专利名称：Pdc钻、扩双翼组合钻头的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种钻头，尤其涉及一种带有扩孔功能的钻头。
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，然后把煤层的孔扩大， 增加煤层瓦斯的涌出量，用抽排设备把瓦斯抽出，其中抽瓦斯的通道主要通过钻孔、扩孔两步进行，现有技术中采取PDC钻、扩单翼组合钻头来完成钻孔、扩孔，其结构如图1所示，在钻头主体1’的前部用安装有若干切削齿2’，中部侧表面上开设有一矩形孔9’，矩形孔9’内安装有一切割翼6’，切割翼6’的后部与矩形孔9’靠近钻头主体1’后部的位置通过中心轴 5’铰接，切割翼6’的前部固定安装有若干切削齿2’，在切割翼6’的上端面，并且靠近切割翼6’前部的位置上开设有出气口 7’，钻头主体1’中部的外表面上开设有一环形槽10’，环形槽10’内安装有限位弹簧11’，用于防止切割翼6’从矩形孔9’内旋出。PDC钻、扩单翼组合钻头的工作原理是将钻头与钻杆连接，开启钻机将钻头前移至岩石表面，开始钻孔； 当钻头上的限位弹簧距离岩石表面1. 5厘米时，钻机停止工作，将限位弹簧取下，然后开启钻机继续钻孔，在到达煤层后，通过控制压缩空气从切割翼6’上的出气口喷出，形成一个反向推力，使切割翼6’打开一个角度，与煤层13’接触；如图2所示，当钻头继续旋转并向前进给时，在推力和离心力的共同作用下，切割翼6’完全打开，形成煤层13’全尺寸扩孔；根据岩石孔的出屑情况及钻进扭矩变化，确定已经完成钻孔、扩孔作业后，切换钻机档位，使钻头边旋转边后退，当钻头切割翼接触到岩石内壁时，岩石给切割翼一个推力，迫使切割翼回到钻体内，完成一个瓦斯抽排孔的钻、扩作业。但该钻头只适于较软的煤层，对于较硬的煤层，单翼旋转切割时，钻头受力不平衡，易产生颤抖，工作不平稳。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种操作简便、工作稳定的组合式钻头，能够用于较硬煤层的钻、扩孔。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，在钻头主体的前部固定安装有若干切削齿， 钻头主体的后部设置有安装体，其中在钻头主体的中部侧表面上开设有一通孔，通孔内安装有两个切割翼，两个切割翼上下对称布置，每个切割翼的后部均通过中心轴与通孔铰接， 每个切割翼均能够完全放入通孔中，每个切割翼上固定安装有若干切削齿，在两个切割翼前部且相对的端面上开设有出气口，每个切割翼的内部开设有出气管路，出气管路的一端与出气口连接，出气管路的另一端均通过中心轴上的管路与钻头主体上的管路连通，钻头主体前部和切割翼前部安装的切削齿均为聚晶金刚石复合片。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中所述每个切割翼上的切削齿均为单面设置，且两个切割翼上的切削齿在不同侧上。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中所述钻头主体的中部侧表面上开设有两个与通孔相连通的安装孔，安装孔为台阶孔，两个安装孔分别与两个切割翼相对，每个切割翼与安装孔相对的侧面上均开设有槽，每个安装孔内均设置有一定位装置，每个定位装置均包括连接体、弹性体和固定体，连接体的内端端面为圆弧面、圆锥面或者圆台面，连接体的内端穿过安装孔的小孔后嵌合在对应的槽内，连接体的最大外径处位于安装孔的大孔内，弹性体的内端与连接体的外端接触，弹性体的外端与固定体的内端接触，固定体固定安装在安装孔的大孔内。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中所述钻头主体的中部侧表面上开设有两个与通孔相连通的安装孔，两个安装孔分别与两个切割翼相对，每个切割翼与安装孔相对的侧面上均开设有槽，每个安装孔内均设置有一定位装置，每个定位装置均包括连接体、 弹性体和固定体，连接体的内端为圆弧面、圆锥面或者圆台面，连接体的内端嵌合在对应的槽内，弹性体的内端与连接体的外端接触，弹性体的外端与固定体的内端接触，固定体固定安装在安装孔的大孔内，当切割翼旋转时，连接体的内端保持与切割翼接触。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中所述每个安装孔的轴线均垂直于切割翼的侧面，连接体为钢球，弹性体为压簧。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中所述通孔是横截面为矩形的矩形孔，通孔的中心线与钻头主体的轴线垂直相交。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中所述中心轴的轴线与钻头主体的轴线垂直相交。