一种同心跟管钻头的制作方法

1.本实用新型涉及一种同心跟管钻头，尤其涉及一种通过冲洗扩孔片减少泥包现象的同心跟管钻头。

背景技术：

2.同心跟管钻具是物探常用的破岩工具。目前，跟管钻进主要有同心跟管钻进和偏心跟管钻进两种，分别采用物探同心跟管钻具和物探偏心跟管钻具进行钻孔作业。其中同心跟管钻具是最常用物探用钻具。
3.同心跟管钻具的钻头成为同心跟管钻头，其基本结构包括中心钻头和设于中心钻头后部的多个扩孔片，在中心钻头上设有多个中心切削齿，在扩孔片上设有一个或多个扩孔切削齿，钻孔过程中中心钻头起到主要切削钻孔作用，扩孔片起到扩大孔径作用；在中心钻头上设有多个喷嘴，喷嘴与中心钻头的中心孔相互连通，钻进作业时，冷却液从中心钻头的中心孔流到喷嘴并流至钻头外，一方面对切削齿起到冷却作用，另一方面对切削齿上的碎屑和泥沙等进行冲刷，利于保护切削齿并提高钻进效率。
4.传统的同心跟管钻具，其喷嘴设于相邻两个扩孔片之间，主要用于冷却和排屑，在冷却液流出过程中，很难对扩孔切削齿形成直接冲刷效果，所以在由土、砂、砾石等相互混合而成的砾石层中钻进时容易导致扩孔切削齿上的泥沙不能及时排出，造成泥包现象，降低钻进效率和钻头寿命。
5.比如，专利号为“zl 200620035767.9”、名称为“空气锤潜孔同心跟管钻具”的实用新型专利，以及申请号为“201910341961.1”、名称为“一种自定心同心跟管钻具”的发明专利申请，虽然都各自解决了一些问题，但都存在上述容易导致泥包现象的问题。

