本發(fā)明涉及鉆頭領(lǐng)域，尤其涉及一種一次性基樁鉆頭及其制作方法。

背景技術(shù)：

我公司從2009年開始做鉆井鉆頭的加工生產(chǎn)和出口貿(mào)易，某國一個鉆頭批發(fā)商從2012年開始采購修復(fù)的廢舊銑齒三牙輪鉆頭，采購數(shù)量巨大，我們從國內(nèi)市場上一直為此客戶收購廢舊銑齒三牙輪鉆頭，按照客戶要求修復(fù)后供應(yīng)給該客戶。但是隨著石油行業(yè)的工程數(shù)量減少，廢舊三牙輪鉆頭數(shù)量越來越少，加上客戶的需求量很大，廢舊三牙輪鉆頭的采購上逐漸供不應(yīng)求。

由于這個鉆頭是用在一種建筑用的小型基樁上，鉆頭不是靠螺紋連接到鉆桿上的，而是鉆桿、鉆頭焊接到一起，每個基樁孔鉆進15-20米的軟巖石后，通過鉆桿內(nèi)孔注水泥漿，水泥漿從鉆頭的噴孔中流出從而注滿整個樁孔，注漿凝固后，鉆桿能起到鋼筋的作用，而鉆頭在完成這個鉆孔工作后永遠(yuǎn)的留在了基樁底部。因為鉆頭永遠(yuǎn)留在了基樁底部，不能鉆完一個孔后重復(fù)使用，屬于一次性鉆頭，所以這個鉆頭的采購價格是很難漲上去的。

鑒于此，我公司決心研發(fā)一種新產(chǎn)品來代替之前的廢舊牙輪鉆頭，這種新產(chǎn)品需要滿足兩個方面：1.能夠有效率的完成15-20米的軟巖石鉆進工作；2.成本要低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種一次性基樁鉆頭及其制作方法，解決現(xiàn)在沒有一次性基樁鉆頭，且常規(guī)方法生產(chǎn)一次性基樁鉆頭制造成本高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種一次性基樁鉆頭，包括，

三個形狀相同，可拼接成一個軸型整體的牙爪；所述牙爪包括主體部和連接部，所述主體部的橫截面為雙面弧形的扇形，三個牙爪的主體部拼接后形成中間帶有連接孔的軸形；

設(shè)置在第一個所述牙爪上的第一牙輪；所述第一牙輪與牙爪可轉(zhuǎn)動連接，形成第一牙輪掌；

設(shè)置在第二個所述牙爪上的第二牙輪；所述第二牙輪與牙爪可轉(zhuǎn)動連接，形成第二牙輪掌；

設(shè)置在第三個所述牙爪上的第三牙輪；所述第三牙輪與牙爪可轉(zhuǎn)動連接，形成第三牙輪掌；

三個所述牙爪拼接完成后，所述第一牙輪、第二牙輪和第三牙輪朝向同一條軸線。

進一步的，所述連接部上開設(shè)有滾珠卡槽；所述第一牙輪、第二牙輪和第三牙輪的內(nèi)軸孔內(nèi)設(shè)置有與所述滾珠卡槽配合的滾珠副槽；所述第一牙輪、第二牙輪和第三牙輪通過滾珠卡設(shè)在所述滾珠卡槽和滾珠副槽內(nèi)，實現(xiàn)與所述牙爪的可轉(zhuǎn)動連接。

再進一步的，所述第一牙輪包括分層次設(shè)置的第一齒牙、第二齒牙和第三齒牙。

再進一步的，所述第二牙輪包括分層次設(shè)置的第四齒牙、第五齒牙和第六齒牙。

再進一步的，所述第三牙輪包括分層次設(shè)置的第七齒牙、第八齒牙和第九齒牙。

再進一步的，三個所述牙爪焊接連接為一個整體。

一種一次性基樁鉆頭的制作方法，

第一牙輪、第二牙輪和第三牙輪選用35crmo鋼材，通過水玻璃鑄造法，鑄造出半成品，將半成品進行粗車，然后進行熱處理，牙輪整體硬度達到40-45(hrc),然后進行數(shù)控車床精車；

