一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头制造技术

一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头，包括牙掌以及一个或多个喷嘴，其特征在于：所述喷嘴包括一喷嘴中心体，所述喷嘴中心体内设有至少两个喷射流道，所述喷射流道为螺旋状，所述喷嘴中心体的上方和下方分别向内凹陷形成圆锥或锥台状的上凹槽和下凹槽，所述上凹槽和下凹槽的侧面与喷嘴中心体的中心线形成的夹角均为30~75

【技术实现步骤摘要】
一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头


[0001]本技术涉及矿用钻探及深井钻探设备领域，特别涉及一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头。

技术介绍

[0002]当前，国内外的矿脉开采主要以牙轮钻头钻眼并爆破的方式进行。随着技术发展，牙轮钻头轴承寿命以及切削齿寿命均得到了一定的提高，在这种情况下，牙轮壳体磨损失效的时间长短成为了决定钻头整体寿命长短的关键所在。
[0003]想要提升牙轮钻头壳体的寿命，主要是通过减少因钻眼内排渣不畅而导致的矿渣重复磨损。所以，需要对牙轮钻头喷射系统进行改进设计，通过改变其喷射方式以及流体运动轨迹，来提升喷射介质对井底岩渣的清洗能力，搬运能力，增加孔底洁净程度，进一步提升牙轮壳体寿命。
[0004]目前，市场上所使用的喷嘴仅为圆形喷嘴。圆形喷嘴形成的喷射路径为实心圆锥状流体，这种喷射方向单一，且喷嘴直径存在限制，直射区域不能对井底进行有效覆盖，另一方面直射产生的压力也会将部分岩削压在井底，导致清孔能力有限制。
[0005]有鉴于此，如何设计一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头来克服上述不足是本技术研究的课题。

技术实现思路

[0006]本技术提供一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头，其目的是要解决现有牙轮钻头寿命短、清孔能力有限的问题。
[0007]为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0008]一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头，包括牙掌以及一个或多个喷嘴，其特征在于：所述喷嘴包括一喷嘴中心体，所述喷嘴中心体内设有至少两个喷射流道，所述喷射流道为螺旋状，所述喷嘴中心体的上方和下方分别向内凹陷形成圆锥或锥台状的上凹槽和下凹槽，所述上凹槽和下凹槽的侧面与喷嘴中心体的中心线形成的夹角均为30~75
°
。
[0009]上述技术方案中的有关内容解释如下：
[0010]1. 上述方案中，所述喷嘴还包括轴承外套，所述喷嘴轴承外套与喷嘴中心体形成面的旋转配合。
[0011]2. 上述方案中，所述轴承外套设置在牙掌上，本领域技术人员可以理解为轴承外套为牙掌上的一部分。
[0012]3. 上述方案中，所述喷嘴中心体和轴承外套之间设有环形槽，所述环形槽中设有滚珠。
[0013]4. 上述方案中，所述喷嘴中心体与轴承外套之间设有密封槽和密封圈，所述密封圈设置于密封槽内。
[0014]5. 上述方案中，所述喷射流道沿喷嘴中心体的中心线呈螺旋式扭转。
[0015]6. 上述方案中，所述喷射流道的流转方向符合左手定则或右手定则。
[0016]7. 上述方案中，所述喷射流道两端出口的连线，与喷嘴中心体的中心线形成的扭转角度为10
‑
120
°
。
[0017]本技术的设计原理和效果：
[0018]本技术的牙轮钻头：
[0019]①
设置螺旋式扭转的喷射流道，流体通过螺旋状的喷射流道，通过改变喷射方向形成旋流，从而产生一部分推力；
[0020]②
设置带有密封槽及钢珠的轴承外套，与喷嘴中心体配合作用，配合旋转形成旋流；
[0021]③
而喷嘴中心体上的上凹槽/下凹槽（呈现成负角度凹口）有助于对喷射束的集中，使得喷出介质在获得旋流能力的同时也不会因过于分散导致喷嘴正下方对岩渣搬运能力的不足；
[0022]从多方面入手，将喷射面盖面积扩大，不仅达到更好的清洗钻进孔底的作用，而且减少因井底岩渣对钻头壳体的磨损，延长牙轮钻头寿命。
附图说明
[0023]附图1 为本技术牙轮钻头的喷嘴透视图；
[0024]附图2为本技术牙轮钻头喷嘴的喷射流道立体图；
[0025]附图3 为本技术牙轮钻头带轴承外套的喷嘴透视图一；
[0026]附图4 为本技术牙轮钻头带轴承外套的喷嘴透视图二；
[0027]附图5 为本技术牙轮钻头的喷嘴俯视图；
[0028]附图6 为附图5对应位置的喷嘴底面透视图；
[0029]附图7 为同一喷射流道的俯视透视示意图（α为扭转角度）。
[0030]以上附图中：1．喷嘴中心体；11．喷射流道；12. 上凹槽；13．下凹槽；2．轴承外套；21．环形槽；22．滚珠；23．密封槽；24．密封圈。
具体实施方式
[0031]下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述：
[0032]实施例：一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头
[0033]如附图所示，一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头，包括牙掌以及一个或多个喷嘴，其特征在于：所述喷嘴包括一喷嘴中心体1，所述喷嘴中心体1内设有至少两个喷射流道11，所述喷射流道11为螺旋状，所述喷嘴中心体1的上方和下方分别向内凹陷形成圆锥或锥台状的上凹槽12和下凹槽13，所述上凹槽12和下凹槽13的侧面与喷嘴中心体1的中心线形成的夹角均为30~75
°
。
[0034]所述喷嘴还包括轴承外套2，所述轴承外套2与喷嘴中心体1形成面的旋转配合。
[0035]所述轴承外套2设置在牙掌上。
[0036]所述喷嘴中心体1和轴承外套2之间设有环形槽21，所述环形槽21中设有滚珠22。
[0037]所述喷嘴中心体1与轴承外套2之间设有密封槽23和密封圈24，所述密封圈24设置于密封槽23内。
[0038]所述喷射流道11沿喷嘴中心体1的中心线呈螺旋式扭转。
[0039]所述喷射流道11的流转方向符合左手定则或右手定则。
[0040]所述喷射流道11两端出口的连线，与喷嘴中心体1的中心线形成的扭转角度为10
‑
120
°
。
[0041]本实施例特别说明：
[0042]喷嘴中心体1装配于轴承外套2内部，由滚珠22从轴承外套2外部打孔注入，将孔封死便起到限位锁紧作用，且在较小摩擦力下可以转动。
[0043]密封圈24由两端密封槽13嵌入，将喷嘴中心体1和轴承外套2交界处隔绝外界，从而组成密封的滑动轴承，轴承中心体在喷射介质压力的作用下进行旋转。
[0044]因此，本技术实施例利用喷嘴中心体1、轴承外套2、滚珠22、密封圈24构成了自旋转喷嘴，使得该喷嘴可产生多段喷射旋流，喷射覆盖面积大，射流携岩渣能力强，在岩石钻井中拥有更好清洗井底的能力，进而增强钻头牙轮壳体寿命。
[0045]为了更好地实现自旋转喷嘴的功能，在本实例中，喷嘴中心体1的上方和下方分别向内凹陷形成圆锥或锥台状的上凹槽12和下凹槽13，圆锥/锥台的锥面较喷嘴中心体的中心轴线呈65
°
夹角，从而有助于射流动力集中。
[0046]本实施例中喷嘴中心体1有三个喷射流道11，绕喷嘴中心体的中心线在空间中扭转80
°
，三个流道彼此间出、入口均呈120
°
夹角分布。
[0047]本实施例中，同一条喷射流道11的进口和出口的扭转角度（α）为114
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷嘴可自旋转的牙轮钻头，包括牙掌以及一个或多个喷嘴，其特征在于：所述喷嘴包括一喷嘴中心体（1），所述喷嘴中心体（1）内设有至少两个喷射流道（11），所述喷射流道（11）为螺旋状，所述喷嘴中心体（1）的上方和下方分别向内凹陷形成圆锥或锥台状的上凹槽（12）和下凹槽（13），所述上凹槽（12）和下凹槽（13）的侧面与喷嘴中心体（1）的中心线形成的夹角均为30~75
°
。2.根据权利要求1所述的牙轮钻头，其特征在于：所述喷嘴还包括轴承外套（2），所述轴承外套（2）与喷嘴中心体（1）形成面的旋转配合。3.根据权利要求2所述的牙轮钻头，其特征在于： 所述轴承外套（2）设置在牙掌上。4.根据权利要求2所述的牙轮钻头，其特征在于：所述喷嘴中...

【专利技术属性】
技术研发人员：程前，
申请(专利权)人：苏州新锐合金工具股份有限公司，
类型：新型
国别省市：