一种高可靠性潜孔钻头的制作方法

文档序号:10100952阅读:378来源:国知局
一种高可靠性潜孔钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种钻井用钻头,具体的说涉及一种高可靠性潜孔钻头,属于冲击钻技术领域。
【背景技术】
[0002]当前将潜孔冲击器用于水井市场越来越普遍,因其高效特点深受钻井用户的欢迎。同时,因钻井成本尚,对潜孔钻头的要求进一步提尚,特别是深孔时,一旦发生钻头断体,打捞成本高,成功率低。
[0003]当前水井市场上通用钻头基本上采用矿山钻头的材质及工艺,配用标准型的尾部结构,比如阿特拉斯的DHD系列,QL系列,或者山特维克的Miss1n系列等,鉴于矿山市场对钻头断体的敏感度不高,如果直接将该类钻头应用于水井市场将带有巨大使用风险。
[0004]通过统计分析,水井市场潜孔钻头的损坏出现在花键配合部位的占绝大数,而断裂根源绝大多数为花键外侧磨损造成的,针对花键部位针对性改进是一项行之有效的措施。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的问题是针对花键进行了针对性的设计改进,提供高可靠性潜孔钻头,改进设计了钻头与冲击器的连接结构,使之配合可靠,同时对花键加工细节进行整体提升,有效降低了产品的使用风险。
[0006]为了解决上述问题,本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种高可靠性潜孔钻头,包括钻头本体,靠近钻头本体的后端的连接处的外圆周上设置有若干条钻头花键,若干条钻头花键沿钻头本体的轴线均匀方向设置。
[0008]以下是本实用新型对上述方案的进一步优化:
[0009]在保证钻头花键强度的前提下,所述钻头花键的花键厚度不低于10mm,尽可能采用较多的花键数量,通过增加花键数量,减少了单个花键与前接头配合时的磨损量,有效减轻了花键的磨损。
[0010]进一步优化:所述钻头花键的截面为矩形结构,其上部两端分别通过倒角设置。
[0011]较大倒角可以有效避免热处理对花键的影响,同时较高的表面质量有利于热处理的进行,使处理表面组织得到统一。
[0012]进一步优化:所述钻头花键的下部两侧具有键底,所述键底采用较大的圆弧过渡。
[0013]进一步优化:所述钻头花键的长度为70-115mm,安装时,将其与前接头花键进行匹配,使钻头花键配合长度占钻头花键总长度的80%以上。该措施同样可以降低断体几率。
[0014]组装时,控制钻头花键和前接头花键的周圈均匀性,保证花键的配合及受力均匀性,避免单个花键受力而其他花键不受力的状况。
[0015]本实用新型通过从花键数量,配合面积,花键加工细节等三个方面对花键质量进行了提升,经验证可有效降低钻头在水井市场的断体几率,减少了故障率,提高了钻井的成功率;同时改进了钻头的外部形状,使钻头的长度缩短,减少了装配难度;配合专用型高频高效节能型冲击器使之钻岩效率有了 20%以上的提高。
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0017]附图1为本实用新型实施例中高可靠性潜孔钻头的结构示意图;
[0018]附图2为附图1中的A-A向剖视图;
[0019]附图3为本实用新型实施例中高可靠性潜孔钻头的安装结构示意图。
[0020]图中:1_钻头花键;2_花键厚度;3_前接头花键;4_倒角;5_花键底部;6_花键表面;7-钻头本体。
【具体实施方式】
[0021]实施例,如图1、图2所示,一种高可靠性潜孔钻头,包括钻头本体7,靠近钻头本体7的后端的连接处的外圆周上设置有若干条钻头花键1,若干条钻头花键1沿钻头本体7的轴线均匀方向设置。
[0022]在保证钻头花键1强度的前提下,所述钻头花键1的花键厚度2不低于10mm,尽可能采用较多的花键数量,比如4寸冲击器可采用12花键,5寸冲击器采用14花键,6寸冲击器采用16花键,8寸冲击器采用20花键等;通过增加花键数量,减少了单个花键与前接头配合时的磨损量,有效减轻了花键的磨损。经验证,8寸冲击器20花键比较10花键,在使用完成后花键单侧磨损降低60%以上,大大减轻了单个花键的磨损,使钻头的花键磨损量控制在硬化层以内。
[0023]所述钻头花键1的截面为矩形结构,其上部两端分别设置倒角4,倒角4的尺寸是
l-2mm。较大倒角可以有效避免热处理对花键的影响,同时较高的表面质量有利于热处理的进行,使处理表面组织得到统一。
[0024]所述钻头花键1的下部两侧具有键底5,所述键底5采用较大的圆弧过渡,圆弧一般取值 R0.5-R1.5。
[0025]钻头花键1具有花键表面6,花键表面6采用抛光处理,保证花键加工质量。
[0026]所述钻头花键1的长度a为70-115mm。
[0027]安装时,将其与前接头花键3进行匹配,使钻头花键1配合长度占钻头花键1总长度的80%以上,而DHD系列的配合长度仅为花键长度的60%左右。
[0028]组装时,控制钻头花键1和前接头花键3的周圈均匀性,保证花键的配合及受力均匀性,避免单个花键受力而其他花键不受力的状况。
[0029]花键形式由原来的细长型(花键端长度与直径比值超过2.5)转变为粗壮型(增加了花键的外圆尺寸,花键端长度与直径比值小于1.8),在冲击配合面不变的情况下,降低了花键部位截面上单位面积承受及需传递的冲击能量,进一步降低了钻头的损坏几率。
【主权项】
1.一种高可靠性潜孔钻头,包括钻头本体,其特征在于:靠近钻头本体的后端的连接处的外圆周上设置有若干条钻头花键,若干条钻头花键沿钻头本体的轴线均匀方向设置; 所述钻头花键的花键厚度不低于10mm ; 所述钻头花键的截面为矩形结构,其上部两端分别通过倒角设置; 所述钻头花键的下部两侧具有键底,所述键底采用较大的圆弧过渡。2.根据权利要求1所述的一种高可靠性潜孔钻头,其特征在于: 所述钻头花键的长度为70-115_,安装时,将其与前接头花键进行匹配,使钻头花键配合长度占钻头花键总长度的80%以上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高可靠性潜孔钻头,包括钻头本体,靠近钻头本体的后端的连接处的外圆周上设置有若干条钻头花键,若干条钻头花键沿钻头本体的轴线均匀方向设置,本实用新型通过从花键数量,配合面积,花键加工细节等三个方面对花键质量进行了提升,经验证可有效降低钻头在水井市场的断体几率,减少了故障率,提高了钻井的成功率;同时改进了钻头的外部形状,使钻头的长度缩短,减少了装配难度;配合专用型高频高效节能型冲击器使之钻岩效率有了20%以上的提高。
【IPC分类】E21B10/36
【公开号】CN205012922
【申请号】CN201520626196
【发明人】李保顺, 侯磊磊, 朱月坤, 武明磊, 张胜福
【申请人】山东中瑞工程机械有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年8月19日
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