用于冲击钻凿的岩钻头制造技术

本公开涉及一种岩钻头14，该岩钻头14用于冲击钻凿锤11，并且被定位在该锤的切削端处。头部19；伸长的柄部17，该伸长的柄部17在所述钻头14的前端处连接到该头部19；头部

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冲击钻凿的岩钻头


[0001]本公开涉及一种在冲击潜孔钻凿组件中使用的岩钻头。更具体地是，本公开涉及被设计成由于在钻头头部
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柄部过渡区域中减少的应力而具有更长寿命的岩钻头。

技术介绍

[0002]潜孔(DTH)冲击钻凿涉及一种将冲击和旋转相结合的方法。经由钻凿管将加压流体供应到处在钻孔的底部处的钻头。该流体有双重作用，其不仅用于驱动锤钻凿动作，而且还用于将由于切削动作而产生的破碎的碎片向后冲洗。通常，DTH冲击钻凿组件或者锤钻头组件包括壳体，该壳体在顶部接头和可拆卸地联接到驱动接头的钻头之间延伸。往复式的流体驱动的冲击装置或活塞被布置在该壳体的内部。在该活塞的两端处均是作业室，即，顶部作业室和底部作业室，在作业室中根据活塞的作业循环而排出流体。传统的DTH钻机还包括由柄部、钻头头部和冲洗孔组成的钻头组件，其中该钻头头部进一步包括在面向钻孔的表面上的球齿，该冲洗孔允许破碎的碎片被立即移走，使得该球齿在每一次冲击时都击打新的坚硬的岩石表面。通常，在柄部和钻头头部之间的角度(也被知晓为钻头头部
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柄部过渡角度)是90度。通常，钻头头部
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柄部过渡区域在钻凿操作期间经受应力。但是，尤其是对于中心孔是盲孔或者中心孔在轴向向前端处闭合的钻头来说，由于冲洗孔通常与过渡区域交叉，因此在钻头头部
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柄部过渡区域中的应力增大，从而产生应力集中区。在US3346060、US4051912、US4716976和US6789632中公开了传统冲击钻头的实例。在冲击期间，由于在盲孔钻头中的冲洗孔的位置，因此在头部
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柄部过渡区域中生成了应力波能量，从而导致钻头过早失效。由于在头部
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柄部过渡区域上施加的应力所导致的钻头寿命减少是在DTH锤中的常用的盲孔钻头组件的一个主要缺点。
[0003]因此，存在对于一种坚固耐用、紧凑且结构简单的钻头的需求，该钻头解决了由于在钻头头部
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柄部过渡区域上的高应力而导致的钻头寿命减少的问题，而且该钻头还展现出良好的钻凿效率。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是克服或者至少减少以上问题。
[0005]本公开的一个目的是提供一种具有长寿命的坚固耐用的岩钻头。本公开的进一步的目的是提供一种适于承受高应力尤其是在钻头
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头部过渡区域产生的高应力的岩钻头。本公开的又一个目的是提供一种利用钻头本体作为潜孔锤的底部作业室的岩钻头。本公开的另一目的是提供一种被大幅简化但非常高效的冲击钻凿工具。
[0006]通过提供一种岩钻头实现了这些目的，该岩钻头具体被构造用以承受在钻凿操作期间尤其是在钻头头部
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柄部过渡区域中生成的高应力波能量。根据本公开的第一实施例，提供了一种用于冲击钻凿锤的岩钻头，该岩钻头被定位在锤的切削端处，并且包括头部、伸长的柄部、头部
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柄部过渡区域、砧部、多个球齿和用于流体的多个冲洗通路，其中该伸长的柄部在前端处或者在该柄部的轴向向前端处连接到该头部，在该头部
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柄部过渡区域处，该
头部连接到该柄部，该砧部处在该柄部的轴向向后端处，用于接收活塞的冲击，该多个球齿被设置在该头部的前面处，并被构造用以接合在预期的钻凿方向上待破碎的材料，该多个冲洗通路延伸通过该头部并且在该头部的前面处具有至少一个开口。该岩钻头通过以下特性特征解决了在钻头头部
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柄部过渡区域上的应力增大的上述问题，该特性特征是：在该头部
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柄部过渡区域处，该头部和该柄部之间形成的角度大于100度。优选地是，该角度可能在100度和160度之间。更优选地是，该角度可能在110度和130度之间。在该钻头头部
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柄部过渡区域中具有大于100度的角度的优点是，该种构造极大地减少了该钻头头部
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柄部过渡区域在钻凿期间所遭受的应力。减少的应力保持了该岩钻头的强度，从而确保岩钻头具有比平均值更长的寿命。这减少了用于钻凿组件的维护费用，因为该岩钻头不必频繁地更换。进一步，也减少了装备的停机时间，因为现在减少了钻头的更换次数。
