专利名称:钻头的制作方法
本发明涉及一种用于钻具中的钻头。该钻具包括有多个向钻头传递冲击的中心钻杆和多个向钻头传递转动的管形件，该管形件套装在中心钻杆上。在钻头内设置有一冲洗通道，该通道从钻头的前端一直向后延伸到钻头的中部，且一个横向通道位于这个中部。该横向通道把上述的冲洗通道与在中心钻杆和管形件之间形成的环形空间从内部连通。
在上述类型的一种钻具中，中心钻杆适合于把冲击能量和进刀力传到钻头，而管形件适合于把转矩和退刀力传到钻头;由此可以获得一种能量损失小的伸缩式钻岩设备。这种钻具已在US-A-4094364中说明，它将作为对照引入到本发明的说明中。
在US-A-4094364中所叙述的装置内，钻头包括一个配备有切削工具的主体，切削工具与钻头细长的柄部用螺纹连接，上述的柄部被插入管形件的前端。在这种两件式钻头的设计中，钻头在比较远离钻头前端面处被导向，这意味着，钻出的孔往往会偏离希望钻削的方向;而且主体和柄部间的螺纹连接意味着没有完全排除使用螺纹，也就是螺纹会产生能量损失和本身的破坏。
因此，本发明的目的是提供这样一种钻头在钻头中不会由其本身产生能量损失，而其导向尽可能地靠近钻头的前端面。
出于强度的考虑，我们认为这种钻头的接受冲击的后部端面必须是封闭的，而且，为了进行有效的冲洗，必须把冲洗液引导到钻头前端面上的至少两个彼此隔开的位置。因此，本发明的另一个目的是提供这样一种钻头在此钻头内，冲洗通道是以这样方式来制造和设计的，即能满足上述的两个要求。
这些和其他目的均已由本发明实现，在权利要求
书中，将对其各种特征一一加以说明。
下面参照附图对本发明进行详细说明。在附图中，以举例的方式示出了各种各样的实施例。这些实施例仅作为本发明的例证，而且在权利要求
范围内，可对它们进行修改。
在附图中图1是根据本发明的钻头的侧视图和连带的钻具前面部分的剖视图;
图2是根据本发明的钻头的一个实施例的剖视图;
图3和图4图示了根据本发明的钻头的另一个实施例;
图5和图6图示了根据本发明的钻头的进一步的实施例;
图7和图8图示了根据本发明的钻头的更进一步的实施例;
图9图示了根据本发明的钻头的又一个实施例。
在附图中，相应的部位标以相同的标号。
在图1中，图示了一个安装在一个由标号11总体地指示的钻具的前端的钻头10，钻具11包括一套多个向钻头10传递冲击的中心钻杆12。在图1中，只表示出最靠近钻头10的钻杆12。钻具11还包括一套多个向钻头10传递转动的管形件13，此管形件13套装在上述的钻杆12上。为了传递转动，钻头10和管形件13的前端用花键14配合。然而，管形件13的花键设置在钻套15中，而钻套15拧到钻管16上。这样钻套15和钻管16就构成了这套管形件13的前端，然后把管形件13拧到多个类似的钻杆套管17中的第一件上。
借助于一个与钻头10上的加粗部分19配合的止动环18，可防止钻头10在退刀时从钻具中掉出来。利用钻套15，使止动环18被压在钻管16上的内凸台下。于是，在钻头10的加粗部分19和具有花键的部分21之间，有一个具有缩小的直径的部分20。在图示的实施例中，部分20位于部分19和21之间。
在钻套15的前端有一圆柱导向面22，它与钻头10上相应的圆柱导向面23相配合。由于事实上导向面22和23紧位于钻头10的前端面25的后部，因此就能够保证钻头10得到有效的导向;因此，减小了钻孔偏离预定方向的危险。钻头前端面25装有硬质合金嵌入齿24形式的切削工具。因为钻头是制成单件式的，所以就消除了钻头中的能量损失。
通常空气或水作为冲洗介质，它通过在一套钻杆12和一套管形件13之间所形成的环形空间26，被供给到钻头10。在钻头10的加粗部分19上，有一个横向通道27，它与钻头内的纵向延伸的冲洗通道28连通。这样，冲洗介质通过通道27和28，从空间26被引导到钻头前端面25。