技术实现要素：

6.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种通过直接冲刷扩孔切削齿减少泥包现象的同心跟管钻头。
7.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
8.一种同心跟管钻头，包括中心钻头和扩孔片，所述中心钻头内设有中心孔，以所述同心跟管钻头的钻进方向为前方，所述中心钻头的前部设有中心切削齿，所述中心钻头的后部沿圆周方向均匀设有多个扩孔片，所述扩孔片上设有扩孔切削齿，所述中心钻头的外壁上位于每一个所述扩孔片前方的位置分别设有第一喷嘴，所述第一喷嘴的内端与所述中心钻头的中心孔的前部相通连接。
9.作为优选，为了实现更好的导流和冲刷效果，所述中心钻头的外壁上位于每一个所述第一喷嘴的外端与对应的所述扩孔片之间的位置分别设有前后方向的导流槽。
10.作为优选，为了便于加工和导流，所述第一喷嘴的中心线与所述中心钻头的中心孔的中心线之间的夹角α的取值范围为：0
°
≤α≤90
°
。
11.作为优选，为了实现更好的冲刷效果并提高碎屑排泄能力，所述中心钻头的外壁
上位于任意相邻两个所述扩孔片之间的位置分别设有第二喷嘴，所述第二喷嘴的内端与所述中心钻头的中心孔的前部相通连接，所述中心钻头的外壁上位于每一个所述第二喷嘴的外端后方的位置分别设有前后方向的排屑槽。
12.根据实际需要，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的径向截面为正圆形、椭圆形、方形和弧形中的一种或多种组合。
13.根据实际需要，所述中心切削齿和所述扩孔切削齿按形状为球型齿、锥型齿、楔型齿或勺型齿，按材料为人造聚晶金刚石齿、天然金刚石齿、硬质合金齿、陶瓷齿或立方氮化硼齿，所述中心切削齿与所述中心钻头之间、所述扩孔切削齿与所述扩孔片之间分别通过螺纹连接、过盈配合连接、焊接连接或一体成型。
14.本实用新型的有益效果在于：
15.本实用新型通过在中心钻头的外壁上位于每一个扩孔片前方的位置分别设置第一喷嘴，使冷却液能够从每一个扩孔片的前方直接冲刷扩孔切削齿，对扩孔切削齿上的碎屑和泥沙具有更加有力的冲刷效果，能够有效减少岩屑和泥沙在扩孔片上的堆积现象，改善在钻进过程中钻头发生泥包的情况，增强切削齿的清洗和冷却能力，进而提高钻进效率和钻头寿命；通过增加导流槽能够更进一步提高对扩孔切削齿上的碎屑和泥沙的冲刷效果。
附图说明
16.图1是本实用新型所述同心跟管钻头的立体图之一；
17.图2是本实用新型所述同心跟管钻头的局部主视剖视图，图中省略了钻头后部结构；
18.图3是本实用新型所述同心跟管钻头的立体图之二；
19.图4是本实用新型所述同心跟管钻头使用时的局部主视半剖视图，图中省略了钻头后部结构，且图中的上下方向与图1-图3相反。
具体实施方式
20.下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明：
21.实施例1：
22.如图1和图2所示，一种同心跟管钻头，包括中心钻头1和扩孔片6，中心钻头1内设有中心孔7，以所述同心跟管钻头的钻进方向为前方(图1和图2中的上方)，中心钻头1的前部(图1和图2中的上部)设有中心切削齿2，中心钻头1的后部(图1和图2中的下部)沿圆周方向均匀设有多个(本实施例为三个)扩孔片6，扩孔片6上设有扩孔切削齿5，中心钻头1的外壁上位于每一个扩孔片6前方的位置分别设有第一喷嘴3，第一喷嘴3的内端与中心钻头1的中心孔7的前部相通连接；中心钻头1的外壁上位于每一个第一喷嘴3的外端与对应的扩孔片6之间的位置分别设有前后方向(图1和图2中的上下方向)的导流槽4；第一喷嘴3的中心线与中心钻头1的中心孔7的中心线之间的夹角α的取值范围为：0
°
≤α≤90
°
，本实施例为30
°‑
40
°
；第一喷嘴3的径向截面为正圆形、椭圆形、方形和弧形中的一种或多种组合，本实施例为正圆形；中心切削齿2和扩孔切削齿5按形状为球型齿、锥型齿、楔型齿或勺型齿，本实施例为球型齿，按材料为人造聚晶金刚石齿、天然金刚石齿、硬质合金齿、陶瓷齿或立方
氮化硼齿，本实施例为人造聚晶金刚石齿，中心切削齿2与中心钻头1之间、扩孔切削齿5与扩孔片6之间分别通过螺纹连接、过盈配合连接、焊接连接或一体成型，本实施例为一体成型。
23.实施例2：
24.如图3所示，一种同心跟管钻头，包括中心钻头1和扩孔片6，中心钻头1内设有中心孔7，中心孔7如图2所示，以所述同心跟管钻头的钻进方向为前方(图3中的上方)，中心钻头1的前部(图3中的上部)设有中心切削齿2，中心钻头1的后部(图3中的下部)沿圆周方向均匀设有多个(本实施例为三个)扩孔片6，扩孔片6上设有扩孔切削齿5，中心钻头1的外壁上位于每一个扩孔片6前方的位置分别设有第一喷嘴3，第一喷嘴3的内端与中心钻头1的中心孔7的前部相通连接；中心钻头1的外壁上位于任意相邻两个扩孔片6之间的位置分别设有第二喷嘴8，第二喷嘴8的内端与中心钻头1的中心孔7的前部相通连接，中心钻头1的外壁上位于每一个第二喷嘴8的外端后方的位置分别设有前后方向(图3中的上下方向)的排屑槽9；中心钻头1的外壁上位于每一个第一喷嘴3的外端与对应的扩孔片6之间的位置分别设有前后方向的导流槽4；第一喷嘴3的中心线与中心钻头1的中心孔7的中心线之间的夹角α的取值范围为：0
°
≤α≤90
°
，本实施例为30
°‑
40
°
；第一喷嘴3和第二喷嘴8的径向截面为正圆形、椭圆形、方形和弧形中的一种或多种组合，本实施例为正圆形；中心切削齿2和扩孔切削齿5按形状为球型齿、锥型齿、楔型齿或勺型齿，本实施例为球型齿，按材料为人造聚晶金刚石齿、天然金刚石齿、硬质合金齿、陶瓷齿或立方氮化硼齿，本实施例为人造聚晶金刚石齿，中心切削齿2与中心钻头1之间、扩孔切削齿5与扩孔片6之间分别通过螺纹连接、过盈配合连接、焊接连接或一体成型，本实施例为一体成型。
25.如图4所示，使用时，中心钻头1的后部与钻杆(图中未示出)连接，钻杆外套装有套管且该套管位于扩孔片6的后方，钻头的前部向下，在钻杆的带动下高速旋转，切削并钻进地下的砾石层；钻杆内的冷却液通过中心钻头1的中心孔7，然后分别通过多个第一喷嘴3和多个第二喷嘴8排出，在被孔底和孔壁10阻挡后反向即向上冲刷，一方面对高温的中心切削齿2和扩孔切削齿5实现降温效果，另一方面将碎屑和泥沙一起带出孔外，其中，第一喷嘴3喷出的部分冷却液在反向流动时会对准扩孔切削齿5冲刷，对扩孔切削齿5上的泥沙实现更好的冲刷效果，减少泥包现象，冲刷后的混合液一起向上流动并被排出孔外。
26.上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

