1.本发明涉及牙轮钻头技术领域，尤其是涉及一种带有排碴孔的牙轮钻头。
背景技术：
2.牙轮矿用钻头常用于金属矿和煤矿的开采过程中的爆破钻孔，其主体由多牙掌焊接组成，上端是与钻杆连接的螺纹，在牙掌的下端有向内、向下伸出的轴颈。在每个轴颈上安装一个牙轮，轴颈与牙轮内孔之间安装有钢球和滚柱，组成一个轴承系统。钻头工作时，牙轮绕着钻头轴线公转的同时，还绕着轴颈自转。轴颈顶端安装有过盈配合的止推块，牙轮内孔底部也安装有过盈配合止推块。钻头工作时由两个止推块承受钻机压力在轴颈上的部分轴向分力，钢球和滚柱承受径向分力。在牙轮外圆锥面镶有用于碾碎岩石的合金齿，在牙掌的中下部位设计有喷气孔。从压缩机产生的压缩空气经过钻杆进入钻头，对于密封钻头，所有压缩空气从喷气孔喷向井底，将牙轮碾碎的岩石碎屑从孔底经钻杆与井壁的间隙向上吹出井口。对于非密封钻头，大部分压缩空气经喷气孔吹向井底，另一部分则经过长气孔进入轴承，用于冷却和润滑轴承。同时经喷气孔吹向井底的压缩空还能清洁牙轮表面，避免牙轮被泥沙包裹，影响钻井速度。
3.由于钻头上的喷气孔离井壁较近，井底中心的碎石不易立即排出，而是在井底、牙轮和牙掌组装形成的穹顶间来回运动，在多次重复碾压之后从钻头与井壁间隙中随压缩空气排出。重复破碎不仅降低掘进速度，还会导致牙轮壳体产生不必要的过多磨损，在软地层牙轮掘进数千米后，过多的磨损容易导致壳体破裂。现有技术中为提高排碴效率，多采用去除牙掌两侧部分材料，加大钻头与井壁间隙的方法，然而这种方法既不能有效避免喷气孔进风的阻力干扰，又不能解决井底中心重复破碎的问题。
技术实现要素：
4.发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明公开了一种带有排碴孔的牙轮钻头，通过在牙掌中部增加排碴孔，让井底中心的部分碎石从内部由排碴孔顺畅的排出。
5.技术方案：本发明所公开的带有排碴孔的牙轮钻头，所述牙轮钻头的主体部分由多片牙掌焊接组成，主体部分上端为钻头连接部，所述牙掌下端设有向内、向下伸出的轴颈，每个所述轴颈上均通过轴承机构安装有一个牙轮，所述钻头连接部为中空结构，其内端开设喷气孔并延伸至牙掌内侧边，压缩空气由钻头连接部进入，通过喷气孔向牙轮之间喷气，所述牙掌组装时在主体部分下端形成穹顶结构，所述牙掌内侧靠近穹顶的位置开设排碴孔并斜向上延伸至牙掌外侧边，喷气孔喷出的气体由排碴孔喷出，形成气流回路。
6.进一步的，每个所述牙掌上均设有喷气孔和排碴孔，所述喷气孔和排碴孔分别位于牙掌的两侧，一侧喷进，另一侧喷出。
7.进一步的，所述排碴孔与钻头主体轴线呈45-55
°
夹角。
8.进一步的，所述排碴孔与钻头主体轴线呈50
°
夹角。
9.进一步的，所述钻头连接部的内端还开设长气孔并由牙掌内延伸至轴承机构外
侧，由轴承向外喷气，所述排碴孔与长气孔孔壁间距≥5mm。
10.有益效果：与现有技术相比，本发明的优点为：首先，本发明通过在牙掌中部开设排碴孔，让井底中心的部分碎石从牙掌内部排出，给部分压缩空气提供一个顺畅的回路，提高排碴效率，从而提高钻井速度；其次，本发明的排碴孔位于穹顶附近，该部位正是容易积碴的位置，使得排碴更为彻底；再者，本发明排碴孔和喷气孔分列牙掌的两侧，进风和排碴互不干扰，更易形成顺畅的回路；最后，本发明通过限定排碴孔和长孔在牙掌内的孔壁间距，防止排碴孔壁在排碴过程中受到碎石的磨损，甚至磨穿，导致两孔相通，避免岩屑经长气孔进入轴承。
附图说明
11.图1为本发明立体剖视图；
12.图2为本发明正视图；
13.图3为本发明单个牙掌剖视图；
14.图4为图2沿b切线仰视图；
15.图5为图2沿b切线俯视图。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
