用于钻土和其他硬质材料的钻头制造技术

一种用于穿过土钻孔的钻头组件，该钻头包括：钻头主体，沿钻头主体的纵向轴线在第一端和第二端之间延伸，连接装置定位在钻头主体的第一端，用于将钻头主体结合到旋转轴，以向钻头主体提供旋转扭矩；切割头，其包括前尖端部分和尾部接收部分，前尖端部分用于切入土，该尾部接收部分用于在由接收部分限定的内腔中接收钻头主体的第二端，以允许切割头可去除地结合至钻头主体的第二端；保持装置，以将钻头主体的第二端保持在切割尖端的接收部分中。主体的第二端保持在切割尖端的接收部分中。主体的第二端保持在切割尖端的接收部分中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钻土和其他硬质材料的钻头


[0001]本专利技术涉及用于钻穿土、混凝土和其他硬质材料的钻头。

技术介绍

[0002]对现有技术的方法、装置或文件的任何参考文件均不应被视为构成它们形成或构成公知常识的一部分的任何证据或认可。
[0003]专用钻头用于在各种目的中钻探井眼、井孔和土中的其他孔，包括水井、油气井、注入井、地热井、监测井、采矿中使用的孔等。这些钻头有两种常见类型：圆锥滚子钻头和固定切割器钻头。
[0004]通常通过将钻头附接或联接至旋转钻头的装置来钻探地球上的井眼和其他孔。钻头可直接附接到由电动机、发动机、驱动器或其他提供扭矩以旋转钻头的装置旋转的轴上。例如，在石油和天然气钻探中，钻头通常联接到钻柱的下端，而钻柱的下端又在上端处联接到地面上的电动机或驱动器，电动机或驱动器一起旋转钻柱和钻头。钻柱通常包括若干元件，这些元件可以包括特殊的井下马达，该马达配置成提供附加的或者如果没有提供地面马达或驱动器，则是转动钻头的唯一手段。
[0005]固定切割器钻头通常包括多个切割器，例如非常耐用的多晶金刚石复合片(PDC)切割器、碳化钨切割器、天然或合成金刚石或它们的组合。这些钻头被称为固定切割器钻头，因为它们采用定位在选定位置或随机分布的一个或多个固定刀片上的切割元件。固定的切割器在地层上滑动，以通过剪切操作去除岩石。通过各种改进，与制造固定切割器的较高的前期成本相比，固定切割器的耐用性已得到充分提高，以使其在钻孔过程中在节省时间方面具有成本效益。
[0006]需要具有成本效益且坚固的钻头，其能够更好地钻穿各种天然和/或人造地层或物体，包括土、钢、铝、混凝土、铸铁和其他硬质材料。还希望提供一种易于维修的钻头。