一衬套29安装在钻管16中，以引导钻头10的后部;一衬套30安装在钻杆套管17的前部，以引导钻杆12的前部;在钻杆套管17的后部，安装有一类似于衬套29的衬套，用来引导钻杆12的后部。于是，衬套29、30是作为钻杆12和钻头10的导套或滑动轴承而工作的，例如衬套29和30可用青铜、塑料或橡胶来制造，其上设置有轴向穿通的通道31和32，且冲洗介质可通过这两个通道。最好有多个通道31和32设置在衬套29和30的周边附近。
如上所述，可以发现，钻头10需要有一个封闭的承受冲击的后部端面，即，冲洗通道28一定不能穿通整个钻头10。而且，为了进行有效的冲洗，必须把通过冲洗通道的冲洗介质引到钻头前端面25上的至少两个位置。与此同时，必须确保通过通到钻头前端面的每一顶端通道33引导出足够数量的冲洗液。为了实现这一目的，可使每一顶端通道的横截面小于位于顶端通道33和横向通道27之间的冲洗通道28的所有的横截面。
在图2所示的实施例中，两条冲洗通道28′设置在钻头10′内，而且每一条顶端通道33′构成它本身的冲洗通道的延伸部分;因此，每一顶端通道33′的横截面与冲洗通道28′的横截面是相等的。通道28′，33′与钻头10的纵轴34平行地延伸，且对称于轴线34设置。换句话说，在钻头10内，最好能有许多相互平行的通道28′和33′。在图示的实施例中，冲洗通道28′与它自己的横向通道27′连通。然而另一方面，多个通道27′可由横穿钻头的一个通道代替。
在根据图3-图8的实施例中，以钻头的毛坯形式示意性地图示了根据本发明的钻头的不同实施例。在图3和图4所示的实施例中，在钻头10″内的一条冲洗通道28″由钻削而成，如图3所示。然后，锻造钻头的前部35″，使冲洗通道28″前部的横截面减小，以制成具有缩小的横截面的顶端通道33″。然后在钻头前端面25″和冲洗通道28″之间，钻出一个或几个顶端通道33″。特别是，利用锻造加工，可完全避免顶端通道33″与冲洗通道28″成一口径相同的直通道。
在图5和图6所示的实施例中，一条冲洗通道28′′′从钻头10′′′的后端面36′′′被一直钻到前部35′′′，如图5所示。然后锻造钻头的后部37′′′，以便消除其上的钻孔，见图6。然后在钻头前端面25′′′和冲洗通道28′′′之间钻出两个或几个顶端通道33′′′。
在图7和图8所示的实施例中，钻头的毛坯10′V包括两部分38、39。从部分38、39的彼此相对的表面42、43上，钻出两个另一端封闭的孔40、41。然后利用对头焊接，沿表面42、43把两部分38和39焊在一起。然后在钻头前端面25′V和冲洗通道28′V之间钻出顶端通道33′V。可以理解，焊接表面可以选在沿着钻孔40和41的任何地方。特别是，可把钻孔41全部省掉。然而，一般地，把位于横向通道27′V后面的钻头部分焊到位于该部分和前部35′V之间的钻头的中间部分44上。应该理解的是，中间部分44是延伸到止动环18的钻头部分。
在图9所示的实施例中，钻头的毛坯10V也包括图7中的两部分38和39。然而部分38和39不是彼此焊接在一起的，而是彼此松散地靠在一起形成钻头的最终形式。并在钻头前端面25V和由孔40、41形成的冲洗通道28V之间，加工出顶端通道33V。横向通道27V被设置在后部38上，且紧贴着部分38和39之间的分离面上。然而，通常可以相信此分离面可设置在沿着中间部分44的任何位置。不过，出于强度的考虑，分离面最好是选在加粗部分19上。由于在这种钻头中不存在螺纹连接，因此，在这种两件式钻头中不会产生能量损失。
权利要求