17.如图1、图2和图3所示的带有排碴孔的牙轮钻头，所述牙轮钻头的主体部分由三片牙掌1焊接组成，主体部分上端为钻头连接部，本实施例为螺纹结构，所述牙掌1下端设有向内、向下伸出的轴颈2，每个所述轴颈2上均通过轴承机构安装有一个牙轮3，牙轮3外圆锥面镶有用于碾碎岩石的合金齿钻头，工作时，牙轮3绕着钻头轴线公转的同时，还绕着轴颈2自转。
18.所述钻头连接部为中空结构，其内端开设喷气孔4并延伸至牙掌1内侧边，压缩空气由钻头连接部进入，通过喷气孔4向牙轮3之间喷气，所述钻头连接部的内端还开设长气孔5并由牙掌1内延伸至轴承机构外侧，由轴承向外喷气，大部分压缩空气经喷气孔4吹向井底，另一部分则经过长气孔5进入轴承，用于冷却和润滑轴承，同时经喷气孔吹向井底的压缩空还能清洁牙轮表面，避免牙轮被泥沙包裹，影响钻井速度。
19.如图3、图4和图5所示，本发明牙轮钻头工作时，牙掌1外壁紧贴井壁a，只有侧边留有少部空隙，所述牙掌1组装时在主体部分下端形成穹顶结构c，该穹顶位置即为最易积碴的部位，所述牙掌1内侧靠近穹顶的位置开设排碴孔6并斜向上与钻头主体轴线呈50
°
夹角延伸至牙掌1外侧边，喷气孔4喷出的气体由排碴孔6喷出，形成气流回路。
20.每个所述牙掌1上均设有一个喷气孔4和一个排碴孔6，所述喷气孔4和排碴孔6分别位于牙掌1的两侧，一侧喷进，另一侧喷出，排碴时不受喷气孔4进风的阻力干扰。
21.为避免排碴时，碎石对孔壁过度磨损破坏内部结构，所述排碴孔6与长气孔5孔壁间距≥5mm，排碴孔的直径根据牙掌空间和碎石大小设计，如果牙掌空间足够，孔径设为20-28mm。
技术特征：
1.一种带有排碴孔的牙轮钻头，所述牙轮钻头的主体部分由多片牙掌(1)焊接组成，主体部分上端为钻头连接部，所述牙掌(1)下端设有向内、向下伸出的轴颈(2)，每个所述轴颈(2)上均通过轴承机构安装有一个牙轮(3)，所述钻头连接部为中空结构，其内端开设喷气孔(4)并延伸至牙掌(1)内侧边，压缩空气由钻头连接部进入，通过喷气孔(4)向牙轮(3)之间喷气，其特征在于：所述牙掌(1)组装时在主体部分下端形成穹顶结构，所述牙掌(1)内侧靠近穹顶的位置开设排碴孔(6)并斜向上延伸至牙掌(1)外侧边，喷气孔(4)喷出的气体由排碴孔(6)喷出，形成气流回路。2.根据权利要求1所述的带有排碴孔的牙轮钻头，其特征在于：每个所述牙掌(1)上均设有喷气孔(4)和排碴孔(6)，所述喷气孔(4)和排碴孔(6)分别位于牙掌(1)的两侧，一侧喷进，另一侧喷出。3.根据权利要求1所述的带有排碴孔的牙轮钻头，其特征在于：所述排碴孔(6)与钻头主体轴线呈45-55
°
夹角。4.根据权利要求3所述的带有排碴孔的牙轮钻头，其特征在于：所述排碴孔(6)与钻头主体轴线呈50
°
夹角。5.根据权利要求1所述的带有排碴孔的牙轮钻头，其特征在于：所述钻头连接部的内端还开设长气孔(5)并由牙掌(1)内延伸至轴承机构外侧，由轴承向外喷气，所述排碴孔(6)与长气孔(5)孔壁间距≥5mm。
技术总结
本发明公开了一种带有排碴孔的牙轮钻头，所述牙轮钻头的主体部分由多片牙掌焊接组成，主体部分上端为钻头连接部，所述牙掌下端设有向内、向下伸出的轴颈，每个所述轴颈上均通过轴承机构安装有一个牙轮，所述钻头连接部为中空结构，其内端开设喷气孔并延伸至牙掌内侧边，压缩空气由钻头连接部进入，通过喷气孔向牙轮之间喷气，所述牙掌组装时在主体部分下端形成穹顶结构，所述牙掌内侧靠近穹顶的位置开设排碴孔并斜向上延伸至牙掌外侧边，喷气孔喷出的部分气体由排碴孔喷出，形成气流回路。本发明通过在牙掌中部开设排碴孔，让井底中心的部分碎石从牙掌内部排出，给部分压缩空气提供一个顺畅的回路，提高排碴效率，从而提高钻井速度。速度。速度。
技术研发人员：黄敏
受保护的技术使用者：苏州赛莱科斯工具有限公司
技术研发日：2022.07.28
技术公布日：2022/11/11
再多了解一些
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