一种井下钻头及其使用方法技术

本申请涉及一种井下钻头和使用井下钻头的使用方法。所述井下钻头用于在煤系地层中钻孔，包括钻头主体和设置在所述钻头主体侧面的刀翼，钻头主体包括依基座和钻筒，基座的一端与钻筒固定连接，基座的另一端与外部驱动装置相连接，钻筒的侧面开设有通孔，钻筒在远离钻头主体的端部设有钻刀，钻筒的端部设有第一冲洗孔，在通孔内部，靠近基座的一端设有旋转装置，沿刀翼向外旋转的方向，刀翼的侧面上设有第二冲洗孔，旋转装置铰接于钻筒的内壁，旋转装置用于控制刀翼从通孔内向外旋转，以便到达指定位置。采用本申请的结构和使用方法可解决使钻头在工作过程中避免因高温和冲击摩擦造成的钻刀和刀翼的开裂的问题发生。

A downhole bit and its application

The application relates to a downhole bit and a method for using the downhole bit. The downhole bit is used for drilling in coal measure strata, including the bit main body and the blade arranged on the side of the bit main body, the bit main body includes the base and the drill barrel, one end of the base is fixedly connected with the drill barrel, the other end of the base is connected with the external driving device, the side of the drill barrel is provided with a through hole, the drill barrel is provided with a drill knife at the end far from the bit main body, and the end of the drill barrel is provided with a drill knife There is a first flushing hole. Inside the through-hole, one end close to the base is provided with a rotating device which rotates outward along the blade. The side of the blade is provided with a second flushing hole. The rotating device is hinged on the inner wall of the drill barrel. The rotating device is used to control the blade to rotate inward and outward from the through-hole, so as to reach the designated position. The structure and use method of the application can solve the problem that the drill bit can avoid the cracking of the drill tool and the blade caused by high temperature and impact friction in the working process.

