一种合金钻头的制作方法

本发明涉及机械设备
技术领域：
，具体为一种合金钻头。
背景技术：
：钻头应用于机械加工、资源勘探与开发等领域，然而在地质条件复杂的条件下，会降低机械钻速，增加钻井成本等问题；现有的钻头尤其随着钻井深度的不断增加，井筒内的钻井液柱压力也不断而增大，存在长时间作业易造成钻头抗压能力差，增加钻头脱落的风险，在钻井过程中，当钻头遇较硬地层或软硬交错硬夹层时，钻头吃入困难，破碎效率低的问题。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供了一种合金钻头，有效解决了现有钻头抗压能力差，易增加钻头脱落风险，破碎效率低的问题。为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种合金钻头，包括钻头体和钻芯；所述钻头体前端设有钻芯，所述钻头体后端设有传动花键轴，所述传动花键轴外套设有花键套，所述花键套通过卡键组件安装于钻具下方，所述钻芯外壁上设有环形凹槽，所述钻芯与钻头体同轴，并与钻头体的底部螺纹连接；所述钻头体与花键套之间设有卡环，所述卡环通过固定销固定在钻头体上，所述传动花键轴内部设有上下贯通的通孔，所述通孔的底部贯穿钻头体并与钻芯外壁上的环形凹槽连通，所述钻头体的外壁上沿所述钻头体的周向上设有多个合金齿。进一步，所述合金齿呈柱型结构，所述合金齿沿所述钻头体的周向均匀排布，所述合金齿的顶部设有棱条。进一步，所述钻头体采用硬质合金材质，所述钻头体呈圆台形结构，所述钻头体前端沿所述钻头体的周向上等间距设有锥球齿。进一步，所述花键套的内壁上设有凸条，所述传动花键轴对应凸条设有配套使用的凹槽。进一步，所述卡键组件采用成对使用的半环卡键，所述花键套上对应卡键组件设有卡槽。进一步，所述卡环由第一环体和第二环体插接连接构成，所述卡环采用硬质合金材质制成。本发明提供的一种合金钻头，具备以下有益效果：本发明通过卡环由第一环体和第二环体插接连接组成，便于卡环的拆卸更换，通过固定销固定在钻头体上，对钻头起到稳固的作用，提高起抗变形性能，使其在工作中不容易变形；通过卡环采用硬质合金材质制成，所述卡环设于钻头体与花键套之间，有效提高钻头体的耐冲击性和抗弯折性，进一步提高卡环合金钻头的抗变形性能；通过卡键组件采用成对使用的半环卡键，所述传动花键轴上对应卡键组件设有卡槽，提高卡键组件与传动花键轴连接的稳固性，同时提高动力传动效率；通过所述花键套的内壁上设有凸条，所述传动花键轴对应凸条设有配套使用的凹槽，提高花键套与传动花键轴连接的稳固性，有效降低钻头脱落的风险，从而增加钻头的使用寿命。本发明通过钻头体采用硬质合金材质，增加钻头体的硬度和耐磨性，所述钻头体呈圆台形结构，增加钻头体的抗冲击以及抗压能力，所述钻头体前端沿所述钻头体的周向上等间距设有锥球齿，提高钻头体破碎效率，增加其实用性；通过钻芯与钻头体同轴，并与钻头体的底部螺纹连接，便于钻芯的更换，提高整体寿命；通过所述合金齿呈柱型结构，所述合金齿沿所述钻头体的周向均匀排布，所述合金齿的顶部设有棱条，增大其破碎效果，提高作业效率；通过传动花键轴内部设有上下贯通的通孔，所述通孔的底部贯穿钻头体并与钻芯外壁上的环形凹槽连通，便于空气或介质进入对钻头体起到保护的作用，提高其操作效率；本发明操作便捷，实用性强，便于推广使用，有效解决了现有钻头抗压能力差，易增加钻头脱落风险，破碎效率低的问题。附图说明图1为本发明合金钻头的结构示意图。图2为本发明合金钻头通孔的剖视结构示意图。图3为本发明合金钻头凸条的结构示意图。图4为本发明合金钻头卡环的结构示意图。图中，1-钻头体，2-钻芯，3-卡环，4-传动花键轴，5-花键套，6-卡键组件，7-合金齿，8-通孔，9-环形凹槽，10-锥球齿，11-凸条，12-凹槽。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1-4所述，本发明提供的一种合金钻头，包括钻头体1和钻芯2；所述钻头体1采用硬质合金材质，增加钻头体1的硬度和耐磨性，材质可以是本公司高硬度高强度的硬质合金，其组分包括碳化钨、钴粉、碳化钽、碳化铬和碳化钒按本公司高硬度高强度的硬质合金配比制成，所述钻头体1呈圆台形结构，增加钻头体1的抗冲击以及抗压能力，所述钻头体1前端沿所述钻头体1的周向上等间距设有锥球齿10,提高其在作业中的破碎效率以及质量。