一种自带铁矿探测装置的钻头的制作方法

本实用新型涉及钻头领域，具体的说，是一种自带铁矿探测装置的钻头。

背景技术：

铁是世界上发现最早、利用最广、用量最多的一种金属，因此我们无时无刻都需要这种金属。现有的铁矿探测仪通常只能位于地表上，无法深入地表下进行探测，探测范围受限。而石油钻井等过程均需要钻孔，若此时能从钻孔放入金属探测设备，就能对地表下方更深位置进行矿藏探测，扩大探测范围。

另一方面，现有技术方案（申请名称：高炉开口机用非金属钻头及其制造方法，公告日：2009.05.06，专利号：CN200810229107.8）公开了一种在常温和高温下均具有很高强度的非金属钻头，其无机非金属材料各组分重量百分比如下：碳化硅细粉60～85％；碳化硅微粉 5～38％；非金属氮化物微粉0～20％；金属硅粉0～20％；外加剂2～12％。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自带铁矿探测装置的钻头，钻头整体均采用非金属材料制成，金属探测仪安装在钻头本体的空腔内并随着钻头本体一起深入地下进行铁矿探测，扩大铁矿探测的深度，结构简单、便于安装或维修。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种自带铁矿探测装置的钻头，包括非金属材料制成的钻头本体，所述钻头本体用于钻取的钻取端设置有一空腔，空腔内安装一壳体表面涂覆隔热薄膜的金属探测仪。本实用新型通过安装在钻头本体中的金属探测仪，可进行金属矿的探测，并不仅限于铁矿探测。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述金属探测仪通过非金属材料制成的保持架安装在空腔内；所述保持架包括外圈与空腔内壁过盈配合的架体，金属探测仪安装在保持架的内圈。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述保持架的架体内设置有环状布置的保持带，保持带上设置多个定位槽，每个定位槽内设置一个可在定位槽内自由活动的滚珠；所述保持带、滚珠均为非金属材料制成。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述架体、保持带、滚珠的外表面均涂覆隔热薄膜。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述钻取端进取一侧设置位于中心的锥形的排屑部、以及位于四周的排屑槽。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述排屑部的外表面还设置多个分别连通中心与边缘的导流槽。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述金属探测仪为高频振荡金属探测仪。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述高频振荡金属探测仪包括微处理芯片、高频振荡器、放大器、无线通讯模块、电源；所述高频振荡器通过放大器与微处理芯片连接，无线通讯模块、电源分别与微处理芯片连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述高频振荡器设置粗增益调节电阻和细增益调节电阻。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型中表面涂覆隔热薄膜的金属探测仪安装在非金属材质的钻头本体的空腔中，随钻头本体一起深入地下，从地下向更深的区域进行铁矿探测，有效扩大探测铁矿的范围；

（2）本实用新型中金属探测仪通过具有隔热功能的保持架安装在空腔内，一是更有效的隔绝钻取过程中产生的热量，二是减小钻取过程中产生的冲击和振动；

（3）本实用新型中钻头本体其钻取端设置排屑部、排屑槽，使得钻取过程中钻取端排挤的泥浆、沙土等物质从钻头中部向四周排泄，减小钻头本体进取时的阻力；

（4）本实用新型中金属探测仪自带便携式电源和无线通讯模块，便携式电源直接供电，无线通讯模块将反应探测情况的信号以无线通讯的方式发送至控制中心进行汇总，有效避免线路干扰。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖面示意图；

图3为本实用新型中保持架的结构示意图；

图4为本实用新型中保持带的结构示意图；

图5为本实用新型中排屑部的正面结构示意图；

图6为金属探测仪内部结构框图；

其中：1-钻头本体，11-排屑部，111-导流槽，12-排屑槽，13-空腔，2-金属探测仪，3-保持架，31-架体，32-保持带，33-滚珠。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例所述的一种自带铁矿探测装置的钻头，如图1、图2所示，一种自带铁矿探测装置的钻头，包括非金属材料制成的钻头本体1，所述钻头本体1用于钻取的钻取端设置有一空腔13，空腔13内安装一壳体表面涂覆隔热薄膜的金属探测仪2。

本实施例中金属探测仪2安装在钻头本体1的空腔13中，随钻头本体1一起旋转并深入地下，在地下一定深度的位置进行金属探测，探测的信号汇总至控制中心，对探测情况进行反馈。

本实施例，相比较从地面进行金属探测，其探测的深度更深、范围更广。为了防止钻头或金属探测仪2本身自带金属而造成干扰，钻头本体1、金属探测仪2均为非金属材质。进一步，为了防止钻取过程中产生的热量对金属探测仪2内部结构造成损伤，金属探测仪2其壳体表面涂覆隔热薄膜，隔绝热量，以保证金属探测仪2的正常探测工作。为了保证探测的准确性，最好在所有干扰设备撤离探测范围后，再对金属探测仪2采集的数据信息进行分析处理。

