[实用新型]一种小直径深井全断面高配重钻头装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿山竖井成井施工用的钻头装置，特别是一种小直径深井全断面高配重钻头装置 ，属于矿山及市政工程建设技术领域。 

背景技术

矿山竖井一般是通过机械钻孔的方式实现成井，井径1.0～1.5m、井深大于300m的小直径深井一般采用全断面钻进施工。现有技术中，竖井施工中所用钻头一般为普通牙轮钻头或滚刀钻头，是按照破岩面积大小，将一定数量的牙轮或滚刀布置焊接在钻头体上，往往牙轮或滚刀的位置布置不尽合理，当出现不稳定地层尤其是软硬不均地层时，这种施工工艺受地层影响较大，容易发生成孔偏斜，而且纠偏处置难度很大。因此，有必要对现有的钻进装置进行改进，以有效的控制成孔钻进中的不利状况，保证小直径深井的垂直度，提高成孔质量和成孔效率。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种小直径深井全断面高配重钻头装置，用于矿山竖井成井施工，解决竖井成井过程中容易发生孔斜的问题，以保证深井钻进的垂直度，提高成孔质量和成孔效率。 

本实用新型采取的技术方案是这样的：一种小直径深井全断面高配重钻头装置，由牙轮组合钻头和高配重的塔式组合钻具构成，牙轮组合钻头中，牙轮分两圈均匀设置并焊接在牙轮组合钻头体的刀盘上，其中，外圈牙轮高于内圈牙轮。高配重的塔式组合钻具包括牙轮组合钻头体通过法兰盘连接的下配重体，下配重体上焊接导正体，导正体通过法兰盘和上配重体连接，上配重体上焊接另一个导正体并与钻铤连接，下配重体的直径小于牙轮组合钻头体的直径，上配重体的直径小于下配重体的直径。 

牙轮组合钻头的牙轮按照破岩面积要求，按内、外两圈均匀设置并焊接在刀盘上，其中，外边缘一圈的牙轮瓣高出内圈所设置牙轮瓣，能够实现外圈牙轮先破岩，起到导向作用，破岩牙轮刀具沿孔壁运行没有相对位移，有利于孔壁稳定，提高成孔垂直度。在钻头体内预设水口注铅，增加钻头的自重。牙轮组合钻头体以法兰盘与上部的高配重体连接，配重块上焊接导正体，下配重体的直径小于牙轮组合钻头体的直径，上配重体的直径小于下配重体的直径，形成钻头体向上直径逐渐变小的塔式钻具体系。 

牙轮组合钻头一般设有12个牙轮瓣，按内、外两圈均匀设置并焊接在刀盘上，其中，外边缘一圈6个，内圈6个。 

本实用新型采用全断面高配重钻头组合装置形式，以特殊结构高自重的牙轮组合钻头配以高配重的塔式组合钻具，达到控制垂直度，实现成井。 

本实用新型取得的有益效果是： 

1、高配重钻头体的外圈牙轮高出内圈牙轮组，外圈牙轮能先期有效地嵌入岩层，起到导向作用，破岩牙轮刀具沿孔壁没有相对位移,有利于孔壁稳定，提高成孔的可靠性；

2、钻头体内注铅增加重量，结合上部高配重，采用减压钻进，重心始终位于钻头体的中心，能够起到重锤作用，导向功能显著，钻进效率高。

附图说明

图1是本实用新型的外形结构示意图。 

图2是牙轮组合钻头结构示意图。 

图中标号代表的含义如下： 

1、牙轮  2、牙轮组合钻头体  3、法兰盘  4、下配重体  5、导正体  6、上配重体  7、钻铤  8、内圈牙轮  9、外圈牙轮。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。 

如图1所示，一种小直径深井全断面高配重钻头装置，由牙轮组合钻头和高配重的塔式组合钻具构成。牙轮1分两圈均匀设置并焊接在牙轮组合钻头体2的刀盘上，其中，外边缘一圈均匀设置6个牙轮，内圈均匀设置6个牙轮。见图2，外圈牙轮9高出内圈牙轮8 30mm。在牙轮组合钻头体2预设得到孔口内加注铅以增加自重。高配重的塔式组合钻具包括牙轮组合钻头体2通过法兰盘3连接的圆柱形下配重体4，下配重体4上焊接圆柱形的导正体5，通过法兰盘3和圆柱形的上配重体6连接，上配重体6上焊接导正体5，并与钻铤7连接。下配重体4的直径小于牙轮组合钻头体2的直径100～200mm，上配重体6的直径小于下配重体4的直径100～200mm，上配重体6、下配重体4重量分别为6t 、8t，形成钻头体向上直径逐渐变小的塔式钻具体系。