專(zhuān)利名稱(chēng)：綜合碎巖大口徑組合鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大口徑鉆具施工技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
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(fù)雜，單一的鉆頭碎巖方式對(duì)地層的適應(yīng)性差，因此，這種施工往往鉆進(jìn)速度慢，不能滿(mǎn)足工程整體施工效率的需要。為了應(yīng)對(duì)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(dòng)載破碎硬巖效率高的特點(diǎn)，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(wèn)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(diǎn)是將沖擊碎巖、滾壓碎巖、回轉(zhuǎn)碎巖和疲勞碎巖機(jī)理等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成綜合碎巖的特點(diǎn)，可提高碎巖效率，增加組合潛孔錘對(duì)地層的適應(yīng)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(duì)稱(chēng)分布的3個(gè)，每個(gè)沖擊接頭上均設(shè)置有連接沖擊器的絲扣； 所述沖擊接頭滑動(dòng)穿過(guò)鉆頭基板的預(yù)置孔，與所述沖擊鉆頭以絲扣連接；所述鉆體連接環(huán)開(kāi)有螺紋孔，用于連接組合動(dòng)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(jié)構(gòu)是，在所述鉆體連接環(huán)與所述鉆頭基板焊接處的內(nèi)側(cè)焊有加強(qiáng)筋板。其中，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，在所述鉆頭基板的中心開(kāi)設(shè)有吸渣口。其中，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，在所述鉆頭基板的周邊均勻開(kāi)設(shè)有水槽。其中，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述滾刀的布點(diǎn)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(yīng)用，可以滿(mǎn)足卵礫石、軟硬互層、硬巖地層的大口徑鉆孔，可提高鉆進(jìn)效率，降低鉆進(jìn)成本。為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)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(guò)參考以下結(jié)合附圖的說(shuō)明及權(quán)利要求書(shū)的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)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(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)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(jié)構(gòu)。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(duì)稱(chēng)分布的3個(gè)，每個(gè)沖擊接頭1上均設(shè)置有絲扣，用于連接沖擊器。沖擊接頭1滑動(dòng)穿過(guò)鉆頭基板3的預(yù)置孔，與沖擊鉆頭4以絲扣連接。接頭滑動(dòng)穿過(guò)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(kāi)有螺紋孔，用于連接組合動(dòng)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(cè)焊有加強(qiáng)筋板，用于強(qiáng)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(diǎn)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(kāi)設(shè)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(kāi)設(shè)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(jī)理如下鉆頭通過(guò)沖擊接頭1傳遞沖擊力給沖擊鉆頭4，實(shí)現(xiàn)沖擊碎巖；整個(gè)鉆頭回轉(zhuǎn)時(shí)， 沖擊鉆頭4上的切削齒6同時(shí)具有回轉(zhuǎn)剪切的破巖的作用；滾刀5在隨著鉆頭旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中既做自傳又做公轉(zhuǎn)，實(shí)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(dòng)，對(duì)巖石具有疲勞破碎的作用，使整個(gè)鉆頭的碎巖機(jī)理具有綜合碎巖的作用，特別適合在堅(jiān)硬地層、卵礫石地層鉆進(jìn)大直徑鉆孔。以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的綜合碎巖大孔徑組合鉆頭進(jìn)行了說(shuō)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(shè)計(jì)，即將鉆頭底部分為沖擊碎巖區(qū)，牙輪或盤(pán)刀的滾壓破碎區(qū)，剪切破碎區(qū)等，每種破碎要求盡量對(duì)稱(chēng)布局并沿徑向達(dá)到全覆蓋。潛孔錘鉆頭布局在沖擊破碎區(qū)，實(shí)現(xiàn)沖擊碎巖，牙輪或滾刀布局在滾壓破碎區(qū)，硬質(zhì)合金切削齒或復(fù)合體切削具布局在剪切區(qū)。這樣，在鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，沖擊器產(chǎn)生的沖擊碎巖和疲勞碎巖作用，牙輪或盤(pán)刀產(chǎn)生的沖擊、碾壓、疲勞和剪切碎巖作用，回轉(zhuǎn)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(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)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(chǔ)上做出各種改進(jìn)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書(shū)的內(nèi)容確定。
權(quán)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(duì)稱(chēng)分布的3個(gè)，每個(gè)沖擊接頭上均設(shè)置有連接沖擊器的絲扣；所述沖擊接頭滑動(dòng)穿過(guò)鉆頭基板的預(yù)置孔，與所述沖擊鉆頭以絲扣連接；所述鉆體連接環(huán)開(kāi)有螺紋孔，用于連接組合動(dòng)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(quán)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(cè)焊有加強(qiáng)筋板。
3.如權(quán)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(kāi)設(shè)有吸渣口。
4.如權(quán)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(kāi)設(shè)有水槽。
5.如權(quán)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(diǎn)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(duì)稱(chēng)分布的3個(gè)，每個(gè)沖擊接頭上均設(shè)置有連接沖擊器的絲扣；所述沖擊接頭滑動(dòng)穿過(guò)鉆頭基板的預(yù)置孔，與所述沖擊鉆頭以絲扣連接；所述鉆體連接環(huán)開(kāi)有螺紋孔，用于連接組合動(dòng)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(yīng)用，可以滿(mǎn)足卵礫石、軟硬互層、硬巖地層的大口徑鉆孔，可提高鉆進(jìn)效率，降低鉆進(jìn)成本。
文檔編號(hào)E21B10/42GK102434108SQ20111043982
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者史生軍, 張小平, 李國(guó)民, 肖劍, 辛小鈞 申請(qǐng)人:中冶交通工程技術(shù)有限公司