用于冲击钻探的钻头、钻头组件以及用于制造这种钻头的方法技术

提供一种钻头(1)，其包括具有圆周(2a)和端面(2b)的头部部分(2)，以及从所述头部部分的与所述端面相对的一侧纵向地延伸的柄部部分(3)。中心冲洗通道(4)纵向地延伸通过所述柄部部分(3)并且在所述头部部分(2)内延伸一定的距离，并且侧向冲洗通道(5)从所述中心冲洗通道(4)延伸至所述头部部分(2)的圆周(2a)。所述侧向冲洗通道的第一部分(5a)沿冲洗流体流动方向相对于所述第二部分(5b)朝向所述端面(2b)倾斜，相对应地，第二部分(5b)沿冲洗流体流动方向朝向所述柄部部分(3)倾斜。还公开一种钻头组件以及制造这样的钻头的方法。

Bits for percussion drilling, bit assemblies, and methods for making such bits

A drill bit (1) is provided, which includes a head part (2) having a circumference (2a) and an end face (2b), and a shank part (3) extending longitudinally from one side of the head part opposite to the end face. The central washing channel (4) extends longitudinally through the handle part (3) and extends a certain distance within the head part (2), and the lateral washing channel (5) extends from the central washing channel (4) to the circumference (2a) of the head part (2). The first part (5a) of the lateral flushing channel is inclined to the end face (2b) along the flushing fluid flow direction with respect to the second part (5b), correspondingly, the second part (5b) is inclined to the handle part (3) along the flushing fluid flow direction. A bit assembly and a method for manufacturing such a bit are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冲击钻探的钻头、钻头组件以及用于制造这种钻头的方法
本专利技术涉及用于冲击钻探的钻头，更具体地涉及这样的钻头，在该钻头中，经由侧向冲洗流体通道引导冲洗流体。本公开进一步涉及具有这样的钻头的钻头组件以及用于制造这样的钻头组件的方法。
技术介绍
冲洗流体通常用来在钻头的前面从钻孔冲洗钻屑。这使钻头能够有效地作用于待钻探的地层而不是作用于存在于钻孔中的过多的钻屑。已经认识到，当在敏感的地层状况下钻探时，使用冲洗流体可能引起问题。在软地层中，冲洗流体可能移除钻头周围的过量的地层，这被称为过度钻探。这在将桩钻探至地层时特别地成问题，因为太大的钻孔不能以期望的方式支撑桩，使得桩不太能够支撑它的顶部上的结构。与在敏感的地层状况下使用冲洗相关联的另一个问题是，冲洗流体可能沿着某些地层(比如粘地层)行进长的距离。因此，在密集地建造的区域中，冲洗流体可能意外地行进至现存的桩或地基并削弱它们的结构。因此，在钻探时使冲洗流体的影响最小化是一个普遍关注的问题。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种钻头和一种钻头组件，用所述钻头和钻头组件可以克服或有效地减轻与在敏感的地层状况下钻探相关联的问题。本公开的另一个目的是提供一种制造这样的钻头的方法。通过钻头、钻头组件以及用于制造钻头的方法实现本专利技术的目的，所述钻头、钻头组件以及用于制造钻头的方法的特征在于独立权利要求中所陈述的内容。在从属权利要求中公开本公开的优选实施例。本专利技术基于以下理念：提供侧向冲洗通道，其从钻头头部部分的中心冲洗通道延伸至钻头头部部分的圆周，以使得离开所述通道的冲洗流体可以被导向以提高所述头部部分的圆周的周围环境与所述端面之间的压力差，同时使所述侧向冲洗通道能够被形成为使用于使冲洗流体从所述中心冲洗通道流动至所述侧向冲洗通道所需的偏转最小化。