塔式多層刀片水冷鉆頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種塔式多層刀片水冷鉆頭，屬于礦用機械，尤其涉及一種電動鉆機鉆頭。
【背景技術】
[0002]在煤礦作業中，通常使用煤礦用液壓坑道鉆機鉆進煤礦井下瓦斯抽(排)放孔、注漿滅火孔、煤層注水孔、防突卸壓孔、地質勘探孔及其它大直徑、長距離的工程孔。施工中常常會遇到較堅硬的巖石層。而傳統的煤礦用坑道鉆機鉆頭多為圓柱形或者圓錐形，專用于鉆制硬度較低的煤層。由于鉆頭的刀片多為合金刀片，也不具備冷卻系統，而且其結構上也存在一定的缺陷，致使其無法鉆制硬度較高的巖石層。生產和施工過程中鉆頭極易損壞，導致鉆頭的使用壽命較短。在小角度鉆制煤層時，排肩也較困難。而且鉆進效率較低，鉆制出的孔直線度和光潔度也較差。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于，提供一種既能鉆進煤層，還能鉆進巖石層的多用途塔式多層刀片水冷鉆頭，該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體采用多層塔式結構，每層鉆頭胎體上布設有若干個刀架，每層的刀架的數量從上至下遞增，每個刀架上固定有若干個PDC刀片，在鉆頭胎體內布設有傘狀結構的水道，將高壓水輸送到胎體上對刀片進行冷卻，本實用新型所述的鉆頭克服了傳統鉆頭結構上的缺陷，不僅可用于鉆進鉆進硬度較低的煤層，還能鉆進硬度較高的巖石層，大幅提升了鉆機的性能，擴大了鉆機的用途范圍，增加了鉆頭的使用壽命，提高了鉆進效率，可鉆制出質量較高的生產用孔，由于采用了凸式胎托結構，有利于排肩。
[0004]本實用新型所述的一種塔式多層刀片水冷鉆頭，該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體(I)為多層塔式結構，在每層鉆頭胎體(I)上設置有若干個凸式胎托(2)，在每個凸式胎托(2)上固定有刀架(4)，在刀架(4)上固定有若干個PDC刀片(3)，在鉆頭胎體(I)內開有若干個貫穿空腔(9)和支水道(8)，鉆頭胎體(I)上開有若干個出水孔(5)，在鉆桿(6)的中軸線開有主水道(7)，主水道(7)和支水道(8)與空腔(9)連通為一體。
[0005]凸式胎托(2)呈放射狀分布，每層的凸式胎托(2)的數量從上至下遞增。
[0006]鉆桿(6)中間的主水道(7)和鉆頭胎體(I)內的支水道(8)，二者呈傘狀結構分布。
[0007]【附圖說明】:
[0008]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0009]圖2為本實用新型的俯視圖；
[0010]圖3為本實用新型半剖結構示意圖。
[0011]圖例:
[0012]1、鉆頭胎體；2、凸式胎托；3、PDC刀片；4、刀架；5、出水孔；6、鉆桿；7、主水道；8、支水道；9、空腔。
[0013]【具體實施方式】:
[0014]以下結合附圖進一步說明，并給出實施例；
[0015]本實用新型所述的一種塔式多層刀片水冷鉆頭，該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體I為多層塔式結構，在每層鉆頭胎體I上設置有若干個凸式胎托2，凸式胎托2呈放射狀分布，每層的凸式胎托2的數量從上至下遞增，在每個凸式胎托2上固定有刀架4，在刀架4上固定有若干個PDC刀片3，在鉆頭胎體I內開有若干個貫穿空腔9和支水道8，鉆頭胎體I上開有若干個出水孔5，在鉆桿6的中軸線開有主水道7，鉆桿6中間的主水道7和鉆頭胎體I內的支水道8，二者呈傘狀結構分布，主水道7和支水道8與空腔9連通為一體；
