塔式多層刀片水冷鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種塔式多層刀片水冷鉆頭，屬于礦用機(jī)械，尤其涉及一種電動(dòng)鉆機(jī)鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦作業(yè)中，通常使用煤礦用液壓坑道鉆機(jī)鉆進(jìn)煤礦井下瓦斯抽(排)放孔、注漿滅火孔、煤層注水孔、防突卸壓孔、地質(zhì)勘探孔及其它大直徑、長(zhǎng)距離的工程孔。施工中常常會(huì)遇到較堅(jiān)硬的巖石層。而傳統(tǒng)的煤礦用坑道鉆機(jī)鉆頭多為圓柱形或者圓錐形，專用于鉆制硬度較低的煤層。由于鉆頭的刀片多為合金刀片，也不具備冷卻系統(tǒng)，而且其結(jié)構(gòu)上也存在一定的缺陷，致使其無(wú)法鉆制硬度較高的巖石層。生產(chǎn)和施工過(guò)程中鉆頭極易損壞，導(dǎo)致鉆頭的使用壽命較短。在小角度鉆制煤層時(shí)，排肩也較困難。而且鉆進(jìn)效率較低，鉆制出的孔直線度和光潔度也較差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種既能鉆進(jìn)煤層，還能鉆進(jìn)巖石層的多用途塔式多層刀片水冷鉆頭，該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體采用多層塔式結(jié)構(gòu)，每層鉆頭胎體上布設(shè)有若干個(gè)刀架，每層的刀架的數(shù)量從上至下遞增，每個(gè)刀架上固定有若干個(gè)PDC刀片，在鉆頭胎體內(nèi)布設(shè)有傘狀結(jié)構(gòu)的水道，將高壓水輸送到胎體上對(duì)刀片進(jìn)行冷卻，本實(shí)用新型所述的鉆頭克服了傳統(tǒng)鉆頭結(jié)構(gòu)上的缺陷，不僅可用于鉆進(jìn)鉆進(jìn)硬度較低的煤層，還能鉆進(jìn)硬度較高的巖石層，大幅提升了鉆機(jī)的性能，擴(kuò)大了鉆機(jī)的用途范圍，增加了鉆頭的使用壽命，提高了鉆進(jìn)效率，可鉆制出質(zhì)量較高的生產(chǎn)用孔，由于采用了凸式胎托結(jié)構(gòu)，有利于排肩。
[0004]本實(shí)用新型所述的一種塔式多層刀片水冷鉆頭，該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體(I)為多層塔式結(jié)構(gòu)，在每層鉆頭胎體(I)上設(shè)置有若干個(gè)凸式胎托(2)，在每個(gè)凸式胎托(2)上固定有刀架(4)，在刀架(4)上固定有若干個(gè)PDC刀片(3)，在鉆頭胎體(I)內(nèi)開(kāi)有若干個(gè)貫穿空腔(9)和支水道(8)，鉆頭胎體(I)上開(kāi)有若干個(gè)出水孔(5)，在鉆桿(6)的中軸線開(kāi)有主水道(7)，主水道(7)和支水道(8)與空腔(9)連通為一體。
[0005]凸式胎托(2)呈放射狀分布，每層的凸式胎托(2)的數(shù)量從上至下遞增。
[0006]鉆桿(6)中間的主水道(7)和鉆頭胎體(I)內(nèi)的支水道(8)，二者呈傘狀結(jié)構(gòu)分布。
[0007]【附圖說(shuō)明】:
[0008]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型的俯視圖；
[0010]圖3為本實(shí)用新型半剖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖例:
[0012]1、鉆頭胎體；2、凸式胎托；3、PDC刀片；4、刀架；5、出水孔；6、鉆桿；7、主水道；8、支水道；9、空腔。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
[0014]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明，并給出實(shí)施例；
[0015]本實(shí)用新型所述的一種塔式多層刀片水冷鉆頭，該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體I為多層塔式結(jié)構(gòu)，在每層鉆頭胎體I上設(shè)置有若干個(gè)凸式胎托2，凸式胎托2呈放射狀分布，每層的凸式胎托2的數(shù)量從上至下遞增，在每個(gè)凸式胎托2上固定有刀架4，在刀架4上固定有若干個(gè)PDC刀片3，在鉆頭胎體I內(nèi)開(kāi)有若干個(gè)貫穿空腔9和支水道8，鉆頭胎體I上開(kāi)有若干個(gè)出水孔5，在鉆桿6的中軸線開(kāi)有主水道7，鉆桿6中間的主水道7和鉆頭胎體I內(nèi)的支水道8，二者呈傘狀結(jié)構(gòu)分布，主水道7和支水道8與空腔9連通為一體；