本专利技术的一个优点是，通过提供平滑的方向过渡促进经由侧向冲洗通道的冲洗流体流动，亦即平滑的总体轮廓使流动阻力更小，以及因此使压力损失更小，从而增加相对应的冲洗流体流输送钻屑的能力。当钻探需要相对高的冲洗流体流量和/或速度以将钻屑运载至地表的深钻孔时，该优点特别突出。随着经由侧向冲洗流体通道的增加的流速增加，头部部分的圆周与地表之间的压力差也增加，从而与源自侧向冲洗流体通道的冲洗流体流一同从端面的圆周抽吸钻屑。这样的压力差的作用非常类似于真空效应，从头部部分的端面的前面抽吸切屑。因此，作为协同效应，可以减少经由钻头端面的冲洗流体的流动，从而降低与敏感的地层状况下的钻探相关联的风险。而且，提供根据本公开的侧向冲洗通道使冲洗流体流能够被朝向柄部部分(亦即地表)导向，即便与相对于钻头的高度具有相对大的直径的钻头结合。附图说明在下文中，将参考附图通过优选实施例更详细地描述本公开，其中：图1至图4示出根据本专利技术的钻头的几个实施例，其被示出为剖视图，以及图5和图6示出图4中的实施例的两个视图。应当注意的是，为了清楚起见，附图为本公开的各个实施例的简化图示。因此，附图不应当被解释为限制本公开的范围。具体实施方式图1示出钻头1的剖视图，钻头1包括具有圆周2a和端面2b的头部部分2。此外，柄部部分3沿与端面2b相反的方向从头部部分2纵向地延伸。中心冲洗通道4纵向地延伸通过柄部部分3并且在头部部分2内纵向延伸一定的距离。侧向冲洗通道5从中心冲洗通道4延伸直至头部部分2的圆周2a。侧向冲洗通道的第一部分5a沿横向于中心冲洗通道4的方向延伸，而侧向冲洗通道5的第二部分5b沿冲洗流体的流动方向相对于侧向冲洗通道5的第一部分5a朝向柄部部分3倾斜。在第一和第二部分5a、5b之间提供平滑的过渡。钻头1进一步配备有端面冲洗通道6，其部分地经由侧向冲洗通道5在中心冲洗通道4与端面2b之间延伸。在头部部分的圆周2a上，布置有纵向地延伸通过圆周的冲洗槽7。而且，侧向冲洗通道(亦即其第二部分5b)被布置成延伸直至侧向冲洗槽7。导向钻头联接装置8也设置于头部部分2的圆周2a上，用于以传递冲击和旋转的方式使钻头1与相对应的环形钻头联接。图2示出钻头1，除了不具有端面冲洗流体通道并且提供了侧向冲洗通道5的一种替代性结构之外，所述钻头1类似于图1的钻头1。特别地，侧向冲洗通道5的第一部分5a沿冲洗流体的流动方向朝向端面2b倾斜，而第二部分5b朝向柄部部分3倾斜。同样，在图3中，侧向冲洗通道5的第一部分5a沿冲洗流体的流动方向朝向端面2b倾斜，而第二部分5b朝向柄部部分3倾斜。然而，与图2的钻头1不同，提供直接在端面2b与中心冲洗通道4之间延伸的端面冲洗通道6。在端面2b上，端面冲洗通道6配备有偏转元件6a，其使源自端面冲洗通道6的冲洗流体流朝向端面2b的周边偏转。图4示出了与图3中所示实施例类似的实施例的剖视图，区别在于不具有偏转元件并且头部部分2的一部分被设置成附接至钻头1的其余部分的分离的部分9。特别地，侧向冲洗通道5的第二部分5b的一部分以及第一部分5a与第二部分5b之间的过渡区域布置于分离的部分9上。图5作为侧视图示出图4的钻头。特别地，它示出分离的部分9与头部部分2之间的榫槽布置。图6示出图4的钻头的立体图。特别地，它示出分离的部分9如何被定位于相应的冲洗槽7内并从其径向地延伸。而且，第二部分5b部分地形成于分离的部分9内。根据本公开的第一方面，提供一种用于冲击钻探的钻头1。钻头1包括具有圆周2a和端面2b的头部部分2，所述端面被布置成用于接收用于切割岩石的多个插入件。而且，当在使用中时，端面被布置成用于钻探地层，亦即将地层材料压碎成钻屑。钻头1进一步包括从头部部分2的与端面2b相对的一侧纵向地延伸的柄部部分3。柄部部分3被布置成用于以传递旋转和冲击的方式将钻头1联接至钻柱。优选地，但并非必要地，柄部部分可以联接至例如锤或钻杆。中心冲洗通道4纵向地延伸通过柄部部分3并且在头部部分2内延伸一定的距离。在本公开的上下文中，钻头1的纵向轴线被认为沿柄部部分3的延伸方向延伸。而且，侧向冲洗通道5从中心冲洗通道4延伸至头部部分2的圆周2a。应当注意的是，侧向冲洗通道5本身不需要垂直侧向的，亦即不需要为垂直地沿侧向方向延伸的笔直的通道，而是可以沿一个或多个方向弯曲和/或倾斜。中心冲洗通道4被布置成将来自地表的冲洗流体沿着钻柱导向至钻头，并且进一步经由至少侧向冲洗通道5被引导离开钻头。冲洗流体的目的是将钻屑从钻孔的底部冲洗掉以及在钻孔内、优选地在套管内将钻屑输送至地表。也就是说，通过冲洗流体从端面2b的前面运走钻屑。