[0016]如圖1、2、3所示，鉆頭胎體I和與其一體的凸式胎托2可選用難熔金屬碳化鎢粉末或鑄造碳化鎢為骨架材料鑄造，如:選用易熔金屬如Cu、cu-Ni, Zn、Sn、Mn等為粘結劑，在模具內以高溫條件下壓結，具有較高的強度和耐磨性；鉆頭胎體I為多層塔式結構，從上至下直徑逐漸增大，鉆頭胎體I每層都周向均勻布置若干個凸式胎托2，以鉆頭胎體I的中心軸線為中心凸式胎托2向外呈放射狀排列，凸式胎托2每層分布的數量自上而下遞增，刀架4可選用高強度合金制造，可用焊接方式將刀架4固定于凸式胎托2上。PDC刀片3采用聚晶金剛石復合片刀片，以增加硬度和耐磨性，在每個刀架4上均勻固定有若干個PDC刀片3 ；
[0017]如圖3所示，在鉆頭胎體I內預設有空腔9，沿鉆桿6的中軸線開孔貫穿桿體作為輸送冷卻水的主水道7，主水道7與空腔9連通，在鉆頭胎體I內開有多個貫穿空腔9和鉆頭胎體I的各層外表面的支水道8，主水道7和支水道8呈傘狀結構，并通過空腔9連通為一體；
[0018]鉆機工作時，開始只有第一層刀片4切削，切削扭矩小，能加工出準確的孔，此孔在第二層，第三層刀片4開始切削扭矩加大的情況下，可起導向作用，增加鉆頭的穩定性。每個刀片4的前端面都向上傾斜適當的角度，最外的刀片4布置在鉆頭的圓周上，使得切削刃平行于整個鉆頭的旋轉軸，由此可以保證加工出的孔表面相對整潔，在每層鉆頭胎體I的外表面上，都分布有出水口 5，從鉆桿6內的主水道7壓入的高壓冷卻水經支水道8的出水孔5可直接到達刀片4部位，對刀片4進行有效的冷卻，同時流出的水加上凸式胎托2結構有利于將切肩排出；
[0019]本實用新型的多層塔式結構的層數、每層刀架的數量和刀架上固定刀片的數量可根據不同的巖層及施工需求進行調整。
【主權項】
1.一種塔式多層刀片水冷鉆頭，其特征在于該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體（I)為多層塔式結構，在每層鉆頭胎體（I)上設置有若干個凸式胎托（2)，在每個凸式胎托（2)上固定有刀架（4)，在刀架（4)上固定有若干個PDC刀片（3)，在鉆頭胎體（I)內開有若干個貫穿空腔（9)和支水道(8)，鉆頭胎體（I)上開有若干個出水孔（5)，在鉆桿（6)的中軸線開有主水道（7)，主水道(7)和支水道（8)與空腔（9)連通為一體。
2.如權利要求I所述的塔式多層刀片水冷鉆頭，其特征在于凸式胎托（2)呈放射狀分布，每層的凸式胎托（2)的數量從上至下遞增。
3.如權利要求I所述的塔式多層刀片水冷鉆頭，其特征在于鉆桿（6)中間的主水道（7)和鉆頭胎體（I)內的支水道（8)，二者呈傘狀結構分布。
【專利摘要】本實用新型涉及一種塔式多層刀片水冷鉆頭，該鉆頭是由鉆頭胎體、凸式胎托、PDC刀片、刀架、出水孔、鉆桿、主水道、支水道和空腔組成，鉆頭胎體采用多層塔式結構，每層鉆頭胎體上布設有若干個刀架，每層的刀架的數量從上至下遞增，每個刀架上固定有若干個PDC刀片，在鉆頭胎體內布設有傘狀結構的水道，將高壓水輸送到胎體上對刀片進行冷卻，本實用新型所述的鉆頭克服了傳統鉆頭結構上的缺陷，不僅可用于鉆進硬度較低的煤層，還能鉆進硬度較高的巖石層，大幅提升了鉆機的性能，擴大了鉆機的用途范圍，增加了鉆頭的使用壽命，提高了鉆進效率，可鉆制出質量較高的生產用孔，由于采用了凸式胎托結構，有利于排屑。
【IPC分類】E21B10-46, E21B10-60
【公開號】CN204476291
【申請號】CN201520147129
【發明人】曹桂根, 崔耀斌, 顧浦, 顧媛, 李志原, 宋翔, 賴雨, 楊艷龍
【申請人】新疆三浦機械制造有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月16日