一种分级式破岩硬岩滚刀钻头制造技术

本发明专利技术提供了一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，包括钻头本体，钻头本体的工作端设有由内到外具有高度差的二级刀盘以及一级刀盘，一级刀盘、二级刀盘的后端分别连接不同频率的钻具系统用于实现分频钻进，一级刀盘、二级刀盘的前端分别用于连接刀座以及滚刀，钻头本体的工作端的外周设有补浆装置，一级刀盘上设有吸浆装置。本发明专利技术由于一级刀盘超前二级刀盘，这样在钻进过程中，会形成具有高差的大小孔，小孔在下，大孔在上，这样使大小钻孔间增加自由面有利于钻头破岩。另外，本发明专利技术的刀盘分级式设计在钻进过程中起到稳定作用，可有效提高转数，提高滚刀破岩频次，同时有利于钻渣的吸收。

【技术实现步骤摘要】
一种分级式破岩硬岩滚刀钻头
本专利技术涉及钻井施工
，特别涉及一种分级式破岩硬岩滚刀钻头。
技术介绍
随着我国综合实力的提升，基建市场得到迅猛发展，大型桥梁硬岩桩基直径不断扩大，钻井设备能力也随着科技的发展和我国机加工能力的提高而不断提升，钻头作为钻井法施工的核心部件，其合理的结构设计能有效提升钻进效率，降低施工成本，具有十分重要的地位。目前，钻井法施工技术取得很大进步，但是在大直径硬岩地层钻井施工中仍存在钻进效率低、施工工期长的缺点。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术旨在提出一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，通过合理设计钻头结构，有效提高了钻进效率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的工作端设有由内到外具有高度差的二级刀盘以及一级刀盘，所述一级刀盘、二级刀盘的后端分别连接不同频率的钻具系统用于实现分频钻进，一级刀盘、二级刀盘的前端分别用于连接刀座以及滚刀，所述钻头本体的工作端的外周设有补浆装置，所述一级刀盘上设有吸浆装置。进一步的，所述一级刀盘为异性结构，装滚刀后切割断面为浅″U″型。进一步的，所述二级刀盘为平底结构，装滚刀后切割断面为浅″V″型，还包括滚刀座垫板，所述滚刀座垫板安装于二级刀盘上用于调整滚刀高度。进一步的，所述吸浆装置为按距离一级刀盘中心远近设置的用于吸收钻渣浆的内吸收管以及外吸收管，所述内吸收管以及外吸收管均与钻头本体内的上承载筒以及中承载筒内的主吸收管相连通。进一步的，所述补浆装置包括设置于外导向筒内的锥形导板、补浆通道以及工作面的引流板，所述锥形导板、补浆通道以及引流板用于将泥浆导向钻进工作端。进一步的，所述钻头本体的输入端设有连接法兰，所述连接法兰用于钻头本体与上部的钻具系统相连接，所述连接方式为螺栓连接，所述钻头本体内可拆卸安装有圆柱配重块，所述钻头本体内设有下传扭法盘，所述下传扭法盘与连接法兰通过第一连接筋板连接，所述钻头本体的侧面设有若干斜向设置的耐磨保径条，所述钻头本体的内部均匀设置有若干第二连接筋板用于增强钻头本体的结构强度并形成整体结构。进一步的，所述一级刀盘、二级刀盘的环向各均匀设有4把外圈边刀座。进一步的，所述一级刀盘、二级刀盘各设置有两把过渡刀座及两把正刀座。进一步的，所述一级刀盘的中心设有一对0度中心刀座，0度中心刀座的四周间隔分布有4把主刀座。进一步的，所述一级刀盘与二级刀盘之间通过内、外的第一下承载筒、第二下承载筒连接且一级刀盘与二级刀盘形成350mm高差，所述一级刀盘、二级刀盘装滚刀后切割断面高差115mm。有益效果：1、由于一级刀盘超前二级刀盘，这样在钻进过程中，会形成具有115mm高差的大小孔，小孔在下，大孔在上，这样使大小钻孔间增加自由面有利于钻头破岩。2、刀盘分级式设计在钻进过程中起到稳定作用，可有效提高转数，提高滚刀破岩频次，同时有利于钻渣的吸收。3、一级刀盘滚刀浅″U″型结构起到钻孔防偏作用、二级刀盘装滚刀后切割断面浅″V″型结构有利于破岩和钻渣吸收。4、拆装式圆柱状配重大大提高钻头重量，满足破岩需求，同时在汽车运输中避免钻头过重超载。5、补浆管道和底部引流板能有效把泥浆引流至滚刀切割作业面，提高洗井能力，6、内、外双吸收管设计能有效对孔底滚刀破除的岩块进行有效吸收，达到快速钻进目的，7、斜向耐磨保径条可有效预防钻头磨损变形同时起到导流泥浆作用。本专利技术通过上述设计实现了提高钻进效率，降低施工成本，缩短施工工期的目的。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头(未装刀座以及滚刀)的剖视图；图2为本专利技术实施例所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头(未装刀座以及滚刀)的侧面结构示意图；图3为本专利技术实施例所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头的后端俯视图；图4为本专利技术实施例所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头的工作端俯视图；图5为本专利技术实施例所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头的侧面结构示意图；图6为本专利技术实施例所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头的一级刀盘与二级刀盘结构示意图；图7为应用本专利技术实施例所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头进行钻进后的破岩孔底岩层形状示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术专利实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术专利保护的范围。需要说明，若本专利技术专利实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术专利实施例中有涉及″第一″、″第二″等的描述，则该″第一″、″第二″等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的″和/或″的含义，包括三个并列的方案，以″A和/或B″为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，″多个″指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在专利技术专利要求的保护范围之内。实施例1参见图1-7：一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的工作端设有由内到外具有高度差的二级刀盘12以及一级刀盘13，所述一级刀盘13、二级刀盘12的后端分别连接不同频率的钻具系统用于实现分频钻进，一级刀盘13、二级刀盘12的前端分别用于连接刀座以及滚刀26，所述钻头本体的工作端的外周设有补浆装置，所述一级刀盘13上设有吸浆装置。本实施例的一级刀盘由于超前二级刀盘，这样在钻进过程中，会形成具有115mm高差的大小孔，小孔在下，大孔在上，这样使大小钻孔间增加自由面有利于钻头破岩，另外，由于一级刀盘在内侧进行钻进，二级刀盘在外侧进行钻进时会更加顺利，提高钻进效率；其次，一级刀盘和二级刀盘可以连接不同频率的钻具系统，因此可以实现一级刀盘和二级刀盘不同的转速，同时分级式设计在钻进过程中起到稳定作用，可有效提高转数，提高滚刀破岩频次，而且当二级刀盘的转速可以设置的大于一级刀盘的转速，钻渣浆向中心靠拢，从而有利于钻渣的吸收。在一具体的实例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，其特征在于，包括钻头本体，所述钻头本体的工作端设有由内到外具有高度差的二级刀盘(12)以及一级刀盘(13)，所述一级刀盘(13)、二级刀盘(12)的后端分别连接不同频率的钻具系统用于实现分频钻进，一级刀盘(13)、二级刀盘(12)的前端分别用于连接刀座以及滚刀(26)，所述钻头本体的工作端的外周设有补浆装置，所述一级刀盘(13)上设有吸浆装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，其特征在于，包括钻头本体，所述钻头本体的工作端设有由内到外具有高度差的二级刀盘(12)以及一级刀盘(13)，所述一级刀盘(13)、二级刀盘(12)的后端分别连接不同频率的钻具系统用于实现分频钻进，一级刀盘(13)、二级刀盘(12)的前端分别用于连接刀座以及滚刀(26)，所述钻头本体的工作端的外周设有补浆装置，所述一级刀盘(13)上设有吸浆装置。


