一種高強(qiáng)度鉆頭的制作方法
【專利摘要】一種高強(qiáng)度鉆頭，包括鉆頭上體、保徑部分、鉆頭冠部和水力系統(tǒng)，保徑部分設(shè)置在鉆頭上體上，固定在保徑部分的刮刀上的切削齒構(gòu)成了鉆頭冠部，水利系統(tǒng)為鉆頭提供冷卻水并從出水口流出，所述的保徑部分的刮刀設(shè)置有三組，且任意兩組刮刀之間設(shè)置有排泄槽，所述的排屑槽為一個(gè)呈圓弧面的凹槽。本實(shí)用新型在刮刀上設(shè)置的切削齒均有三個(gè)且成三角型分布，使得切削時(shí)候切削齒之間構(gòu)成一個(gè)尖刀形狀，切削更方便，同時(shí)在保徑部分的側(cè)壁上設(shè)置有沿軸向分布的輔助刀片，可以使得保徑部分也可以有切削效果，這樣設(shè)置使得鉆頭的整體切削效果加強(qiáng)。
【專利說明】一種局強(qiáng)度鉆頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煤層開采鉆孔用的鉆頭裝置，尤其是涉及一種高強(qiáng)度鉆頭。

【背景技術(shù)】
[0002]金剛石鉆頭是石油、天然氣鉆井中經(jīng)常使用的一種鉆頭。按切削齒可分成三類:
(1)聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭(簡稱PDC鉆頭)；(2)熱穩(wěn)定聚晶金剛石鉆頭(簡稱TSP鉆頭)；(3)天然金剛石鉆頭。PDC鉆頭在軟到中硬地層中具有機(jī)械鉆速快，壽命長，鉆進(jìn)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。但PDC鉆頭在鉆進(jìn)具有硬夾層或硬的地層時(shí)，鉆頭會產(chǎn)生“回旋”運(yùn)動(dòng)，造成鉆頭的切削齒嚴(yán)重?fù)p壞，使鉆頭早期失效。鉆頭在發(fā)生“回旋”時(shí)，鉆頭的中心軸線不再是旋轉(zhuǎn)中心，使鉆頭的幾何形狀及PDC切削齒的布置變得不合理，PDC切削齒的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度及受力狀況都發(fā)生了變化，有時(shí)反向運(yùn)動(dòng)，有時(shí)側(cè)向運(yùn)動(dòng)，速度時(shí)大時(shí)小，其結(jié)果是使roc切削齒承受了較大載荷，加速了切削齒的破壞。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，PDC鉆頭發(fā)生“回旋”現(xiàn)象是由于鉆頭保徑部位與井壁之間的摩擦阻力太大的緣故。目前，世界各大廠家已經(jīng)研制出了許多抗回旋鉆頭，并得到廣泛應(yīng)用。其中最常見的一種是“低摩阻”抗回旋鉆頭。鉆頭工作時(shí)，由于低摩阻保徑墊與井壁間摩擦要比保徑切削件與井壁的摩擦小得多，在垂直于不平衡力方向的摩阻很小，所以鉆頭可以在井壁上滑動(dòng)而不會滾動(dòng)。只要不平衡力始終指向來低摩阻保徑墊，鉆頭就不會發(fā)生“回旋”運(yùn)動(dòng)。但當(dāng)?shù)貙影l(fā)生變化或鉆頭上的力發(fā)生變化時(shí)，就會使不平衡力偏離低摩阻保徑墊，這時(shí)，鉆頭仍會發(fā)生“回旋”運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)有的“低摩阻”抗回旋鉆頭的低摩阻保徑墊均由幾個(gè)排屑槽相互隔開，各個(gè)低摩阻保徑墊的夾角較小，鉆頭不平衡力容易偏離低摩阻保徑墊，抗回旋性能降低。
[0003]為解決上述問題研究出很多種類的鉆頭，然而現(xiàn)有的鉆頭在煤層開采過程中依然存在著耐磨性比價(jià)低，由于鉆孔時(shí)就是通過鉆頭打磨煤層而鉆孔，然而耐磨性低必然造成了使用壽命短，因此現(xiàn)有鉆頭一般只能鉆進(jìn)50米。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是為解決現(xiàn)有鉆頭耐磨性低造成使用壽命短的問題，提供一種高強(qiáng)度鉆頭。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種高強(qiáng)度鉆頭，包括鉆頭上體、保徑部分、鉆頭冠部和水力系統(tǒng)，保徑部分設(shè)置在鉆頭上體上，固定在保徑部分的刮刀上的切削齒構(gòu)成了鉆頭冠部，水利系統(tǒng)為鉆頭提供冷卻水并從出水口流出，所述的保徑部分的刮刀設(shè)置有三組，且任意兩組刮刀之間設(shè)置有排泄槽，所述的排屑槽為一個(gè)呈圓弧面的凹槽，且自鉆頭冠部至鉆頭上體方向周向距離逐漸增大，保徑部分的側(cè)壁上設(shè)置有沿軸向分布的輔助刀片，且每個(gè)保徑部分的刮刀上設(shè)置的切削齒均有三個(gè)且成三角型分布，切削齒的切削方向保持一致，且同一組切削齒中位于后邊的切削齒前端與前邊切削齒的后端連為一體。
