[实用新型]反井钻头及反井钻机

说明书

本实用新型提供一种反井钻头及反井钻机，属于隧道掘进设备领域，反井钻头包括刀盘；切割刀具组，由至少一个切割刀具组成，所述切割刀具竖向固定在所述刀盘上；滚动破碎刀具组，由至少一个滚动破碎刀具组成，所述滚动破碎刀具竖向转动设置在所述刀盘上，所述滚动破碎刀具选自滚动张裂破碎刀具、滚动剪切破碎刀具、滚动拉裂破碎刀具中的一种或多种。反井钻机包括上述钻头、钻杆和动力设备，所述钻头与钻杆连接。本实用新型的钻头上在刀盘上设置滚动破碎单元，在刀盘旋转的过程中，滚动破碎单元可转动对岩石进行张裂破坏、剪切破坏或拉裂破坏，取代了原有的滚动碾压破坏，提高了钻头的钻进速度，同时降低对动力和钻头重量的需要。

技术领域

本实用新型属于隧道掘进设备领域，具体涉及一种反井钻头，另外，本实用新型还涉及一种包括上述反井钻头的反井钻机。

背景技术

目前，全断面成井/巷的钻进设备主要是反井钻机。反井钻机可分为主机和钻头两部分，在施工时，可分为两阶段，第一阶段施工导向孔，第二阶段进行扩孔，从而完成断面钻井工作。

具体施工时，首先由钻机在拟施工的钻(天)井的上部向下部已有空间处施工小断面的导向孔，孔径20-25cm左右；导向孔施工完成后，在孔底吊挂大断面的反井钻头，再由主机通过转动钻杆带动反井钻头向上钻进，通过钻头上面固定的可转动的滚动刀头，对岩石进行碾压剪切破坏。

现有的钻头在钻进岩石时，是利用可转动钻头对岩石表面碾压和剪切破坏完成的，所以在钻进的过程中，主机要提供足够强大的动力，并通过钻杆、钻头传递到岩石表面，同时因为是全断面钻进，对主机动力的要求再次增加。因此，现有的反井钻机动力消耗大、机体重量大，施工的工程断面不能过大，导致该设备不能大型化，施工范围受到限制。

为此，发明人在在先专利(CN 212671783 U)中公开了一种全断面成井/巷用钻头，具体在刀盘上设置张裂组件，张裂组件可以对滚动刀头工作后形成的薄壁环形岩体进行剪切张裂破坏，薄壁环形岩体的剪切张裂破坏对动力的需求非常小，远小于岩块(岩石)碾压破坏对动力的需求，从而节省钻进动力需求并能够加快钻进速度。

在实现本发明的过程中，发明人发现在先专利虽然采用张裂组件减少了原有钻头的滚动碾压作业量，但是滚动碾压的作业量依然较大，对动力的需求未能降到最低。

实用新型内容

基于上述背景问题，本实用新型旨在提供一种反井钻头，在刀盘上设置切割刀具和滚动破碎刀具，替代原有的滚动碾压破坏，进一步提高钻头的钻进速度，同时降低对动力和钻头重量的需要；本实用新型的另一目的是提供一种包括上述反井钻头的反井钻机。

为达到上述目的，一方面，本实用新型实施例提供的技术方案是：

反井钻头，包括刀盘，还包括：

切割刀具组，由至少一个切割刀具组成，所述切割刀具竖向固定在所述刀盘上；

滚动破碎刀具组，由至少一个滚动破碎刀具组成，所述滚动破碎刀具竖向转动设置在所述刀盘上，所述滚动破碎刀具选自滚动张裂破碎刀具、滚动剪切破碎刀具、滚动拉裂破碎刀具中的一种或多种。

进一步地，所述滚动张裂破碎刀具呈圆盘状，且所述滚动张裂破碎刀具的盘状边缘处的厚度小于盘状中心处的厚度。

进一步地，所述滚动剪切破碎刀具呈圆盘状，且所述滚动剪切破碎刀具的盘状边缘处为尖端，所述滚动剪切破碎刀具的边缘处嵌设有合金块。

进一步地，所述滚动拉裂破碎刀具为锯齿盘结构，所述滚动拉裂破碎刀具上还设有合金块。

在一个实施例中，所述滚动破碎刀具组为滚动张裂破碎刀具组；所述滚动张裂破碎刀具组由平行分布的若干个滚动张裂破碎刀具组成，若干个所述滚动张裂破碎刀具通过中心轴I穿设，且若干个所述滚动张裂破碎刀具的轴向指向刀盘中心轴的轴心，所述中心轴I通过支座支撑固定。