[0016]如圖1、2、3所示，鉆頭胎體I和與其一體的凸式胎托2可選用難熔金屬碳化鎢粉末或鑄造碳化鎢為骨架材料鑄造，如:選用易熔金屬如Cu、cu-Ni, Zn、Sn、Mn等為粘結(jié)劑，在模具內(nèi)以高溫條件下壓結(jié)，具有較高的強(qiáng)度和耐磨性；鉆頭胎體I為多層塔式結(jié)構(gòu)，從上至下直徑逐漸增大，鉆頭胎體I每層都周向均勻布置若干個(gè)凸式胎托2，以鉆頭胎體I的中心軸線為中心凸式胎托2向外呈放射狀排列，凸式胎托2每層分布的數(shù)量自上而下遞增，刀架4可選用高強(qiáng)度合金制造，可用焊接方式將刀架4固定于凸式胎托2上。PDC刀片3采用聚晶金剛石復(fù)合片刀片，以增加硬度和耐磨性，在每個(gè)刀架4上均勻固定有若干個(gè)PDC刀片3 ；
[0017]如圖3所示，在鉆頭胎體I內(nèi)預(yù)設(shè)有空腔9，沿鉆桿6的中軸線開(kāi)孔貫穿桿體作為輸送冷卻水的主水道7，主水道7與空腔9連通，在鉆頭胎體I內(nèi)開(kāi)有多個(gè)貫穿空腔9和鉆頭胎體I的各層外表面的支水道8，主水道7和支水道8呈傘狀結(jié)構(gòu)，并通過(guò)空腔9連通為一體；
[0018]鉆機(jī)工作時(shí)，開(kāi)始只有第一層刀片4切削，切削扭矩小，能加工出準(zhǔn)確的孔，此孔在第二層，第三層刀片4開(kāi)始切削扭矩加大的情況下，可起導(dǎo)向作用，增加鉆頭的穩(wěn)定性。每個(gè)刀片4的前端面都向上傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌?，最外的刀?布置在鉆頭的圓周上，使得切削刃平行于整個(gè)鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸，由此可以保證加工出的孔表面相對(duì)整潔，在每層鉆頭胎體I的外表面上，都分布有出水口 5，從鉆桿6內(nèi)的主水道7壓入的高壓冷卻水經(jīng)支水道8的出水孔5可直接到達(dá)刀片4部位，對(duì)刀片4進(jìn)行有效的冷卻，同時(shí)流出的水加上凸式胎托2結(jié)構(gòu)有利于將切肩排出；
[0019]本實(shí)用新型的多層塔式結(jié)構(gòu)的層數(shù)、每層刀架的數(shù)量和刀架上固定刀片的數(shù)量可根據(jù)不同的巖層及施工需求進(jìn)行調(diào)整。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種塔式多層刀片水冷鉆頭，其特征在于該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體（I)為多層塔式結(jié)構(gòu)，在每層鉆頭胎體（I)上設(shè)置有若干個(gè)凸式胎托（2)，在每個(gè)凸式胎托（2)上固定有刀架（4)，在刀架（4)上固定有若干個(gè)PDC刀片（3)，在鉆頭胎體（I)內(nèi)開(kāi)有若干個(gè)貫穿空腔（9)和支水道(8)，鉆頭胎體（I)上開(kāi)有若干個(gè)出水孔（5)，在鉆桿（6)的中軸線開(kāi)有主水道（7)，主水道(7)和支水道（8)與空腔（9)連通為一體。
2.如權(quán)利要求I所述的塔式多層刀片水冷鉆頭，其特征在于凸式胎托（2)呈放射狀分布，每層的凸式胎托（2)的數(shù)量從上至下遞增。
3.如權(quán)利要求I所述的塔式多層刀片水冷鉆頭，其特征在于鉆桿（6)中間的主水道（7)和鉆頭胎體（I)內(nèi)的支水道（8)，二者呈傘狀結(jié)構(gòu)分布。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種塔式多層刀片水冷鉆頭，該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體采用多層塔式結(jié)構(gòu)，每層鉆頭胎體上布設(shè)有若干個(gè)刀架，每層的刀架的數(shù)量從上至下遞增，每個(gè)刀架上固定有若干個(gè)PDC刀片，在鉆頭胎體內(nèi)布設(shè)有傘狀結(jié)構(gòu)的水道，將高壓水輸送到胎體上對(duì)刀片進(jìn)行冷卻，本實(shí)用新型所述的鉆頭克服了傳統(tǒng)鉆頭結(jié)構(gòu)上的缺陷，不僅可用于鉆進(jìn)硬度較低的煤層，還能鉆進(jìn)硬度較高的巖石層，大幅提升了鉆機(jī)的性能，擴(kuò)大了鉆機(jī)的用途范圍，增加了鉆頭的使用壽命，提高了鉆進(jìn)效率，可鉆制出質(zhì)量較高的生產(chǎn)用孔，由于采用了凸式胎托結(jié)構(gòu)，有利于排屑。
【IPC分類】E21B10-46, E21B10-60
【公開(kāi)號(hào)】CN204476291
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520147129
【發(fā)明人】曹桂根, 崔耀斌, 顧浦, 顧媛, 李志原, 宋翔, 賴雨, 楊艷龍
【申請(qǐng)人】新疆三浦機(jī)械制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日