[0007]钻头头部和柄部过渡之间的角度的这种独特特征的另一个优点是，该种构造在钻头中形成锥形表面，以传递进给力。该锥形表面呈现出下列优点。在操作期间，它精确地引导钻头并且增加用于进给力传递的接触表面，因此减少在该钻头头部
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柄部过渡区域中的表面压力或者应力。
[0008]根据本公开的第二实施例，在钻头的中心处的内部孔在该柄部的前端处或在该柄部的轴向向前处闭合并且在后端处朝向活塞打开。在该岩钻头中的内部盲孔被构造用以组成锤的底部作业室的一部分。由于该钻头的中心不像在传统钻头中那样用于冲洗，因此该体积可被用作用于锤的作业室。该种构造的优点是，使得锤更紧凑。
[0009]可选地是，在钻头头部和柄部之间的角度大于100度的特征将会提高钻头的强度，在该钻头中，在中心处的内部孔在柄部的前端处闭合并且在后端处朝向活塞打开。这些盲孔钻头在钻头头部
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柄部过渡区域中由于该区域中存在冲洗孔而遭受巨大应力，该冲洗孔产生用于从锤向上游流动的流体通路。在这种盲孔钻头中具有在钻头头部和柄部之间的大于100度的角度显著地提高了钻头的强度。
[0010]根据本公开的第三实施例，在岩钻头中，钻头头部
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柄部过渡区域在冲洗孔附近设置有凹陷，该凹陷优选地是呈现向内弯曲或者凹形沟槽的形式。该结构特征提供了在岩钻头中的钻头头部
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柄部过渡区域中的减少应力的优点。具体地是，该结构特征提高了内部中心孔在柄部的前端处闭合并且在后端处朝向活塞打开的那些岩钻头的强度和寿命。可选地是，该凹陷可是方形、圆形、椭圆形、矩形或者三角形兜孔的形状。
[0011]根据本公开的第四实施例，该岩钻头的柄部的径向向外面向的区域设置有多个花键，该多个花键被构造用以与在驱动接头的径向向内面向的区域上的对应的互补花键接合，该驱动接头可以在锤组件中被安装在该岩钻头上。优点是，在柄部和接头上具有那些互补花键允许旋转驱动从驱动接头到岩钻头的容易而又有效的传递。
[0012]优选地是，岩钻头中的钻头头部和柄部被构造为单个一体单元。但是，如果岩钻头由包括被组装在一起的钻头头部和柄部的多个部件构成，则以上解释的特征同样适于提供良好的钻凿结果。
[0013]可选地是，本公开描述的岩钻头适于与反循环冲击锤一起工作。
[0014]本公开的其它方面和优点从以下说明中将会更明显，以下说明不意图限制本公开的范围。
附图说明
[0015]参考附图更详细地解释本专利技术的一些实施例，在附图中：
[0016]图1示意性地示出了设置有DTH岩钻机的岩钻设备；
[0017]图2示意性地示出了在钻孔的底部处的DTH钻机；
[0018]图3示出了标准DTH钻头的侧视图；
[0019]图4示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种岩钻头(14)，所述岩钻头(14)用于冲击钻凿锤(11)并且被定位在所述锤的切削端处，所述岩钻头(14)包括：头部(19)，伸长的柄部(17)，所述伸长的柄部(17)在所述钻头(14)的前端处连接到所述头部(19)，头部
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柄部过渡区域(32)，在所述头部
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柄部过渡区域(32)处，所述头部(19)连接到所述柄部(17)，砧部(22)，所述砧部(22)处在所述柄部(17)的后端处，用于接收活塞(13)的冲击，多个球齿(20)，所述多个球齿(20)被设置在所述头部(19)的前面(21)处，所述多个球齿(20)被构造用以接合在预期的钻凿方向上待破碎的材料，多个冲洗通路，所述多个冲洗通路延伸通过所述头部并且在所述头部(19)的前面(21)处具有至少一个开口(31)，其中，在所述头部
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柄部过渡区域(32)处，所述头部(19)和所述柄部(17)之间形成的角度大于100度。2.根据权利要求1所述的岩钻头(14)，其中，在所述头部
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柄部过渡区域(32)处，所述头部(19)和所述柄部(17)之间形成的所述角度大于100度并且小于160度。3.根据权利要求1或2所述的岩钻头(14)，其中，在所述钻头(14)的所述头部
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柄部过渡区域(32)处，所述头部(19)和所述柄部(17)之间形成的所述角度大于110度并且小于130度。4.根据权利要求1或2所述的岩钻头(14)，其中，所述头部
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柄部过渡区域(32)的表面具有凹陷(33)，所述凹陷(33)被定位成接近冲洗孔的所述开口(31)。5.根据权利要求3所述的岩钻头(14)，其中，所述凹陷(33)呈弧形凹形沟槽的形式，所述弧形凹形沟槽在所述钻头的头部
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥利维耶，
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：