1.本钻头用于一种钻具(11)中，钻具(11)包括多个用于向钻头(10)传递冲击的中心钻杆(12)和多个用于向钻头(10)传递转动的管形件(13)，上述的管形件套装在上述的钻杆上，在钻头(10)内设置有一从钻头前端面(25)向后一直延伸到钻头中间部分(44)的冲洗通道(28)，和一个位于中间部分(44)的横向通道(27)，上述的横向通道把上述的冲洗通道(28)与一个在钻杆(12)和管形件(13)之间所形成的环形空间(26)从内部连通，其特征是钻头(10)可制成单件式或分离件式，最好在其中间部分(44)处有一条分离线，在该处两部分适于彼此松散地靠在一起，冲洗通道(28)至少包括两条通到钻头前端面(25)的顶端通道(33)，而且顶端通道(33)的横截面小于在顶端通道(33)和横向通道(27)之间的冲洗通道(28)的所有的横截面。
2.根据权利要求
1的钻头，其中至少有两条冲洗通道(28′)被设置在钻头(10)内，而每一顶端通道(33′)形成它自身的冲洗通道(28′)的延伸部分。
3.根据权利要求
2的钻头，其中冲洗通道(28′)平行于钻头(10)的纵轴(34)延伸，且对称于纵轴(34)设置。
4.根据权利要求
2或3的钻头，其中每一条冲洗通道(28′)分别与每一条独立的横向通道(27′)连通。
5.根据权利要求
1的钻头，其中一条单一的冲洗通道(28′V)设置在钻头(10′V)内，最好使其沿着钻头(10′V)的纵轴(34)，顶端通道(33′V)与上述的单一的冲洗通道连通，而且位于横向通道(27′V)后面的钻头的后部(38)被焊接到钻头的中间部分(44)上。
6.根据权利要求
5的钻头，其中后部(38)是利用对头焊接被焊到中间部分(44)上。
7.根据权利要求
1的钻头，其中一条单一的冲洗通道(28″)设置在钻头(10″)内，其中的一条顶端通道(33″)形成了上述的单一的冲洗通道的延伸部分并与它成一直线，而且最好利用锻造钻头(10″)的前部(35″)使上述的单一的冲洗通道的横截面减小。
8.根据权利要求
1的一种钻头，其中一条单一的冲洗通道(28′′′)设置在钻头的后部端面(36′′′)和顶端通道(33′′′)之间，其中上述的单一的冲洗通道(28′′′)并不通到钻头的前端面(25′′′)，而且通过锻造位于横向通道(27′′′)后面的钻头(10′′′)的后部(37′′′)，使贯穿上述的后部(37′′′)内的冲洗通道(28′′′)部分的横截面实质上减至零。
9.根据前面的任何一个权利要求
的一种钻头，其中横向通道(27)设置在钻头(10)的加粗部分(19)内。
10.根据权利要求
9的一种钻头，其中具有缩小的直径的部分(20)设置在加粗部分(19)和具有花键的部分(21)之间，而上述的缩小的直径的部分最好位于加粗部分(19)和配置有花键的部分(21)之间。
专利摘要
一种钻头(10)用于一种钻具(11)中，该钻具包括一套多个中心钻杆(12)和一套多个套装在上述钻杆上的管形件(13)。钻头(10)内设置一纵向延伸的冲洗通道(28)，该冲洗通道通过一横向通道(27)与钻杆(12)和管形件(13)之间的环形空间(26)连通。冲洗通道(28)至少包括两个通到钻头前端面(25)的顶端通道(33)，每一顶端通道(33)的横截面都小于在顶端通道(33)和横向通道(27)之间的冲洗通道(28)的所有的横截面。
文档编号E21B10/36GK86102239SQ86102239
公开日1986年10月1日 申请日期1986年4月2日
发明者斯文·普·奥洛夫·利杰布伦德, 伯恩特·索伦 申请人:桑特拉德有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan