带有弯曲的泥浆沟槽的钻头制造技术

一种冲击式钻头，具有头部和轴向向后的裙部。多个肋在所述裙部处径向向外凸出并限定纵长延伸的通道。所述肋和所述通道在所述纵长方向上弯曲或成角度，以偏离所述钻头的纵向轴线，从而便于细屑和冲洗流体的向后输送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有弯曲的泥浆沟槽的钻头
本专利技术涉及一种岩石钻头，并且特别地是但非排它地是，涉及一种冲击式岩石钻头，其具有头部和轴向向后的裙部，纵长肋沿该裙部径向向外凸出，以限定被构造用于流体和切削下来的岩石的轴向向后输送的泥浆通道。
技术介绍
冲击式钻头被广泛用于在坚硬的岩石中钻出相对较浅的孔以及用于形成深的钻孔。对于后一种应用，通常使用钻柱，其中随着孔深度的增加，多个钻杆经由螺纹接头首尾联接。地面机器可操作以将组合的冲击和旋转驱动运动传递到钻柱的上端，同时定位于下端处的钻头可操作以破碎岩石并形成钻孔。WO2006/033606公开了一种典型的钻头，其包括安装多个硬切削刀片的钻头部，通常称为球齿。这种球齿包括碳化物基材料，以提高钻头的寿命。流体通常通过钻柱冲洗，并经由钻头部中的孔在钻孔的底部处离开，以冲洗来自钻孔区域的岩屑，从而围绕钻柱的外部向后输送。钻头钻入到岩石中的有效性取决于岩石碎片从切削区域的向后输送。与冲洗流体结合的切削下来的岩石通常形成泥浆，并且重要的是，在切削期间，所述泥浆被向后输送，以避免岩石的再破碎和钻头使用寿命的对应缩短。此外，除了增加钻头抽出期间钻孔可能坍塌的风险之外，未被输送的泥浆还起到堵塞孔和抑制钻头的轴向向后抽出的作用。因此，需要一种钻头来解决这些问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钻头，特别是冲击式岩石钻头，以有利于来自钻孔的向前的切削区域的通常为泥浆形式的冲洗流体和切削下来的岩石的轴向向后输送。本专利技术的另一个目的是提供一种钻头，其将岩石碎片的不必要的再破碎或磨削最小化，以便延长钻头的使用寿命。本专利技术的又一个目的是提供一种钻头，以有利于在向前钻孔之后的向后抽出，并在钻柱和钻头被向后抽出时防止钻孔坍塌。这些目的通过提供一种钻头来实现，该钻头具有从切削头部轴向向后延伸的裙部，该裙部包括泥浆沟槽，该泥浆沟槽特别适于在钻头轴向向前钻孔和轴向向后抽出期间轴向向后输送岩石碎屑和冲洗流体两者。裙部处的泥浆沟槽由轴向延伸的肋限定，这些轴向延伸的肋在肋的纵长方向上在钻头头部和裙部的轴向最靠后的部分之间相对于钻头的纵向轴线弯折或弯曲，以便倾斜于纵向轴线排列。也就是说，限定泥浆沟槽(本文中称为通道)的肋具有长度分量，该长度分量可以被认为是偏转的，以便在周向方向上围绕轴线偏离。可选地是，肋和通道的纵长路径围绕轴线可以是螺旋形的。根据本专利技术的第一方面，提供了一种钻头，包括：头部，该头部具有切削元件，以通过钻头绕其纵向轴线旋转来磨削岩石；裙部，该裙部从头部轴向向后延伸；多个肋，所述多个肋径向向外凸出并沿裙部轴向延伸，以限定轴向延伸的通道，所述肋和通道各自均具有在头部和裙部的轴向后端之间的方向上轴向延伸的长度；其特征在于：在纵长方向上，肋和通道的至少一部分是弯折的或弯曲的，使得所述肋或通道的所述纵长部分倾斜于纵向轴线。肋和通道包括沿周向方向排列的对应宽度和沿径向方向延伸的深度。宽度和深度沿着肋和通道的长度可以是均匀的，或者可以是不均匀的。然而，在宽度和深度有任何变化的情况下，肋和通道在头部和裙部的轴向最靠后的部分之间的方向上沿着裙部的纵长路径与纵向轴线不平行，即倾斜于该纵向轴线，以便至少在一定程度上围绕轴线在周向方向上延伸。在本说明书中提到的肋或通道倾斜于纵向轴线涵盖：肋和通道在其长度的至少一部分上不平行于钻头的纵向轴线排列。肋或通道相对于轴线的定向包括每个肋大致由前导面、前导边缘、棱面、尾部边缘和尾部面限定的大致定向。这些面和边缘可以是线性的或弯曲的，但重要的是，至少一些或全部(在它们各自的轴向长度的至少一部分上)不平行于纵轴排列。可选地是，肋和通道的倾斜于纵向轴线的所述部分定位于裙部的轴向后部处。可选地是，肋和通道的轴向前部大致平行于纵向轴线排列。线性轴向前部有效地提供切削下来的岩石和冲洗流体的即刻向后输送，同时肋和通道的倾斜排列的轴向后部有效地促使泥浆沿着螺旋或旋流路径从钻头向后在钻柱的外表面上行进。可选地是，轴向后部在头部的轴向最靠后的区域和裙部的轴向后端之间延伸裙部长度的高达20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。优选地是，轴向后部在裙部的大部分长度上延伸。优选地是，轴向后部在头部的轴向最靠后的区域和裙部的轴向后端之间在裙部长度的30％至80％、40％至80％、50％至80％或50％至70％上延伸。可选地是，肋和通道的所述纵长部分至少部分围绕轴线是螺旋形的。这种排列有效地提供了沿钻孔轴向向后的非线性泥浆流动，并避免了钻头在抽出期间被卡住。优选地是，每个肋包括由径向向外面向的棱面分开的前导面和尾部面，所述前导面和尾部面至少部分地限定所述通道。任何通道内的从前导面到尾部面的过渡均可以在每个通道的凹槽区域上连续弯曲。优选地是，在纵长方向上，肋的前导面和尾部面两者都围绕轴线在相同的周向方向上弯折或弯曲，以便倾斜于纵向轴线排列。