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中所述每个切割翼的后端面均为圆弧面， 圆弧面的半径不大于中心轴的轴线到通孔后侧面的距离。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头与现有技术不同之处在于本实用新型通过在钻头主体上设置对称分布的两个切割翼，使钻头在煤层扩孔时，受力均勻，减小中心轴和切割翼承受的弯矩，采用这种结构，能够用于较硬煤层的钻、扩孔，工作稳定。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头通过设置定位装置，其中钢球在压簧压力作用下嵌合在切割翼的槽内，克服钻头旋转时产生的离心力，使切割翼在钻头高速旋转时不能打开；在加大压缩空气或水的压力后，形成高速射流，克服钢球对槽的阻力，使切割翼打开。
以下结合附图对本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头作进一步说明。
图1为现有技术PDC钻、扩单翼组合钻头的主视剖视图；图2为现有技术PDC钻、扩单翼组合钻头的主视剖视图(切割翼完全张开)；图3为本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头的主视剖视图；图4为本实用新型中切割翼的剖面图；图5为本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头的俯视剖视图；图6为本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头的主视剖视图(切割翼部分张开)；图7为本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头的主视剖视图(切割翼完全张开)；
4[0022]图8为本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头的主视剖视图(切割翼部分收回)。
具体实施方式
如图3、图4、图5所示，本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，在钻头主体1的前部固定安装有若干切削齿2，钻头主体1的后部设置有安装体3，在钻头主体1的中部侧表面上开设有一横截面为矩形的通孔4，通孔4的中心线与钻头主体1的轴线垂直相交，通孔4 内安装有两个切割翼5，两个切割翼5上下对称布置，每个切割翼5的后部均通过中心轴8 与通孔4铰接，中心轴8的轴线与钻头主体1的轴线垂直相交，每个切割翼5均能够完全放入通孔4中，每个切割翼5的后端面均为圆弧面，圆弧面的半径等于于中心轴8的轴线到通孔4后侧面的距离。每个切割翼5上固定安装有若干切削齿2，每个切割翼5上的切削齿2 均为单面设置，且两个切割翼5上的切削齿2在不同侧上，在两个切割翼5前部且相对的端面上开设有出气口 6，每个切割翼5的内部开设有出气管路7，出气管路7的一端与出气口 6 连接，出气管路7的另一端均通过中心轴8上的管路与钻头主体1上的管路连通，钻头主体1前部和切割翼5前部安装的切削齿2均为聚晶金刚石复合片。在钻头主体1的中部侧表面上开设有两个与通孔4相连通的安装孔9，安装孔9为台阶孔，两个安装孔9分别与两个切割翼5相对，且安装孔9的轴线垂直于切割翼5的侧面， 每个切割翼5与安装孔9相对的侧面上均开设有槽10，每个安装孔9内均设置有一定位装置11，每个定位装置11均包括连接体12、弹性体13和固定体14，连接体12为钢球，弹性体 13为压簧，固定体14为螺钉，钢球部分穿过安装孔9的小孔后嵌合在对应的槽10内，压簧的内端与钢球的外端接触，压簧的外端与螺钉的内端接触，螺钉固定安装在安装孔9的大孔内。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头在工作时，首先把钻头后部的安装体与钻杆连接，开启钻机将钻头前移至岩石表面，开始钻孔；在钻进过程中，根据地质参数、钻进深度、钻进扭矩变化和排屑情况判断是否达到煤层，在到达煤层后，如图6所示，加大压缩空气压力到2MPa-2. 5MPa (原压缩空气压力为IMPa)，使压缩空气通过两个切割翼5上的出气口喷出，两切割翼5喷出射流相互作用，形成两个反向推力，克服弹簧-钢球对切割翼的阻力，使切割翼5打开一个角度，与煤层16接触；当钻头继续旋转并向前进给时，如图7所示， 在推力和离心力的共同作用下，两切割翼5完全打开，形成煤层16全尺寸扩孔；根据岩石孔的出屑情况及钻进扭矩变化，确定已经完成钻孔、扩孔作业后，切换钻机档位，使钻头边旋转边后退，如图8所示，当钻头切割翼5接触到岩石内壁时，岩石给切割翼一个推力，迫使切割翼回到钻体内，若工作煤层是多层煤层时，当切割翼5回到钻体内时，钻机换挡，前移至下一层岩层17，继续钻孔，到达第二煤层后打开切割翼，实现多层煤层的钻、扩孔。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中安装孔还可以为通孔，其外端加工有螺纹，安装孔轴线到中心轴(与安装孔内钢球接触的切割翼的中心轴)轴线的距离小于切割翼(与安装孔内钢球接触的切割翼)后端圆弧面的半径。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，其中连接体还可以为圆台或者圆锥。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。
