[发明专利]合金镀膜钻头

说明书

本发明涉及钻探领域，尤其是合金镀膜钻头。该种合金镀膜钻头，包括钻头体、刀头和钻杆连接孔，钻头体上端设置有刀头容置凹槽，刀头中心对称设置于刀头容置凹槽内；钻头体内部设置有贯通钻头体上端和下端的磨料射流机构，磨料射流机构包括由下至上依次设置的流体进入通道、流体磨料混合缓冲腔和磨料射流通道；钻头体内部还设置有与流体磨料混合缓冲腔连通的磨料进入通道和推力射流通道。本发明的合金镀膜钻头，结构设计简单新颖，实用性强，确保充足的磨料和流体从磨料射流通道射流出，而多余的磨料和流体顺利进入推力射流通道中，有效防止多余的磨料和流体在压力作用下从磨料进入通道反冲出，同时产生一个自进力并扩大孔眼。

技术领域

本发明涉及钻探领域，尤其是合金镀膜钻头。

背景技术

在煤矿开采行业中，如何提高钻进效率，降低钻头磨损率，是本领域亟待解决的技术问题。为了解决这一技术问题，提升矿井采掘生产的工作效率，现有技术人员对钻孔用到的钻头进行了大量研究，对钻头工艺进行了更高要求的改进，虽然提高了钻头的使用寿命，但也大幅增加了钻头的制造成本，此外，还有部分学者在煤矿井下钻进过程中引入高压磨料水对煤岩体进行柔性先导破碎。

中国专利CN103556947B授权公告的一种煤矿井下自吸式磨料射流钻头及钻孔方法，利用磨料射流先导破碎与机械破碎相结合，提高钻进速度。所涉及的自吸式磨料射流钻头包括磨料射流喷嘴、自吸装置和主体破碎齿结构。自吸装置由腔体、过滤网、位于腔体内的支撑环与位于腔体后端的进口喷嘴组成。该发明可使钻进过程中产生的煤岩屑经过滤网筛选，进入自吸装置腔体内部，与水射流充分混合后形成磨料射流，从磨料射流喷嘴喷出，对煤岩体进行先导破碎，钻头主体破碎结构由三枚切割片和三个主体破碎齿组成，在其机械破碎作用下形成终孔。但是这种自吸式磨料射流钻头在使用时仍存在如下不足：（1）虽然设置有吸入腔且两侧区域形成低压区，但是磨料仍非常容易在水压带动下从吸入口反冲出去，实际随水流共同射流出喷嘴的磨料量不足，进而引起先到破碎效果的降低；（2）从喷嘴喷出的磨料在水压的作用下易碰触刀头，从而对刀头形成损伤，一定程度上缩短了刀头的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供合金镀膜钻头，克服前述现有技术中新型高硬度钻头造价高、现有的磨料射流钻头磨料易被反冲出钻头体和磨料射流过程易损伤刀头等的不足。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种合金镀膜钻头，包括钻头体、均匀设置于钻头体上端的刀头和设置于钻头体下端的钻杆连接孔，所述钻杆连接孔内设置有用于与钻杆旋接的内螺纹，所述钻头体上端设置有刀头容置凹槽，刀头中心对称设置于刀头容置凹槽内，刀头工作过程中产生的大颗粒碎屑从钻头体顶部溅出，产生的细颗粒碎屑容置于刀头容置凹槽内；所述钻头体内部设置有贯通钻头体上端和下端的磨料射流机构，所述磨料射流机构包括由下至上依次设置的流体进入通道、流体磨料混合缓冲腔和磨料射流通道，流体从流体进入通道进入，经流体磨料混合缓冲腔与磨料混合，并经磨料射流通道射流出；所述钻头体内部还设置有与流体磨料混合缓冲腔连通的磨料进入通道和推力射流通道，磨料进入通道用于传输钻探过程中产生的碎料，使碎料最终进入内压力较小的流体磨料混合缓冲腔，推力射流通道用于排出流体磨料混合缓冲腔内多余的流体和磨料，防止多余的磨料和流体在压力作用下从磨料进入通道反冲出，此外推力射流通道排出多余流体和磨料的同时产生一个自进力并扩大孔眼。

进一步的，所述流体磨料混合缓冲腔下部呈倒置的圆台形，中部呈圆柱体型，上部呈圆台形，流体磨料混合缓冲腔的上部与中部和中部与下部的接触端面积相同，流体磨料混合缓冲腔上部圆台形的高度大于其下部倒置的圆台形的高度，且其上部圆台形的侧面倾斜角小于下部倒置的圆台形的侧面倾斜角，由此形成一个又下部向上部内压力依次增大的缓冲腔结构。