技术实现思路

[0007]在一个方面，本专利技术提供了一种用于穿过土钻孔的钻头组件，该钻头包括：
[0008]钻头主体，沿钻头主体的纵向轴线在第一端和第二端之间延伸，连接装置定位在钻头主体的第一端，用于将钻头主体联接到旋转轴，以向钻头主体提供旋转扭矩；
[0009]切割头，其包括前尖端部分和尾部接收部分，前尖端部分用于切入土，该尾部接收部分用于在由接收部分限定的内腔中接收钻头主体的第二端，以允许切割头可去除地联接至钻头主体的第二端；以及
[0010]保持装置，以将钻头主体的第二端保持在切割头的接收部分中。
[0011]在实施例中，钻头主体包括沿钻头主体的外壁定位的限位构件，以限制切割头的接收部分朝向钻头主体的第一端的轴向运动，从而接合保持装置。在实施例中，限位构件可以被成形为周向形成的限位构件，以与切割头的接收部分接合并限制轴向运动。
[0012]在实施例中，连接装置包括在钻头主体的第一端处或邻近钻头主体的第一端沿着
外壁部分设置的螺旋螺纹，以将钻头主体联接至旋转轴，以向钻头主体提供旋转扭矩。
[0013]在实施例中，切割头的尖端部分包括多晶金刚石复合片(PDC)材料。
[0014]在实施例中，钻头主体还包括沿钻头主体的纵向轴线从第一端延伸至第二端的孔，提供该孔以将润滑剂输送到钻头主体的第二端。
[0015]在实施例中，钻头主体的第二端包括润滑剂释放装置，以将润滑剂释放到切割尖端的内腔中，从而润滑钻头主体的第二端的轴承表面和切割尖端的内部轴承表面。
[0016]在实施例中，钻头组件还包括：定位在钻头主体的第一端处的填充润滑剂接头；以及定位在钻头主体的第二端处的释放接头。
[0017]在实施例中，保持装置还包括开口环构件，其中开口环构件的内部适于定位并接合在沿钻头主体的外壁设置的凹槽中，以及开口环的外部适于接合沿切割头的接收部分的内壁设置的内凹槽。
[0018]在实施例中，开口环包括不联接的第一和第二周向端点。
[0019]切割头可通过在切割头和钻头主体之间进行相对轴向运动而被推入配合到钻头主体中，使得切割头的接收部分接收钻头主体的第二端，并且轴向运动导致切割头中的内凹槽定位成与开口环接合，从而导致钻头主体的第二端保持在切割头的接收部分中。
[0020]在可选实施例中，保持装置包括制动组件，该制动组件用于可拆卸地互锁切割头和钻头主体。
[0021]在实施例中，制动组件包括：
[0022]制动凹槽，其沿着接收部分的内壁定位，该内壁限定用于接收钻头主体的第二端的内腔；
[0023]制动件，沿钻头主体的外壁在钻头主体的第二端处或邻近钻头主体的第二端提供制动件；
[0024]其中，切割头的接收部分朝向钻头主体的第一端的轴向运动导致制动件接合和保持在制动凹槽内。
[0025]在实施例中，钻头主体包括中空通道，用于接收形成保持装置的部分的弹簧加载销构件。
[0026]在实施例中，销构件被弹簧构件偏压以朝向钻头主体的第一端运动。
[0027]在实施例中，钻头组件还包括盖构件，以将销构件保持在钻头主体的中空通道内并限制销构件在朝向着钻头主体的第一端的方向上的运动。
[0028]在实施例中，销构件包括：
[0029]头部，适于定位为邻近钻头主体的第一端；
[0030]尾部，适于定位为邻近钻头主体的第二端；和
[0031]销主体部分，在销构件的头部和尾部之间延伸。
[0032]在实施例中，尾部比销主体部分窄，以在销构件的尾部的外壁与钻头主体的限定中空腔的内壁之间接收弹性构件(例如螺旋弹簧)。
[0033]在实施例中，弹性构件推压销主体部分的肩部以在销构件上施加弹性偏压。
[0034]在实施例中，钻头主体的中空腔包括朝向第二端延伸的较窄的喉部，并且其中，通过抵抗弹性构件的弹性偏压而施加力而导致销构件朝向钻头主体的第二端的轴向运动导致通过松开保持装置使切割头与钻头主体分开。
[0035]在实施例中，销构件包括定位在销主体上的凹口，使得销构件朝向钻头主体中的第二端的轴向运动导致凹口轴向移位并定位成邻近制动组件，从而允许制动件接收在凹口中并从切割体的制动孔中释放出来。
[0036]在实施例中，切割头相对于钻头主体可运动地安装。优选地，切割头相对于钻头主体可旋转地安装。
附图说明
[0037]本专利技术的优选特征、实施方式和变型可以从以下详细说明中看出，该详细说明为本领域技术人员提供了足够的信息来实施本专利技术。该详细描述不应被视为以任何方式限制前述
技术实现思路
的范围。详细说明将参考以下多个附图：
[0038]图1是以联接配置示出的根据第一实施例的钻头组件100的透视图。
[0039]图2是处于联接配置的钻头组件100的侧视图。
[0040]图3是处于联接配置的钻头组件100的截面图。
[0041]图4是处于未联接配置的钻头组件100的分解透视图。
[0042]图5是处于未联接配置的钻头组件100的分解侧视图。
[0043]图6是处于未联接配置的根据第二实施例的钻头组件200的分解透视图。
[0044]图7是示出为联接配置的钻头组件200的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于穿过土钻孔的钻头组件，所述钻头包括：钻头主体，沿所述钻头主体的纵向轴线在第一端和第二端之间延伸，连接装置设置在所述钻头主体的所述第一端处，用于将所述钻头主体结合到旋转轴，以向所述钻头主体提供旋转扭矩；切割头，其包括前尖端部分和尾部接收部分，所述前尖端部分用于切入土中，所述尾部接收部分用于在由所述接收部分限定的内腔中接收所述钻头主体的所述第二端，以允许所述切割头可去除地结合至所述钻头主体的所述第二端；以及保持装置，以将所述钻头主体的所述第二端保持在所述切割头的所述接收部分中。2.根据权利要求1所述的钻头组件，其中，所述钻头主体包括沿所述钻头主体的外壁设置的限位构件，以限制所述切割头的接收部分朝向所述钻头主体的第一端的轴向运动。3.根据前述权利要求任一项所述的钻头组件，其中，所述连接装置包括在所述钻头主体的第一端处或邻近所述钻头主体的第一端沿着位于外壁部分提供的一个或多个螺旋螺纹，以将所述钻头主体结合至旋转轴，以向所述钻头主体提供旋转扭矩。4.根据前述权利要求任一项所述的钻头组件，其中，所述切割头的尖端部分包括多晶金刚石复合片(PDC)材料。5.根据前述权利要求任一项所述的钻头组件，还包括沿所述钻头主体的纵向轴线从所述第一端延伸至所述第二端的孔，所述孔的提供用于将润滑剂输送到所述钻头主体的第二端。6.根据权利要求5所述的钻头组件，其中，所述钻头主体的第二端包括润滑剂释放装置，以将润滑剂释放到切割尖端的内腔中，从而润滑所述钻头主体的第二端的轴承表面和所述切割尖端的腔的内表面。7.根据权利要求5或6所述的钻头组件，还包括：设置在所述钻头主体的第一端处的填充润滑剂接头；以及设置在所述钻头主体的第二端处的释放接头。8.根据前述权利要求任一项所述的钻头组件，其中，所述保持装置还包括开口环构件，其中，所述开口环构件的内部适于容纳并啮合在凹槽中，所述凹槽沿着邻近所述钻头主体的第二端的外壁提供，以及所述开口环的外部适于结合于沿所述切割头的接收部分的内壁提供的内凹槽。9.根据权利要求8所述的钻头组件，其中，所述开口环包括不连接的第一和第二周向端点。10.根据权利要求8或9所述的钻头组件，其中，所述切割头能够通过在所述切割头和所述钻头主体之间进行相对轴向运动而被推入配合到所述钻头主体中，使得所述切割头的接收部分接收所述钻头主体的第二端，并且所述轴向运动导致所述切割头中的内凹槽被设置为与所述开口环啮合，从而导致所述钻头主体的第二端保持在所述切割头的接收部分中。11.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：南绅，
申请(专利权)人：阿特拉钻孔技术有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：