牙爪選用35crmo鋼材，通過水玻璃鑄造法，鑄造出半成品，加工制作落彈塞銷孔，將半成品進行粗車，然后進行熱處理，牙爪整體硬度達到40-45(hrc),然后進行數(shù)控車床精車；

在牙爪的連接部涂抹鋰基脂，第一牙輪、第二牙輪和第三牙輪的內(nèi)軸孔涂抹鋰基脂，將在牙輪軸承外側(cè)部位裝配橡膠密封圈，將牙爪和牙輪相連，滾珠通過落彈塞銷孔卡住牙輪和牙爪，使用塞銷封好落彈塞銷孔、焊接封好，完成第一牙輪掌、第二牙輪掌和第三牙輪掌的制作。

通過工裝將第一牙輪掌、第二牙輪掌和第三牙輪掌焊接到一起，組裝成成品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：

本發(fā)明利用三個形狀相同的牙爪拼接成一個整體的軸形，用于與外部的轉(zhuǎn)動軸連接，帶動其轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，更加適應(yīng)基樁的一次性使用；三個牙爪上分別可轉(zhuǎn)動地連接有不同的牙輪，對巖石粉碎效率更高；本發(fā)明根據(jù)具體的工程需要和機加工成本，采用鑄造工藝獲得鉆頭毛坯，通過熱處理使特定材質(zhì)(35crmo)的鋼材達到硬度40-45(hrc)獲得最佳成本效益，使本發(fā)明完美的適應(yīng)了這種一次性基樁和注漿工藝。

附圖說明

下面結(jié)合附圖說明對本發(fā)明作進一步說明。

圖1為本發(fā)明的第一牙輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的第二牙輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的第三牙輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的牙爪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的第一牙輪掌結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的第二牙輪掌結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的第三牙輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明主視圖；

圖9為本發(fā)明軸測圖；

附圖標(biāo)記說明：1、牙爪；101、主體部；102、連接部；103、連接孔；2、第一牙輪；201、第一齒牙；202、第二齒牙；203、第三齒牙；3、第二牙輪；301、第四齒牙；302、第五齒牙；303、第六齒牙；4、第三牙輪；401、第七齒牙；402、第八齒牙；403、第九齒牙；5、第一牙輪掌；6、第二牙輪掌；7、第三牙輪掌；8、滾珠卡槽。

具體實施方式

如圖1-9所示，一種一次性基樁鉆頭，包括三個形狀相同可拼接成一個軸型整體的牙爪1，還包括第一牙輪2、第二牙輪3和第三牙輪4。所述牙爪1包括主體部101和連接部102，所述主體部101的橫截面為雙面弧形的扇形，三個牙爪1的主體部101拼接后形成中間帶有連接孔103的軸形(參考圖9)。所述連接部102上開設(shè)有滾珠卡槽8；所述第一牙輪2、第二牙輪3和第三牙輪4的內(nèi)軸孔內(nèi)開設(shè)有與所述滾珠卡槽8配合的滾珠副槽(圖中未示出)。所述第一牙輪2、第二牙輪3和第三牙輪4通過滾珠卡設(shè)在所述滾珠卡槽8和滾珠副槽內(nèi)，實現(xiàn)與所述牙爪1的可轉(zhuǎn)動連接，具體地，牙爪上開設(shè)有通向滾珠卡槽8的落彈塞銷孔，將第一牙輪2、第二牙輪3和第三牙輪4與牙爪配合后，通過落彈塞銷孔向滾珠卡槽8和滾珠副槽內(nèi)塞入滾珠，卡住牙輪和牙爪，然后使用塞銷封好落彈塞銷孔，焊接封好，完成第一牙輪2、第二牙輪3和第三牙輪4與牙爪的可轉(zhuǎn)動連接。

第一牙輪2安裝在第一個所述牙爪1上，形成第一牙輪掌5。第二牙輪3安裝在第二個所述牙爪1上，形成第二牙輪掌6。第三牙輪4安裝在第三個所述牙爪1上，形成第三牙輪掌7。將三個牙輪掌焊接為一個整體，其中所述第一牙輪2、第二牙輪3和第三牙輪4朝向同一條軸線。使用時將焊接完成的本發(fā)明通過連接孔連接在轉(zhuǎn)動軸上，由轉(zhuǎn)動軸帶動本鉆頭轉(zhuǎn)動，完成軟巖石的絞碎、鉆洞。

其中更為具體地，所述第一牙輪2包括分層次設(shè)置的第一齒牙201、第二齒牙202和第三齒牙203。所述第二牙輪3包括分層次設(shè)置的第四齒牙301、第五齒牙302和第六齒牙303。所述第三牙輪4包括分層次設(shè)置的第七齒牙401、第八齒牙402和第九齒牙403。使本發(fā)明對軟巖石的絞碎更徹底，效率更高。

一種一次性基樁鉆頭傳統(tǒng)石油工業(yè)用三牙輪鉆頭由三個牙輪掌片焊接到一起，然后用車床加工出連接螺紋，牙輪掌片由牙爪和牙輪構(gòu)成，鋼材為鍛件，材質(zhì)主要為mnnimo特種鋼材。我們分析如果用鍛造鋼材去做這種一次性基樁鉆頭，成本造價會非常高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)算。排除了使用鍛造鋼材作為原材料后，我們把目光投向鑄造鋼材。通過分析巖石硬度、鉆進工作量以及車床加工刀具的損耗等因素，經(jīng)過反復(fù)測試和實驗，我們發(fā)現(xiàn)采用35crmo鑄造鋼材作為原料，并且通過熱處理調(diào)脂工藝把成品的硬度調(diào)到洛氏硬度40-45，在此硬度下既能保證鉆頭完成預(yù)期工作量也不至于因為硬度太高造成機加工上的高能耗。于是，經(jīng)過半年的努力，第一支一次性基樁鉆頭在我廠誕生。這是一個新產(chǎn)品，在此之前我們從來沒有在全球行業(yè)中以及展會中見到過、聽說過類似產(chǎn)品，在中國市場上也沒有這種鉆頭，因為我國還沒有這種一次性基樁和注漿工藝。

一種一次性基樁鉆頭的制作方法，如上述的第一牙輪、第二牙輪和第三牙輪選用35crmo鋼材，通過水玻璃鑄造法，鑄造出半成品，將半成品進行粗車，然后進行熱處理，牙輪整體硬度達到40-45(hrc),然后進行數(shù)控車床精車。

牙爪選用35crmo鋼材，通過水玻璃鑄造法，鑄造出半成品，加工制作落彈塞銷孔，將半成品進行粗車，然后進行熱處理，牙爪整體硬度達到40-45(hrc),然后進行數(shù)控車床精車。

在牙爪的連接部涂抹鋰基脂，第一牙輪、第二牙輪和第三牙輪的內(nèi)軸孔涂抹鋰基脂，將在牙輪軸承外側(cè)部位裝配橡膠密封圈，將牙爪和牙輪相連，滾珠通過落彈塞銷孔卡住牙輪和牙爪，使用塞銷封好落彈塞銷孔、焊接封好，完成第一牙輪掌、第二牙輪掌和第三牙輪掌的制作。

通過工裝將第一牙輪掌、第二牙輪掌和第三牙輪掌焊接到一起，組裝成成品。

本方法采用了低成本的鑄造鋼材，這在三牙輪鉆頭原料選取上有創(chuàng)造性，通過熱處理使鋼材達到一定硬度，既能夠鉆進15-20米的軟巖石，這個硬度又不至于太硬造成機加工的高能耗，獲得最佳成本效益，避免了高成本。使本發(fā)明完美的適應(yīng)了這種一次性基樁和注漿工藝。

以上所述的實施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。