[发明专利]一种分级式破岩硬岩滚刀钻头

说明书

本发明提供了一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，包括钻头本体，钻头本体的工作端设有由内到外具有高度差的二级刀盘以及一级刀盘，一级刀盘、二级刀盘的后端分别连接不同频率的钻具系统用于实现分频钻进，一级刀盘、二级刀盘的前端分别用于连接刀座以及滚刀，钻头本体的工作端的外周设有补浆装置，一级刀盘上设有吸浆装置。本发明由于一级刀盘超前二级刀盘，这样在钻进过程中，会形成具有高差的大小孔，小孔在下，大孔在上，这样使大小钻孔间增加自由面有利于钻头破岩。另外，本发明的刀盘分级式设计在钻进过程中起到稳定作用，可有效提高转数，提高滚刀破岩频次，同时有利于钻渣的吸收。

技术领域

本发明涉及钻井施工技术领域，特别涉及一种分级式破岩硬岩滚刀钻头。

背景技术

随着我国综合实力的提升，基建市场得到迅猛发展，大型桥梁硬岩桩基直径不断扩大，钻井设备能力也随着科技的发展和我国机加工能力的提高而不断提升，钻头作为钻井法施工的核心部件，其合理的结构设计能有效提升钻进效率，降低施工成本，具有十分重要的地位。

目前，钻井法施工技术取得很大进步，但是在大直径硬岩地层钻井施工中仍存在钻进效率低、施工工期长的缺点。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，通过合理设计钻头结构，有效提高了钻进效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种分级式破岩硬岩滚刀钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的工作端设有由内到外具有高度差的二级刀盘以及一级刀盘，所述一级刀盘、二级刀盘的后端分别连接不同频率的钻具系统用于实现分频钻进，一级刀盘、二级刀盘的前端分别用于连接刀座以及滚刀，所述钻头本体的工作端的外周设有补浆装置，所述一级刀盘上设有吸浆装置。

进一步的，所述一级刀盘为异性结构，装滚刀后切割断面为浅″U″型。

进一步的，所述二级刀盘为平底结构，装滚刀后切割断面为浅″V″型，还包括滚刀座垫板，所述滚刀座垫板安装于二级刀盘上用于调整滚刀高度。

进一步的，所述吸浆装置为按距离一级刀盘中心远近设置的用于吸收钻渣浆的内吸收管以及外吸收管，所述内吸收管以及外吸收管均与钻头本体内的上承载筒以及中承载筒内的主吸收管相连通。

进一步的，所述补浆装置包括设置于外导向筒内的锥形导板、补浆通道以及工作面的引流板，所述锥形导板、补浆通道以及引流板用于将泥浆导向钻进工作端。

进一步的，所述钻头本体的输入端设有连接法兰，所述连接法兰用于钻头本体与上部的钻具系统相连接，所述连接方式为螺栓连接，所述钻头本体内可拆卸安装有圆柱配重块，所述钻头本体内设有下传扭法盘，所述下传扭法盘与连接法兰通过第一连接筋板连接，所述钻头本体的侧面设有若干斜向设置的耐磨保径条，所述钻头本体的内部均匀设置有若干第二连接筋板用于增强钻头本体的结构强度并形成整体结构。

进一步的，所述一级刀盘、二级刀盘的环向各均匀设有4把外圈边刀座。

进一步的，所述一级刀盘、二级刀盘各设置有两把过渡刀座及两把正刀座。

进一步的，所述一级刀盘的中心设有一对0度中心刀座，0度中心刀座的四周间隔分布有4把主刀座。

进一步的，所述一级刀盘与二级刀盘之间通过内、外的第一下承载筒、第二下承载筒连接且一级刀盘与二级刀盘形成350mm高差，所述一级刀盘、二级刀盘装滚刀后切割断面高差115mm。