这种布置结构有效地将冲洗流体和切削下来的岩石适当地引导到可以被认为是钻柱外表面上的螺旋或旋流路径中。优选地是，在纵长方向上，在棱面和相应的前导面和尾部面之间的连结处的肋的前导边缘和尾部边缘的至少一部分是弯折的或弯曲的，以便倾斜于纵向轴线排列。优选地是，前导边缘和尾部边缘的倾斜于纵向轴线的所述部分定位于裙部的轴向后部处。优选地是，在垂直于纵向轴线的横截面处，前导面大致垂直于钻头围绕纵向轴线的旋转方向排列。这种构造有利于在孔内引起泥浆沿周向方向(近似螺旋流动路径)流动。可选地是，在垂直于纵向轴线的横截面中，尾部面横向于钻头的旋转方向和/或倾斜于前导面排列。可选地是，肋弯折或弯曲使得它们的长度在周向方向上偏离的角度相对于纵向轴线在1°至20°、1°至18°、1°至16°、1°至14°、1°至12°、2°至12°、3°至10°、3°至8°或4°至6°的范围内。肋的这种倾斜排列通过适当地引导冲洗流体和切削下来的岩石轴向向后离开钻头而有效地防止了钻头在抽出期间被卡住。优选地是，钻头还包括内孔和通路，该通路从孔的前端轴向延伸，以在头部的前切削面处作为开口出现，至少其中的一些通道与开口连通地沿着头部轴向延伸。可选地是，大约一半的通道被设置成与切削面处的开口连通。优选地是，切削元件包括嵌入到头部中的切削球齿。根据常规布置结构，切削球齿可以由超硬碳化物材料形成。将可以理解的是，除了切削头部处不同的切削球齿分布之外，本专利技术的钻头可以包括任何头部结构。优选地是，切削球齿包括设置在切削面处的保径球齿、中间球齿和径向内部球齿。附图说明现在将仅通过示例并参考附图来描述本专利技术的具体实施方式，在附图中：图1是根据本专利技术具体实施方式的冲击式钻头的从上方看的透视图；图2是图1的钻头的侧视透视图；图3是图2的钻头的从下方看的透视图；图4是图3的钻头的后端透视图；并且图5是图3的钻头的横截面透视图。具体实施方式参考图1至图3，冲击式钻头10包括切削头部11，伸长裙部12从切削头部11轴向向后延伸。头部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻头(10)，包括：/n头部(11)，所述头部(11)具有切削元件(14a，14b)，以通过所述钻头(10)围绕其纵向轴线(19)的旋转来磨削岩石；/n裙部(12)，所述裙部(12)从所述头部(11)轴向向后延伸；/n多个肋(17)，所述多个肋(17)径向向外凸出并沿所述裙部(12)轴向延伸，以限定轴向延伸的通道(18a、18b)，所述肋和所述通道各自均具有沿在所述头部(11)和所述裙部(12)的轴向后端(12e)之间的方向轴向延伸的长度；/n其特征在于：/n在所述纵长方向上，所述肋(17)和所述通道(18a、18b)的至少一部分弯折或弯曲，使得所述肋(17)或所述通道(18a、18b)的所述纵长部分倾斜于所述纵向轴线。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180830 EP 18191621.41.一种钻头(10)，包括：
头部(11)，所述头部(11)具有切削元件(14a，14b)，以通过所述钻头(10)围绕其纵向轴线(19)的旋转来磨削岩石；
裙部(12)，所述裙部(12)从所述头部(11)轴向向后延伸；
多个肋(17)，所述多个肋(17)径向向外凸出并沿所述裙部(12)轴向延伸，以限定轴向延伸的通道(18a、18b)，所述肋和所述通道各自均具有沿在所述头部(11)和所述裙部(12)的轴向后端(12e)之间的方向轴向延伸的长度；
其特征在于：
在所述纵长方向上，所述肋(17)和所述通道(18a、18b)的至少一部分弯折或弯曲，使得所述肋(17)或所述通道(18a、18b)的所述纵长部分倾斜于所述纵向轴线。


2.根据权利要求1所述的钻头，其中，所述肋(17)和所述通道(18a、18b)的倾斜于所述纵向轴线(19)的所述部分定位于所述裙部(12)的轴向后部处。


3.根据权利要求2所述的钻头，其中，所述肋(17)和所述通道(18a、18b)的轴向前部大致平行于所述纵向轴线(19)排列。


4.根据权利要求2或3所述的钻头，其中，所述轴向后部在所述头部(11)的轴向最靠后的区域(12d)和所述裙部(12)的所述轴向后端(12e)之间延伸所述裙部的长度的高达20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的钻头，其中，所述肋和所述通道的所述纵长部分围绕所述轴线(19)是至少部分螺旋形的。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的钻头，其中，每个肋包括由径向向外面向的棱面(23)分开的前导面(20)和尾部面(25)，所述前导面(20)和所述尾部面(25)至少部分地限定所述通道(18a、18b)。


7.根据权利要求5所述的钻头，其中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·哈马尔格伦，大卫·维克斯特勒默，
申请(专利权)人：山特维克矿山工程机械工具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE