专利名称：Pdc钻、扩单翼组合钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻头，尤其涉及一种带有扩孔功能的钻头。
背景技术：
煤矿的安全是煤矿生产的重要条件，瓦斯是影响煤矿安全生产的重要因素之一， 采煤工作面瓦斯突出、煤层瓦斯爆炸已在煤炭生产时造成很大的经济损失和人员伤亡。全国的高瓦斯矿井都把治理瓦斯当作安全工作的重点，现在高瓦斯矿井普遍采用“先抽、后采”的采煤工艺。即先通过与煤层相邻的岩层把要开采的煤层钻通，然后把煤层的孔扩大， 增加煤层瓦斯的涌出量，用抽排设备把瓦斯抽出。其中抽瓦斯的通道主要通过钻孔、扩孔两步进行首先通过岩石向煤层方向钻一导向孔。然后退出钻头、钻杆；然后换上扩孔钻，将扩孔钻和钻杆深入煤层进行扩孔。但是采用这种工艺在钻到煤层时，需要将钻头、钻杆退出后再换上扩孔钻，深入煤层扩孔，造成无效钻孔时间长，工作效率低。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种操作简便的组合式钻头，能够在钻孔时根据需要同时进行扩孔，工作效率高。本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头，在钻头主体的前部固定安装有若干切削齿， 钻头主体的后部设置有安装体；在钻头主体的中部侧表面上开设有一通孔，通孔内安装有一切割翼，切割翼的后部与通孔靠近钻头主体后部的位置通过中心轴铰接，切割翼绕中心轴旋转后能够完全放入通孔中，切割翼的前部固定安装有若干切削齿，在切割翼的上端面， 并且靠近切割翼前部的位置上开设有出气口，切割翼的内部开设有出气管路，出气管路与出气口连接，出气管路的另一端通过中心轴上的管路与钻头主体上的管路连通；钻头主体前部和切割翼前部安装的切削齿均为聚晶金刚石复合片。本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头，其中所述通孔是横截面为矩形的矩形孔，矩形孔的中心线与钻头主体的轴线垂直相交。本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头，其中所述中心轴的轴线与钻头主体的轴线垂直相交。本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头，其中所述切割翼的后端面与下端面互相垂直，并且切割翼的后端面与下端面通过圆弧面连接，切割翼的后端面、下端面均与圆弧面相切，圆弧面的半径等于中心轴的轴线到矩形孔后侧面的距离。本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头，其中所述钻头主体中部的外表面上开设有一环形槽，环形槽位于中心轴的前方，并且靠近切割翼前部的位置；环形槽内安装有限位弹簧，限位弹簧成圆环状，限位弹簧的两端分别设有一个把手。本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头与现有技术不同之处在于本实用新型通过在钻头主体的中部安装切割翼，能够在钻孔时根据需要随时打开切割翼，在钻孔的同时完成扩孔，无需更换钻头即可完成扩孔，工作效率高。[0010]
以下结合附图对本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头作进一步说明。
图1为本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头的主视剖视图；图2为本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头的俯视图；图3为本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头中限位弹簧的主视图；图4为本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头中限位弹簧的俯视图；图5为本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头的工作状态图(切割翼部分张开)；图6为本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头的工作状态图(切割翼完全张开)。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头，在钻头主体1的前部用螺钉固定安装有若干切削齿2，钻头主体1的后部设置有安装体3，在钻头主体1的中部侧表面上开设有一矩形孔9，矩形孔9的中心线与钻头主体1的轴线垂直相交；矩形孔9内安装有一切割翼6，切割翼6的后部与矩形孔9靠近钻头主体1后部的位置通过中心轴5铰接， 中心轴5的轴线与钻头主体1的轴线垂直相交。