本实用新型所述钻头可以用于首次钻取，也可用于二次钻取：当地质柔软时，钻头本体1可用于首次钻取；当地质坚硬时，先采用其他钻头钻出初孔后，再用本实施例中的钻头本体1进行二次钻取。通常采矿、钻井等工程中，钻孔深度为2.5米以上。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，如图2所示，一种自带铁矿探测装置的钻头，包括非金属材料制成的钻头本体1，所述钻头本体1用于钻取的钻取端设置有一空腔13，空腔13内安装一壳体表面涂覆隔热薄膜的金属探测仪2。所述金属探测仪2通过非金属材料制成的保持架3安装在空腔13内；所述保持架3包括外圈与空腔13内壁过盈配合的架体31，金属探测仪2安装在保持架3的内圈。所述保持架3的架体31内设置有环状布置的保持带32，保持带32上设置多个定位槽，每个定位槽内设置一个可在定位槽内自由活动的滚珠33；所述保持带32、滚珠33均为非金属材料制成。所述架体31、保持带32、滚珠33的外表面均涂覆隔热薄膜。

本实用新型中金属探测仪2可以固定安装在钻头本体1的空腔13内，也可以浮动安装在钻头本体1的空腔13内。本实施例中金属探测仪2通过保持架3安装在空腔13内：一是保持架3其架体31外圈与空腔13内壁过盈配合，以稳定安装位置；二是保持架3内圈设置的多个滚珠33与金属探测仪2壳体同时接触。所述保持架3内圈与金属探测仪2壳体为沿周向、均匀分布的、多点式接触连接。多点式接触连接的结构：一方面，足够保证金属探测仪2稳定安装；一方面，减小与金属探测仪2的接触面积，形成的空隙便于散热；另一方面，多个自由转动的滚珠33均有小范围的移动间隙，利用这样的结构，可以有效减少钻头本体1工作时振动对金属探测仪2可能产生的影响。

如图3所示，保持架3包括架体31、保持带32、滚珠33。如图4所示，保持带32均匀设置多个用于夹持滚珠33的定位槽。自然状态下，保持带32呈柔性的带状，使用时，将其卷成一个圈并将多个滚珠33限位于架体31中。

为了更好的固定滚珠33，保持带32的宽度略大于架体31开口侧的宽度。此结构使得保持带32利用其自身材质具有的微小的弹性变形恰好卡入架体31的开口处。

为了更好的固定金属探测仪2，保持架3两侧还设置有防止金属探测仪2随意掉出的安全带。

为了更好的保障金属探测仪2的稳定工作，保持带32、滚珠33均为耐热的非金属材料制成。所述保持带32的材质可选用：聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)、聚砜(PSF)等耐热塑料；或者高温硫化硅胶(HTV)、氟橡胶等耐热橡胶。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，如图1所示，一种自带铁矿探测装置的钻头，包括非金属材料制成的钻头本体1，所述钻头本体1用于钻取的钻取端设置有一空腔13，空腔13内安装一壳体表面涂覆隔热薄膜的金属探测仪2。所述钻取端进取一侧设置位于中心的锥形的排屑部11、以及位于四周的排屑槽12。

如图1、图5所示，所述排屑部11的外表面还设置多个分别连通中心与边缘的导流槽111。为了减小钻取是泥浆等物质对钻头本体1的阻力，本实施例中设置锥形排屑部11、四周的排屑槽12、位于排屑部11表面的导流槽111。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，一种自带铁矿探测装置的钻头，包括非金属材料制成的钻头本体1，所述钻头本体1用于钻取的钻取端设置有一空腔13，空腔13内安装一壳体表面涂覆隔热薄膜的金属探测仪2。所述金属探测仪2为高频振荡金属探测仪2。如图6所示，所述高频振荡金属探测仪2包括微处理芯片、高频振荡器、放大器、无线通讯模块、电源；所述高频振荡器通过放大器与微处理芯片连接，无线通讯模块、电源分别与微处理芯片连接。所述高频振荡器设置粗增益调节电阻和细增益调节电阻。

所述电源，为与微处理芯片连接的蓄电池，直接为金属探测仪2供电。本实施例中电源无需外接，避免电源线的束缚，有效避免电源线对钻头转动的影响。

所述高频振荡器，设置粗增益调节电阻和细增益调节电阻，用于调节检测灵敏度。粗增益调节电阻或细增益调节电阻的电阻值可以通过微处理芯片进行调节，也可以手动预设。

如图6所示，所述高频振荡器主要由三极管VT1、高频变压器T1组成，高频变压器T1主要由初级线圈L1、次级线圈L2、电容器C1、粗增益调节电阻RP1、细增益调节电阻RP2组成。用于探测的初级线圈L1和电容C1构成LC振荡回路，且初级线圈L1其绕线首端为A端并接入三极管VT1的集电极，次级线圈L2其绕线首端为D端并接偏置电路，次级线圈L2其绕线末端为C端并接入三极管VT1的基极，三极管VT1的发射极通过串联的粗增益调节电阻RP1、细增益调节电阻RP2接地。所述偏置电路由电阻R2和二极管VD2组成，电阻R2为二极管VD2的限流电阻。

所述高频振荡器中电路形成正反馈而产生自激高频振荡。通过调节粗增益调节电阻RP1、细增益调节电阻RP2，使高频振荡器刚好处于临界振荡状态(刚好起振)，当用于探测的初级线圈L1靠近金属物体时，由于电磁感应现象，会在金属导体中产生涡电流，使LC振动回路中的能量损耗增大，三极管VT1基极正反馈减弱，处于临界态的高频振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振。所述偏置电路，因二极管VD2正向阈值电压恒定，通过次级线圈L2加到三极管VT1的基极以得到稳定的偏置电压，从而大大增强三极管VT1高频振荡器的稳定性。

所述放大器将高频振荡器的信号放大并发送至微处理芯片，由微处理芯片通过无线通讯模块以无线传输方式发送至控制中心进行汇总反馈。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。