2.根据权利要求1所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头，其特征在于，所述一级刀盘(13)为异性结构，装滚刀后切割断面为浅″U″型。


3.根据权利要求1所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头，其特征在于，还包括滚刀座垫板(18)，所述二级刀盘(12)为平底结构，装滚刀(26)后切割断面为浅″V″型，所述滚刀座垫板(18)安装于二级刀盘上用于调整滚刀(26)高度。


4.根据权利要求1所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头，其特征在于，所述吸浆装置为按距离一级刀盘(13)中心远近设置的用于吸收钻渣浆的内吸收管(16)以及外吸收管(14)，所述内吸收管(16)以及外吸收管(14)均与钻头本体内的上承载筒(2)以及中承载筒(7)内的主吸收管(3)相连通。


5.根据权利要求1所述的分级式破岩硬岩滚刀钻头，其特征在于，所述补浆装置包括设置于外导向筒(8)内的锥形导板(6)、补浆通道(10)以及工作面的引流板(11)，所述锥形导板(6)、补浆通道(10)以及引流板(11)用于将泥浆导向钻进工作端。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，冯金亮，李新利，刘峰，刘伟军，王宗金，晏中俊，李奕，魏奎，赵明河，田月祥，郭厚才，周立亮，
申请(专利权)人：中煤特殊凿井有限责任公司，中煤第三建设集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34