[0007]所述的保徑部分的中心軸處還設(shè)置有截面呈圓形的凹槽，且凹槽內(nèi)設(shè)置有輔助切削齒和出水口。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型在刮刀上設(shè)置的切削齒均有三個(gè)且成三角型分布，使得切削時(shí)候切削齒之間構(gòu)成一個(gè)尖刀形狀，切削更方便，同時(shí)在保徑部分的側(cè)壁上設(shè)置有沿軸向分布的輔助刀片，可以使得保徑部分也可以有切削效果，這樣設(shè)置使得鉆頭的整體切削效果加強(qiáng)，同時(shí)由于輔助刀片的存在減輕了保徑部分的摩擦程度從而提高了整個(gè)鉆頭的耐磨性，提高了鉆頭的使用壽命，使得鉆頭的鉆進(jìn)深度到達(dá)100米，比普通鉆頭的鉆進(jìn)深度提高一倍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型鉆頭的俯視圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型中鉆頭的側(cè)視圖。
[0011]圖示標(biāo)記:1、刮刀；2、輔助刀片；3、出水口 ；4、輔助切削齒；5、切削齒；6、排泄槽；
7、鉆頭冠部；8、保徑部分；9、鉆頭上體。

【具體實(shí)施方式】
[0012]圖中所示，【具體實(shí)施方式】如下:
[0013]一種高強(qiáng)度鉆頭，包括鉆頭上體9、保徑部分8、鉆頭冠部7和水力系統(tǒng)，整個(gè)鉆頭從上至下依次為鉆頭冠部7、保徑部分8和鉆頭上體9，保徑部分8設(shè)置在鉆頭上體9上，固定在保徑部分8的刮刀1上的切削齒5構(gòu)成了鉆頭冠部7，水利系統(tǒng)為鉆頭提供冷卻水并從出水口 3流出，所述的保徑部分8的刮刀1設(shè)置有三組，且任意兩組刮刀1之間設(shè)置有排泄槽6，所述的排屑槽6為一個(gè)呈圓弧面的凹槽，且自鉆頭冠部7至鉆頭上體9方向周向距離逐漸增大，排屑槽6在鉆井過程中起到排煤屑的作用，因此其橫截面也可為圓形、橢圓形、方形、光滑曲線組成的封閉幾何圖形或曲線與直線段組成的封閉幾何圖形等形狀，保徑部分8的側(cè)壁上設(shè)置有沿軸向分布的輔助刀片2，且每個(gè)保徑部分8的刮刀1上設(shè)置的切削齒5均有三個(gè)且成三角型分布，切削齒5的切削方向保持一致，且同一組切削齒中位于后邊的切削齒前端與前邊切削齒的后端連為一體。
[0014]所述的保徑部分8的中心軸處還設(shè)置有截面呈圓形的凹槽，且凹槽內(nèi)設(shè)置有輔助切削齒4和出水口 3。
[0015]本實(shí)用新型所列舉的技術(shù)方案和實(shí)施方式并非是限制，與本實(shí)用新型所列舉的技術(shù)方案和實(shí)施方式等同或者效果相同方案都在本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度鉆頭，包括鉆頭上體(9)、保徑部分(8)、鉆頭冠部(7)和水力系統(tǒng)，保徑部分(8)設(shè)置在鉆頭上體(9)上，固定在保徑部分(8)的刮刀(I)上的切削齒(5)構(gòu)成了鉆頭冠部(7)，水利系統(tǒng)為鉆頭提供冷卻水并從出水口(3)流出，其特征在于:所述的保徑部分(8)的刮刀(I)設(shè)置有三組，且任意兩組刮刀(I)之間設(shè)置有排屑槽(6)，所述的排屑槽(6)為一個(gè)呈圓弧面的凹槽，且自鉆頭冠部(7)至鉆頭上體(9)方向周向距離逐漸增大，保徑部分(8)的側(cè)壁上設(shè)置有沿軸向分布的輔助刀片(2)，且每個(gè)保徑部分(8)的刮刀(I)上設(shè)置的切削齒(5)均有三個(gè)且成三角型分布，切削齒(5)的切削方向保持一致，且同一組切削齒(5)中位于后邊的切削齒(5)前端與前邊切削齒(5)的后端連為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度鉆頭，其特征在于:所述的保徑部分(8)的中心軸處還設(shè)置有截面呈圓形的凹槽，且凹槽內(nèi)設(shè)置有輔助切削齒(4)和出水口(3)。
【文檔編號】E21B10/43GK204060519SQ201420534713
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】朱親, 郭春峰 申請人:平頂山市安泰華礦用安全設(shè)備制造有限公司