可以通过提供端面冲洗通道6进一步增强冲洗钻屑，如稍后详细地讨论的。侧向冲洗通道5包括将所述侧向冲洗通道连接至中心冲洗通道4的第一部分5a，以及将所述侧向冲洗通道连接至头部部分2的圆周2a的第二部分5b。特别地，第一部分5a沿冲洗流体流动方向相对于第二部分5b朝向端面2b倾斜。相对应地，第二部分5b沿冲洗流体流动方向相对于第一部分5a朝向柄部部分3倾斜。适当地，侧向冲洗通道5的第二部分5b朝向地表定向冲洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冲击钻探的钻头(1)，包括：/n具有圆周(2a)和端面(2b)的头部部分(2)，所述端面被布置成用于接收多个插入件；/n从所述头部部分的与所述端面相对的一侧纵向地延伸的柄部部分(3)，所述柄部部分被布置成用于以传递旋转和冲击的方式将所述钻头(1)联接至钻柱；/n中心冲洗通道(4)，其纵向地延伸通过所述柄部部分(3)并且在所述头部部分(2)内纵向地延伸一定的距离，以及/n侧向冲洗通道(5)，其从所述中心冲洗通道(4)延伸至所述头部部分(2)的圆周(2a)，其中所述侧向冲洗通道(5)包括：/n将所述侧向冲洗通道连接至所述中心冲洗通道(4)的第一部分(5a)，以及/n将所述侧向冲洗通道连接至所述头部部分(2)的圆周(2a)的第二部分(5b)，/n其中所述第一部分(5a)沿冲洗流体流动方向相对于所述第二部分(5b)朝向所述端面(2b)倾斜，相对应地，所述第二部分(5b)沿冲洗流体流动方向相对于所述第一部分(5a)朝向所述柄部部分(3)倾斜，/n其中所述钻头(1)包括彼此成角度地分离的多个侧向冲洗通道(5)，并且/n对应于每个侧向冲洗通道(5)，所述钻头进一步包括至少两个端面冲洗通道(6)，所述至少两个端面冲洗通道(6)优选地经由所述侧向冲洗通道(5)在所述中心冲洗通道(4)与所述端面(2b)之间延伸，/n其特征在于，对应于相应的侧向冲洗通道(5)的所述至少两个端面冲洗通道(6)在所述端面(2b)上定位于与所述相应的侧向冲洗通道相对应的扇区内，所述扇区由对应于其它侧向冲洗通道(5)的一个或多个相邻的扇区界定。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170301 FI 201751891.一种用于冲击钻探的钻头(1)，包括：
具有圆周(2a)和端面(2b)的头部部分(2)，所述端面被布置成用于接收多个插入件；
从所述头部部分的与所述端面相对的一侧纵向地延伸的柄部部分(3)，所述柄部部分被布置成用于以传递旋转和冲击的方式将所述钻头(1)联接至钻柱；
中心冲洗通道(4)，其纵向地延伸通过所述柄部部分(3)并且在所述头部部分(2)内纵向地延伸一定的距离，以及
侧向冲洗通道(5)，其从所述中心冲洗通道(4)延伸至所述头部部分(2)的圆周(2a)，其中所述侧向冲洗通道(5)包括：
将所述侧向冲洗通道连接至所述中心冲洗通道(4)的第一部分(5a)，以及
将所述侧向冲洗通道连接至所述头部部分(2)的圆周(2a)的第二部分(5b)，
其中所述第一部分(5a)沿冲洗流体流动方向相对于所述第二部分(5b)朝向所述端面(2b)倾斜，相对应地，所述第二部分(5b)沿冲洗流体流动方向相对于所述第一部分(5a)朝向所述柄部部分(3)倾斜，
其中所述钻头(1)包括彼此成角度地分离的多个侧向冲洗通道(5)，并且
对应于每个侧向冲洗通道(5)，所述钻头进一步包括至少两个端面冲洗通道(6)，所述至少两个端面冲洗通道(6)优选地经由所述侧向冲洗通道(5)在所述中心冲洗通道(4)与所述端面(2b)之间延伸，
其特征在于，对应于相应的侧向冲洗通道(5)的所述至少两个端面冲洗通道(6)在所述端面(2b)上定位于与所述相应的侧向冲洗通道相对应的扇区内，所述扇区由对应于其它侧向冲洗通道(5)的一个或多个相邻的扇区界定。


2.一种用于冲击钻探的钻头(1)，其特征在于：
所述第一部分(5a)在横向于所述中心冲洗通道(4)的方向与平行于所述中心冲洗通道(4)的方向之间被朝向端面(2b)定向，以及
所述第二部分(5b)被朝向所述柄部部分(3)定向。


3.根据权利要求2所述的钻头(1)，其特征在于，所述第一部分(5a)被沿横向于所述中心冲洗通道(4)的方向定向。


4.根据权利要求2所述的钻头(...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯·科特，安蒂·莱诺，
申请(专利权)人：罗比特欧意有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI