一种硬质合金球齿钻头的制作方法

1.本实用新型涉及井下钻探技术领域，更具体地说，它涉及一种硬质合金球齿钻头。


背景技术：

2.冲旋钻进技术是冲击式钻进和旋转钻进相结合的一种钻进方法，其原理是在普通旋转钻进的基础上增加一个冲击器，冲击器依靠高压气体或钻井液推动其活塞上下运动撞击其下端的冲旋钻头，冲旋钻头即在冲击动载荷和静压旋转的联合作用下破碎岩石；采用冲旋钻进技术在钻遇坚硬地层时，具有钻速快，钻井成本低、岩屑大、钻压低和井斜程度轻等优点，目前，冲旋钻进技术已广泛应用于矿山、采石、地质勘探、水文水井、石油钻井、地热钻井、工程施工及工程勘察等领域。
3.采矿钻取当中钻头是必不可少的使用工具，现有的矿用球齿钻头，以其头部的结构和形状不同，可分为一字型、十字型、马蹄型和锥齿型，其中锥齿型为最常用的结构
4.在公开号为cn211573403u的专利中提出了一种高耐磨硬质合金钻头，包括钻头主体、锥齿和球齿，所述钻头主体的顶部中心轴上安装有锥齿，顶部两侧对应开有排屑槽，另外两侧的顶部设置有球齿，所述钻头主体的顶部分别与锥齿、球齿可拆卸连接。本实用新型球齿和顶部的锥齿均与钻头主体采用可拆卸连接，当球齿或锥齿受到磨损时可直接单独替换球齿或锥齿，经济方便；钻头主体的正面和较短的侧面均设有水孔，使前方和最外侧有水或气的冲击力，使钻头的掘进速度更快；由于钻头主体顶部采用较大的锥齿，尖刃起到稳定不易偏移和快速掘进的作用，球齿呈矩形布置，较长的侧面可以设计出更大的排屑槽，有利于粉粒的排出，从而提高工作效率。但是在上诉方案中，钻头顶部的锥齿上设置的中间通道存在些许问题，如在钻机工作时，锥齿上的斜面会与洞口的最底端进行接触，而中间通道又设置于锥齿斜面上，会使中间通道中钻井液的流出不顺畅甚至被堵塞，不能对钻头起到达到良好的冷却效果且会减少钻井液的流出量，并且锥齿在安装时会很难把控住中间通道与锥齿上的洞口对应，也会大幅影响钻井液的流出与流入。
5.因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种硬质合金球齿钻头，防止在钻头进行钻井工作时会有碎石等杂物阻碍钻头内钻井液的流出甚至将钻井液的流出孔堵塞，影响到钻井工作的进行。
7.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种硬质合金球齿钻头，包括表面设有若干球齿以及排屑槽的钻头主体，所述钻头主体顶端设有第一凹槽，且所述第一凹槽中安装有柱状齿，所述柱状齿上设有环状槽，所述柱状齿设有若干流通孔且所述流通孔的出口设于环状槽上，所述钻头主体上设有引流槽，所述引流槽与流通孔相连接，所述钻头主体上还可拆卸连接有连接轴，所述连接轴中心设有引流孔，所述引流槽与引流孔相连接。
8.通过采用上述技术方案，在钻井工作进行时，柱状齿会优先与坑底接触，在钻头进行转动时对底面的泥土或岩石进行挖掘与粉碎，在连接轴上的引流孔中灌入钻井液，钻井液顺着钻头主体上的引流槽流入流通孔中，再从流通孔流出进入钻井中，此时流通钻井液的流通孔并不会与井底的泥土碎石进行接触保证钻井液流通顺畅，钻井液通至井底也能对柱状齿进行降温。
9.本实用新型进一步设置为：所述柱状齿的底端上设有密封圈，所述流通孔呈l型设置。
10.通过采用上述技术方案，柱状齿底端上设置的密封圈将防止钻井液从柱状齿与钻头主体的连接处流出导致松动，流通孔呈l型设置能降低在柱状齿上加工出流通孔的难度，且不会影响流通效果。
11.本实用新型进一步设置为：所述环状槽的外侧固定连接有过滤板。
12.通过采用上述技术方案，在环状槽外侧设置的过滤板，当钻头处于钻井时过滤板将为环状槽与流通孔抵挡井底的泥土与碎石，减小磨损；当流通孔在吸入井底钻井液时将防止过多的杂物将流通孔堵塞。
13.本实用新型进一步设置为：所述钻头主体上设有卡合凸块，且所述连接轴上设有与所述卡合凸块对应的卡合凹槽，当所述卡合凸块与所述卡合凹槽连接时两者通过连接件固定连接。
14.通过采用上述技术方案，在钻头主体上的卡合凸块与连接轴的卡合凹槽卡合，再由连接件固定，使两者在工作时能保持固定状态，在钻头发生磨损后只需对钻头主体部分进行拆卸与更换便能继续工作，减轻人工替换球齿钻头的难度与机器替换球齿钻头的麻烦。
15.本实用新型进一步设置为：所述连接件包括插销，所述卡合凸块与卡合凹槽上设有若干连接孔，当所述插销完全处于连接孔内时插销暴露于钻头主体外侧的部分高度低于钻头主体的最高点。
16.通过采用上述技术方案，插销的卡入使钻头主体与连接轴固定连接，限制插销暴露于钻头主体外侧部分的高度能避免插销受到极大的磨损并且加大钻头正常运行时的阻力。
17.本实用新型进一步设置为：所述插销的连接处上设有第二凹槽，当所述插销与钻头主体连接时所述第二凹槽暴露在钻头主体外侧，且所述连接轴上还设有三角凸块，所述三角凸块的高度与所述插销暴露于钻头主体外侧的高度一致。
18.通过采用上述技术方案，在要对钻头主体进行拆卸时利用工具伸入暴露出的第二凹槽中并将工具紧贴三角凸块上，利用杠杆原理使插销撬出，使钻头主体与连接轴解除连接，进行钻头主体的更换，三角凸块的高度限制将减小三角凸块的磨损，避免过高的设置会增加钻头与井洞的摩擦面积影响钻井工作的效率。
19.本实用新型进一步设置为：所述连接轴与钻头主体的贴合处上设有缓冲垫。
20.通过采用上述技术方案，钻头主体与连接轴的可拆卸连接中或多或少会产生尺寸余量，因钻井工作中的冲击力量极大，会导致这部分余量在内部冲击造成内部的磨损，因此在连接轴和钻头主体的贴合处上设置缓冲垫，减少连接轴与钻头主体的之间的磨损，同时缓冲垫采用橡胶等材料，能有效避免连接轴中引流孔的水会进入连接处，导致插销松动。
21.本实用新型进一步设置为：所述球齿的底面设为v型条纹，且所述钻头主体上与球齿连接处的底面设为与球齿底面对应的条纹。
22.通过采用上述技术方案，球齿的底面与钻头上放置球齿的底面上均设为 v型条纹，增加了两者的接触面积，并且在钻头主体进行转动时能避免球齿发生转动导致松落。
23.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
24.柱状齿上设置的l型流通孔将避免在钻井工作中时井底泥土与碎石阻碍钻井液的流出效果，开设环状槽并在环状槽的外侧设置过滤板能进一步防止泥土的堆积影响流通孔的钻井液的流出效果，同时能避免环状槽以及流通孔会被磨损，同时钻头主体与连接轴为可拆卸连接，为人工替换钻头大幅减轻负担，使替换方便。
附图说明
25.图1为本实用新型的外部结构示意图；
26.图2为本实用新型的主视图；
27.图3为本实用新型的剖视图；
28.图4为本实用新型中钻头主体与球齿连接处剖视图；
29.图5为本实用新型的外部结构斜视图；
30.图6为图5中a处放大图。
31.图中：1、钻头主体；2、连接轴；3、柱状齿；4、球齿；5、流通孔；6、引流槽；7、引流孔；8、过滤板；9、卡合凸块；10、插销；11、第二凹槽； 12、三角凸块；13、缓冲垫。
具体实施方式
32.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.一种硬质合金球齿钻头，如图1-图4所示，钻头主体1上连接有连接轴2，钻头主体1的顶端设有第一凹槽，第一凹槽中安装有柱状齿3，柱状齿3上设有环状槽，环状槽的外侧固定连接有过滤板8，柱状齿3内设有若干呈l型的流通孔5且流通孔5的出口设于环状槽中，钻头主体1内设有引流槽6，连接轴2中心设有引流孔7，引流孔7、引流槽6以及流通孔5三者相连通，钻头主体1上还设有卡合凸块9且连接轴2上设有与卡合凸块9对应的卡合凹槽，卡合凸块9与卡合凹槽上设有若干连接孔且连接孔中卡合有插销10，卡合凹槽与卡合凸块9 的
连接处上还设有缓冲垫13，球齿4底面设有v型条纹且钻头主体1上与球齿4 连接处的底面设为与球齿4底面对应的条纹。
36.如图5-图6所示，插销10上设有第二凹槽11且第二凹槽11的部分处于钻头主体1外侧，钻头主体1表面且位于插销10的下方设有与插销10暴露于钻头主体1外高度一致的三角凸块12。
37.工作原理：将柱状齿3插入钻头主体1中上的凹槽中，在钻井工作进行时，柱状齿3对井底不断的挖掘，在柱状齿3上设置的流通孔5中不断地将钻井液流出，在经过过滤板8后流至井底，清洗井壁的同时也能为钻头顶部降温；当钻头主体1上的球齿4磨损到一定程度时对钻头主体1进行更换，将杠杆类工具的顶部伸入插销10上的第二凹槽11中并将工具上长杆贴合三角凸块12进行下压利用杠杆原理将插销10取出使钻头主体1与连接轴2分离，进行替换钻头主体1，钻头又重新工作时便能对替换下的钻头主体1上的柱状齿3以及球齿4更替，能快速且方便替换的替换钻头并且能减轻人工替换的替换负担，避免机械替换的麻烦操作；钻头主体1与连接轴2采用可拆卸连接在使用或多或少会产生余量，当钻头在高压力向井底挖掘时余量的存在导致钻头主体1与连接轴2的连接处会被冲击磨损，连接轴2与钻头主体1接触面上设置的缓冲层能对冲击力进行缓冲，减轻磨损，且该缓冲层还能防止钻井液从钻头主体1与连接轴2的连接处流出，避免影响到插销10 的牢固度。
38.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。