這樣，在鉆頭鉆進時，沖擊器產(chǎn)生的沖擊碎巖和疲勞碎巖作用，牙輪或盤刀產(chǎn)生的沖擊、碾壓、疲勞和剪切碎巖作用，回轉產(chǎn)生的剪切碎巖作用，每種碎巖作用疊加產(chǎn)生的綜合碎巖效果將大大提高碎巖速度。
如上參照附圖以示例的方式描述根據(jù)本發(fā)明的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭。但是， 本領域技術人員應當理解，對于上述本發(fā)明所提出的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭，還可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎上做出各種改進。因此，本發(fā)明的保護范圍應當由所附的權利要求書的內(nèi)容確定。
權利要求
1.一種綜合碎巖大口徑組合鉆頭，包括沖擊接頭、鉆體連接環(huán)、鉆頭基板、沖擊鉆頭、滾刀以及切削齒，其中，所述沖擊接頭為對稱分布的3個，每個沖擊接頭上均設置有連接沖擊器的絲扣；所述沖擊接頭滑動穿過鉆頭基板的預置孔，與所述沖擊鉆頭以絲扣連接；所述鉆體連接環(huán)開有螺紋孔，用于連接組合動力鉆具，下部與所述鉆頭基板用焊接方式連接；所述滾刀鑲焊在所述鉆頭基板的滾壓區(qū)域； 所述切削齒鑲嵌在所述沖擊鉆頭上。
2.如權利要求1所述的綜合碎巖大口徑組合鉆頭，其中，在所述鉆體連接環(huán)與所述鉆頭基板焊接處的內(nèi)側焊有加強筋板。
3.如權利要求1所述的綜合碎巖大口徑組合鉆頭，其中， 在所述鉆頭基板的中心開設有吸渣口。
4.如權利要求1所述的綜合碎巖大口徑組合鉆頭，其中， 在所述鉆頭基板的周邊均勻開設有水槽。
5.如權利要求1所述的綜合碎巖大口徑組合鉆頭，其中， 所述滾刀的布點遵循鉆頭的布齒原則，在徑向有重疊部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種綜合碎巖大口徑組合鉆頭，包括沖擊接頭、鉆體連接環(huán)、鉆頭基板、沖擊鉆頭、滾刀以及切削齒，其中，所述沖擊接頭為對稱分布的3個，每個沖擊接頭上均設置有連接沖擊器的絲扣；所述沖擊接頭滑動穿過鉆頭基板的預置孔，與所述沖擊鉆頭以絲扣連接；所述鉆體連接環(huán)開有螺紋孔，用于連接組合動力鉆具，下部與所述鉆頭基板用焊接方式連接；所述滾刀鑲焊在所述鉆頭基板的滾壓區(qū)域；所述切削齒鑲嵌在所述沖擊鉆頭上。與大直徑組合油壓碎石器或多頭組合潛孔錘配套應用，可以滿足卵礫石、軟硬互層、硬巖地層的大口徑鉆孔，可提高鉆進效率，降低鉆進成本。
文檔編號E21B10/42GK102434108SQ20111043982
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權日2011年12月23日
發(fā)明者史生軍, 張小平, 李國民, 肖劍, 辛小鈞 申請人:中冶交通工程技術有限公司