本发明采用硬质合金材质制成的呈圆台形结构钻头体1与一号对照组、二号对照组和三号对照组在冲击力、冲击频率和相同破碎时间（以连续工作20h为参照）等试验条件相同的情况下进行破碎试验，对其破碎质量（以8.5-10为优，7.0-8.4为良，5.5-6.9为中）和磨损情况（钻芯和截齿判定由专业人员参照iadc钻头磨损分级标准）进行检测，一号对照组采用非硬质合金材质制成的非呈圆台形结构钻头，二号对照组而采用硬质合金材质制成的非呈圆台形结构钻头，三号对照组采用非硬质合金材质制成的呈圆台形结构钻头，测试结果如下所示：破碎质量磨损消耗率（%）本申请钻头体9.30.5-1%一号对照组5.618-25%二号对照组7.29-14%三号对照组7.612-17%表1从上述试验测定数据可知，本申请提供的采用硬质合金材质制成的呈圆台形结构钻头体1在破碎质量和磨损情况上均优于所述各对照组；本发明采用本公司高硬度高强度的硬质合金配比制成的圆台形结构钻头体1,从而进一步增加本申请钻头体1的耐磨性能以及钻头体1向前进的破碎效果，提高其实用性。所述钻头体1前端设有钻芯2，所述钻头体1后端设有传动花键轴4，所述传动花键轴4外套设有花键套5，所述花键套5的内壁上设有凸条11，所述传动花键轴4对应凸条11设有配套使用的凹槽12，提高花键套5与传动花键轴4连接的稳固性，有效降低钻头脱落的风险，从而增加钻头的使用寿命；所述花键套5通过卡键组件6安装于钻具下方，所述卡键组件6采用成对使用的半环卡键，便于锁紧连接时对连接件起到稳固的作用，加强之间的连接性能，所述花键套5上对应卡键组件6设有卡槽，提高卡键组件6与传动花键轴4连接的稳固性，同时提高动力传动效率。所述钻芯2外壁上设有环形凹槽9，所述钻芯2与钻头体1同轴，并与钻头体1的底部螺纹连接，便于钻芯2的更换，延长整体使用寿命；所述钻头体1与花键套5之间设有卡环3，有效提高钻头体1的耐冲击性和抗弯折性；所述卡环3由第一环体和第二环体插接连接构成，便于卡环3的拆卸更换，所述卡环3采用硬质合金材质制成，所述卡环3通过固定销固定在钻头体1上，对钻头起到稳固的作用，提高起抗变形性能，使其在工作中不容易变形；所述传动花键轴4内部设有上下贯通的通孔8，所述通孔8的底部贯穿钻头体1并与钻芯2外壁上的环形凹槽9连通，便于空气或介质进入对钻头体1起到保护的作用，提高其操作效率；所述钻头体1的外壁上沿所述钻头体1的周向上设有多个合金齿7，所述合金齿7呈柱型结构，所述合金齿7沿所述钻头体1的周向均匀排布，所述合金齿7的顶部设有棱条，增大其破碎效果，提高作业效率。本申请钻头体1与花键套5之间设有卡环3，所述卡环3由第一环体和第二环体插接连接构成；对照组采用套接卡环、卡套卡环或卡盘来对钻头和钻机设备连接后进行固定；采用金属抗变形性能测试装置对其抗变形性能和连接处的稳固性能进行测定，本申请提供的第一环体和第二环体插接连接对设备连接的稳固性优于采用套接卡环、卡套卡环或卡盘来对钻头和钻机设备连接后进行固定；其抗变形性能为卡盘＜卡套卡环＜套接卡环，本申请提供的卡环3便于拆卸更换，所述卡环3通过固定销固定在钻头体1上，对钻头起到稳固的作用，提高起抗变形性能，使其在工作中不容易变形，从而提高其实用性。本申请钻头体1前端沿所述钻头体1的周向上等间距设有锥球齿10以及钻头体1的外壁上沿所述钻头体1的周向上设有多个合金齿7，所述合金齿7呈柱型结构，所述合金齿7沿所述钻头体1的周向均匀排布，所述合金齿7的顶部设有棱条，对照组采用钻体的外壁上沿所述钻体的周向上设有多个柱型齿，在其它结构以及试验操作条件相同的情况下对其破碎率、破碎质量（以8.5-10为优，7.0-8.4为良，5.5-6.9为中）以及破碎用时进行试验测定,测定数据如下所示：破碎率（%）破碎质量破碎用时（s）本申请钻头体95.6-98.858.5-9.360对照组89.7-93.46.9-7.2120表2由上述试验数据可知，在试验条件相同的情况下采用本公司破碎冲击系统以及破碎检测装置对破碎效率和质量进行监测，本申请钻头体1在破碎效率、质量以及破碎用时上都优于对照组所提供的钻体的外壁上沿所述钻体的周向上设有多个柱型齿，由此可知本申请提供的钻头增大其对物体的破碎效果，从而提高作业效率。综上所述，本发明提供的一种合金钻头，在于钻机连接稳固性能上还是破碎质量以及效率上优于现有同等型号钻头，本发明从而进一步有效的解决了现有钻头抗压能力差，易增加钻头脱落风险，破碎效率低的问题。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本发明的保护范围不仅限于上述公开的具体技术方案，以上所述仅为本实发明的较佳实施方式，并不能以此来限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上具体技术方案所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。当前第1页12