切割翼6绕中心轴5旋转后能够完全放入通孔4中，切割翼6的后端面与下端面互相垂直，并且切割翼6的后端面与下端面通过圆弧面连接，切割翼6的后端面、下端面均与圆弧面相切，圆弧面的半径等于中心轴5的轴线到矩形孔9后侧面的距离。切割翼6的前部用螺钉固定安装有若干切削齿2，在切割翼6的上端面，并且靠近切割翼6前部的位置上开设有出气口 7，切割翼6的内部开设有出气管路8， 出气管路8与出气口 7连接，出气管路8的另一端通过中心轴5上的管路与钻头主体1后部的管路连通。述钻头主体1中部的外表面上开设有一环形槽10，环形槽10位于中心轴5 的前方，并且靠近切割翼6前部的位置；环形槽10内安装有限位弹簧11，用于防止切割翼 6从矩形孔9内旋出，结合图3、图4所示，限位弹簧11成圆环状，由弹簧钢制成，限位弹簧 11的两端分别设有一个把手12。本实用新型中钻头主体1前部和切割翼6前部安装的切削齿2均为聚晶金刚石复合片。本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头在工作时，首先把钻头后部的安装体与钻杆连接，开启钻机将钻头前移至岩石表面，开始钻孔；当钻头上的限位弹簧距离岩石表面1. 5 厘米时，钻机停止工作，通过拉动限位弹簧的把手，将限位弹簧取下，然后开启钻机继续钻孔，在钻进过程中，根据地质参数、钻进深度、钻进扭矩变化和排屑情况判断是否达到煤层， 在到达煤层后，如图5所示，通过控制压缩空气从切割翼6上的出气口喷出，形成一个反向推力，使切割翼6打开一个角度，与煤层13接触；当钻头继续旋转并向前进给时，如图6所示，在推力和离心力的共同作用下，切割翼6完全打开，形成煤层13全尺寸扩孔；根据岩石孔的出屑情况及钻进扭矩变化，确定已经完成钻孔、扩孔作业后，切换钻机档位，使钻头边旋转边后退，当钻头切割翼接触到岩石内壁时，岩石给切割翼一个推力，迫使切割翼回到钻体内，完成一个瓦斯抽排孔的钻、扩作业。以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.PDC钻、扩单翼组合钻头，在钻头主体(1)的前部固定安装有若干切削齿0)，钻头主体(1)的后部设置有安装体(3)，其特征在于在钻头主体(1)的中部侧表面上开设有一通孔(4)，所述通孔(4)内安装有一切割翼(6)，所述切割翼(6)的后部与通孔(4)靠近钻头主体(1)后部的位置通过中心轴( 铰接，所述切割翼(6)绕中心轴( 旋转后能够完全放入通孔中，所述切割翼(6)的前部固定安装有若干切削齿O)，在所述切割翼(6)的上端面，并且靠近切割翼(6)前部的位置上开设有出气口(7)，所述切割翼(6)的内部开设有出气管路(8)，所述出气管路(8)与出气口(7)连接，出气管路(8)的另一端通过中心轴 (5)上的管路与钻头主体(1)上的管路连通，所述钻头主体(1)前部和切割翼(6)前部安装的切削齿(2)均为聚晶金刚石复合片。
2.根据权利要求1所述的PDC钻、扩单翼组合钻头，其特征在于所述通孔(4)是横截面为矩形的矩形孔(9)，所述矩形孔(9)的中心线与钻头主体(1)的轴线垂直相交。
3.根据权利要求2所述的PDC钻、扩单翼组合钻头，其特征在于所述中心轴(5)的轴线与钻头主体(1)的轴线垂直相交。
4.根据权利要求3所述的PDC钻、扩单翼组合钻头，其特征在于所述切割翼(6)的后端面与下端面互相垂直，并且切割翼(6)的后端面与下端面通过圆弧面连接，切割翼(6)的后端面、下端面均与圆弧面相切，所述圆弧面的半径等于中心轴( 的轴线到矩形孔(9)后侧面的距离。
5.根据权利要求4所述的PDC钻、扩单翼组合钻头，其特征在于所述钻头主体(1)中部的外表面上开设有一环形槽(10)，所述环形槽(10)位于中心轴(5)的前方，并且靠近切割翼(6)前部的位置；所述环形槽(10)内安装有限位弹簧(11)，所述限位弹簧(11)成圆环状，限位弹簧(11)的两端分别设有一个把手(12)。
专利摘要本实用新型涉及一种带有扩孔功能的钻头，PDC钻、扩单翼组合钻头。其目的是为了提供一种操作简便的组合式钻头，能够在钻孔时根据需要同时进行扩孔，工作效率高。本实用新型PDC钻、扩单翼组合钻头，在钻头主体的前部固定安装有若干切削齿，在钻头主体的中部侧表面上开设有一通孔，通孔内铰接有一切割翼，切割翼的前部固定安装有若干切削齿，在切割翼的上端面，并且靠近前部的位置上开设有出气口，切割翼的内部开设有出气管路，出气管路与出气口连接，出气管路的另一端与钻头主体上的管路连通。本实用新型通过在钻头主体的中部安装切割翼，能够在钻孔时根据需要随时打开切割翼，在钻孔的同时完成扩孔，无需更换钻头即可完成扩孔，工作效率高。
文档编号E21B10/42GK202073499SQ20112018167
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者乔志军, 沈康明 申请人:淮南市志君钻探机具有限责任公司