技术特征：

1.一种同心跟管钻头，包括中心钻头和扩孔片，所述中心钻头内设有中心孔，以所述同心跟管钻头的钻进方向为前方，所述中心钻头的前部设有中心切削齿，所述中心钻头的后部沿圆周方向均匀设有多个扩孔片，所述扩孔片上设有扩孔切削齿，其特征在于：所述中心钻头的外壁上位于每一个所述扩孔片前方的位置分别设有第一喷嘴，所述第一喷嘴的内端与所述中心钻头的中心孔的前部相通连接。2.根据权利要求1所述的同心跟管钻头，其特征在于：所述中心钻头的外壁上位于每一个所述第一喷嘴的外端与对应的所述扩孔片之间的位置分别设有前后方向的导流槽。3.根据权利要求1所述的同心跟管钻头，其特征在于：所述第一喷嘴的中心线与所述中心钻头的中心孔的中心线之间的夹角α的取值范围为：0
°
≤α≤90
°
。4.根据权利要求1、2或3所述的同心跟管钻头，其特征在于：所述中心钻头的外壁上位于任意相邻两个所述扩孔片之间的位置分别设有第二喷嘴，所述第二喷嘴的内端与所述中心钻头的中心孔的前部相通连接，所述中心钻头的外壁上位于每一个所述第二喷嘴的外端后方的位置分别设有前后方向的排屑槽。5.根据权利要求4所述的同心跟管钻头，其特征在于：所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的径向截面为正圆形、椭圆形、方形和弧形中的一种或多种组合。6.根据权利要求1、2或3所述的同心跟管钻头，其特征在于：所述中心切削齿和所述扩孔切削齿按形状为球型齿、锥型齿、楔型齿或勺型齿，按材料为人造聚晶金刚石齿、天然金刚石齿、硬质合金齿、陶瓷齿或立方氮化硼齿，所述中心切削齿与所述中心钻头之间、所述扩孔切削齿与所述扩孔片之间分别通过螺纹连接、过盈配合连接、焊接连接或一体成型。

技术总结

本实用新型公开了一种同心跟管钻头，包括中心钻头和扩孔片，中心钻头内设有中心孔，以同心跟管钻头的钻进方向为前方，中心钻头的前部设有中心切削齿，中心钻头的后部沿圆周方向均匀设有多个扩孔片，扩孔片上设有扩孔切削齿，中心钻头的外壁上位于每一个扩孔片前方的位置分别设有第一喷嘴，第一喷嘴的内端与中心钻头的中心孔的前部相通连接。本实用新型设置第一喷嘴，使冷却液能够从每一个扩孔片的前方直接冲刷扩孔切削齿，对扩孔切削齿上的碎屑和泥沙具有更加有力的冲刷效果，能够有效减少岩屑和泥沙在扩孔片上的堆积现象，改善在钻进过程中钻头发生泥包的情况，增强切削齿的清洗和冷却能力，进而提高钻进效率和钻头寿命。进而提高钻进效率和钻头寿命。进而提高钻进效率和钻头寿命。