权利要求1.一种PDC钻、扩双翼组合钻头，在钻头主体(1)的前部固定安装有若干切削齿(2)， 钻头主体(1)的后部设置有安装体(3)，其特征在于在钻头主体(1)的中部侧表面上开设有一通孔(4)，所述通孔(4)内安装有两个切割翼(5)，所述两个切割翼(5)上下对称布置， 每个切割翼(5)的后部均通过中心轴(8)与通孔(4)铰接，所述每个切割翼(5)均能够完全放入通孔(4)中，每个切割翼(5)上固定安装有若干切削齿(2)，在两个切割翼(5)前部且相对的端面上开设有出气口(6)，所述每个切割翼(5)的内部开设有出气管路(7)，所述出气管路(7)的一端与出气口(6)连接，出气管路(7)的另一端均通过中心轴(8)上的管路与钻头主体(1)上的管路连通，所述钻头主体(1)前部和切割翼(5)前部安装的切削齿 (2)均为聚晶金刚石复合片。
2.根据权利要求1所述的PDC钻、扩双翼组合钻头，其特征在于所述每个切割翼(5) 上的切削齿(2)均为单面设置，且两个切割翼(5)上的切削齿(2)在不同侧上。
3.根据权利要求2所述的PDC钻、扩双翼组合钻头，其特征在于所述钻头主体(1)的中部侧表面上开设有两个与通孔(4)相连通的安装孔(9)，所述安装孔(9)为台阶孔，两个安装孔(9)分别与两个切割翼(5)相对，每个切割翼(5)与安装孔(9)相对的侧面上均开设有槽(10)，所述每个安装孔(9)内均设置有一定位装置(11)，所述每个定位装置(11)均包括连接体(12)、弹性体(13)和固定体(14)，所述连接体(12)的内端端面为圆弧面、圆锥面或者圆台面，所述连接体(12)的内端穿过安装孔(9)的小孔后嵌合在对应的槽(10)内， 所述连接体(12)的最大外径处位于安装孔(9)的大孔内，所述弹性体(13)的内端与连接体(12)的外端接触，弹性体(13)的外端与固定体(14)的内端接触，固定体(14)固定安装在安装孔(9)的大孔内。
4.根据权利要求2所述的PDC钻、扩双翼组合钻头，其特征在于所述钻头主体(1)的中部侧表面上开设有两个与通孔(4)相连通的安装孔(9)，两个安装孔(9)分别与两个切割翼(5)相对，每个切割翼(5)与安装孔(9)相对的侧面上均开设有槽(10)，所述每个安装孔 (9)内均设置有一定位装置(11)，所述每个定位装置(11)均包括连接体(12)、弹性体(13) 和固定体(14)，所述连接体(12)的内端为圆弧面、圆锥面或者圆台面，所述连接体(12)的内端嵌合在对应的槽(10)内，所述弹性体(13)的内端与连接体(12)的外端接触，弹性体 (13)的外端与固定体(14)的内端接触，固定体(14)固定安装在安装孔(9)的大孔内，当切割翼(5)旋转时，连接体(12)的内端保持与切割翼(5)接触。
5.根据权利要求3或4所述的PDC钻、扩双翼组合钻头，其特征在于所述每个安装孔 (9)的轴线均垂直于切割翼(5)的侧面，所述连接体(12)为钢球，所述弹性体(13)为压簧。
6.根据权利要求5所述的PDC钻、扩双翼组合钻头，其特征在于所述通孔(4)是横截面为矩形的矩形孔，所述通孔(4)的中心线与钻头主体(1)的轴线垂直相交。
7.根据权利要求6所述的PDC钻、扩双翼组合钻头，其特征在于所述中心轴⑶的轴线与钻头主体(1)的轴线垂直相交。
8.根据权利要求7所述的PDC钻、扩双翼组合钻头，其特征在于所述每个切割翼(5) 的后端面均为圆弧面，所述圆弧面的半径不大于中心轴(8)的轴线到通孔(4)后侧面的距罔ο
专利摘要本实用新型涉及一种带有扩孔功能的钻头。其目的是为了提供一种操作简便、工作稳定的组合式钻头，能够用于较硬煤层的钻、扩孔。本实用新型PDC钻、扩双翼组合钻头，在钻头主体的前部固定安装有若干切削齿，在钻头主体的中部侧表面上开设有一通孔，通孔内安装有两个上下对称布置的切割翼，每个切割翼均与通孔铰接，在两个切割翼相对的端面上开设有出气口，切割翼的内部开设有出气管路，出气管路的一端与出气口连接，出气管路的另一端均通过中心轴上的管路与钻头主体上的管路连通。本实用新型通过在钻头主体上设置两个切割翼，使钻头在煤层扩孔时，受力均匀，减小中心轴和切割翼承受的弯矩，能够用于较硬煤层的钻、扩孔，工作稳定。
文档编号E21B10/43GK202181847SQ20112023759
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者乔志军, 沈康明 申请人:淮南市志君钻探机具有限责任公司