【技术实现步骤摘要】
一种井下钻头及其使用方法
本申请属于煤矿钻探领域，尤其是涉及一种井下钻头及其使用方法。
技术介绍
在煤矿开采作业中，对煤系地层使用钻头进行扩孔开凿，扩孔到一定深度再判断煤系地层的密度和层面构造来设计进一步的开凿方案。在煤系地层扩孔开凿的过程中，因为煤系地层高硬度特点，所以带硬质合金刀头的钻头因其优越的耐磨性能和良好的作业效率会被大量使用，传统的钻头包括多组钻刀以及设置在钻刀上的硬质合金刀头，通常情况下，硬质合金刀头会覆盖钻刀的切割面，钻头作业时钻刀和硬质合金刀头会同时冲击煤系地层，在冲击硬度较高的的煤系地层时，钻头会产生大量热量，在高温环境下，钻刀巨大的摩擦作业容易出现钻刀开裂的现象，影响了钻头的扩孔效率和使用寿命。
技术实现思路
为克服上述煤矿开采作业中，钻头在高温环境下存在的缺陷，本申请要解决的技术问题是提供一种能有效降低因冲击和摩擦产生高温，避免钻刀和刀翼出现开裂的问题的钻头以及钻头使用方法。为解决上述技术问题，本申请的井下钻头包括钻头主体和设置在钻头主体侧面的刀翼，其中，钻头主体包括依次连接的基座和钻筒；其中，基座和钻筒为中空圆柱体结构，基座的一端与钻筒固定连接，基座的另一端与外部驱动装置相连接，而外部驱动装置用于控制基座沿径向转动；钻筒的侧面开设有通孔，钻筒在远离钻头主体的端部设有钻刀，钻刀用于在开凿扩孔之前，将所述钻头主体嵌入目标位置，钻筒的端部设有第一冲洗孔，第一冲洗孔通过水流对钻刀降温和清洁；在通孔内部，靠近基座的一端设有旋转装置，旋转装置与刀翼的端部相连接，刀翼的长度小于通孔沿钻筒轴向的长度，沿刀翼向外旋转的方向，刀翼的侧面上设有第二冲洗孔，第二冲洗孔通过水流对刀翼降温和清洁，旋转装置铰接于钻筒的内壁，旋转装置用于控制刀翼从通孔内向外旋转，以便到达指定位置。可选的，刀翼与煤矿相接触的一个侧面边缘焊接有第一防磨合金，第一防磨合金为圆柱体结构。可选的，钻刀在所述钻筒径向转动方向的侧面边缘焊接有第二防磨合金，第二防磨合金为圆柱体结构。可选的，刀翼的旋转角度为0°-90°。可选的，基座与所述钻筒为整体式结构。可选的，刀翼与旋转装置为整体式结构。可选的，刀翼沿刀翼长度方向宽度逐渐减小。本申请的井下钻头的使用方法包括：步骤一，将外部驱动装置与基座固定连接，外部驱动设备将钻头主体送入预设孔位。步骤二，通入水流，单方向缓慢转动所述钻头主体，施加钻头主体前进压力，直至所述钻头主体达到目标位置；启动旋转装置，等待刀翼从钻头主体的内部向外旋转，直至刀翼的轴线垂直于钻头主体的轴线；步骤三，启动外部驱动装置，使钻头主体沿径向旋转，待钻头主体沿径向旋转，完成扩孔开凿作业；步骤四，钻头主体到达预设井下深度，停止供水，钻头主体按原方向转动回撤，刀翼在回撤作用下收入通孔中，钻头主体从钻孔中撤出。由以上技术方案可知，包括钻头主体和设置在所述钻头主体侧面的刀翼，钻头主体包括：基座，钻筒，通孔，钻刀，第一冲洗孔，所述刀翼包括：旋转装置，第二冲洗孔。刀翼与煤矿相接触的侧面边缘焊接第一防磨合金，钻刀在钻筒径向转动方向的侧面边缘焊接第二防磨合金，另外，刀翼上设有第二冲洗孔，钻筒上设有第一冲洗孔，这样有效的降低了钻头在旋转过程中因冲击和摩擦产生高温，避免了钻头主体在钻孔过程中钻刀和刀翼开裂的问题发生，进而提升钻头的掘进效率。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请钻头主体结构示意图；图2为本申请无刀翼的钻头主体结构示意图；图3为本申请钻头主体侧面示意图；图4为本申请基座示意图。图示说明：1-钻头主体，2-刀翼，11-基座，12-钻筒，121-通孔，122-钻刀，123-旋转装置，124-第二防磨合金，125-第一冲洗孔，21-第一防磨合金，22-第二冲洗孔。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。一方面，如图1所示，本申请提供一种井下钻头，包括钻头主体1和设置在钻头主体1侧面的刀翼2，其中，所述钻头主体1包括依次连接的基座11和钻筒12；所述基座11和所述钻筒12为中空圆柱体结构，所述基座11的一端与所述钻筒12固定连接，所述基座11的另一端与外部驱动装置3相连接，如图4所示，优选的，所述外部驱动装置3与所述基座11采用螺接的方式连接固定，所述外部驱动装置3用于控制所述基座11沿径向转动；如图2所示，所述钻筒12的侧面开设有通孔121，所述钻筒12在远离所述钻头主体1的端部设有钻刀122，所述钻刀122用于在开凿扩孔之前，将所述钻头主体1嵌入目标位置，所述钻筒12的端部设有第一冲洗孔125，所述第一冲洗孔125通过水流对所述钻刀122降温和清洁；在所述通孔121内部，靠近所述基座11的一端设有旋转装置123，所述旋转装置123与所述刀翼2的端部相连接，所述旋转装置123同时起到限位作用，使得所述刀翼2向外旋转的最大角度为90°，钻孔可以保持预设最大孔径，刀翼2的长度小于通孔121沿钻筒12轴向的长度，沿刀翼2向外旋转的方向，刀翼2的侧面上设有第二冲洗孔22，第二冲洗孔22通过水流对刀翼2降温和清洁，旋转装置123铰接于钻筒12的内壁，旋转装置123用于控制刀翼2从通孔121内向外旋转，以便到达指定位置。采用上述结构能够确保以固定孔径进行钻孔，钻孔的过程中降低了钻头在煤系地层中因冲击摩擦产生的温度从而避免了钻刀122和刀翼2开裂的问题发生，另外钻孔过程中，第一冲洗孔125和第二冲洗孔22对钻刀122和刀翼2保持清洁，提高了钻头掘进效率。所述刀翼2与煤矿相接触的一个侧面边缘焊接有第一防磨合金21，第一防磨合金21为圆柱体结构，采用第一防磨合金21可以提高所述刀翼2的耐磨效果，延长所述刀翼2的使用寿命，第一防磨合金21设置为圆柱体结构排列在所述刀翼2与煤矿相接触的一个侧面边缘，增加了所述刀翼2与煤矿的咬合力和摩擦力，提高了井下钻头的掘进效率。所述钻刀122在所述钻筒12径向转动方向的侧面边缘焊接有第二防磨合金124，所述第二防磨合金124为圆柱体结构，采用第二防磨合金124可以提高所述钻刀122的耐磨效果，延长所述钻刀122的使用寿命，第二防磨合金124设置为圆柱体结构排列在所述钻刀122沿所述钻筒12径向转动方向的侧面边缘，增加了所述钻刀122与煤矿的咬合力和摩擦力，提高了井下钻头的掘进效率。如图3所示，所述刀翼的旋转角度为0°-90°，确保所述钻头在钻孔过程中最大的预设孔径。所述基座与所述钻筒为整体式结构。确保所述外部驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下钻头，其特征在于，包括：钻头主体(1)和设置在所述钻头主体(1)侧面的刀翼(2)，其中，/n所述钻头主体(1)包括依次连接的基座(11)和钻筒(12)；所述基座(11)和所述钻筒(12)为中空圆柱体结构，所述基座(11)的一端与钻筒(12)固定连接，所述基座(11)的另一端与外部驱动装置(3)相连接，所述外部驱动装置(3)用于控制所述基座(11)沿径向转动；所述钻筒(12)的侧面开设有通孔(121)，所述钻筒(12)在远离所述钻头主体(1)的端部设有钻刀(122)，所述钻刀(122)用于在开凿扩孔之前，将所述钻头主体(1)嵌入目标位置，所述钻筒(12)的端部设有第一冲洗孔(125)，所述第一冲洗孔(125)通过水流对所述钻刀(122)降温和清洁；/n在所述通孔(121)内部，靠近所述基座(11)的一端设有旋转装置(123)，所述旋转装置(123)与所述刀翼(2)的端部相连接，所述刀翼(2)的长度小于所述通孔(121)沿所述钻筒(12)轴向的长度，沿所述刀翼(2)向外旋转的方向，所述刀翼(2)的侧面上设有第二冲洗孔(22)，所述第二冲洗孔(22)通过水流对所述刀翼(2)降温和清洁，所述旋转装置(123)铰接于钻筒(12)的内壁，所述旋转装置(123)用于控制所述刀翼(2)从所述通孔(121)内向外旋转，以便到达指定位置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种井下钻头，其特征在于，包括：钻头主体(1)和设置在所述钻头主体(1)侧面的刀翼(2)，其中，
所述钻头主体(1)包括依次连接的基座(11)和钻筒(12)；所述基座(11)和所述钻筒(12)为中空圆柱体结构，所述基座(11)的一端与钻筒(12)固定连接，所述基座(11)的另一端与外部驱动装置(3)相连接，所述外部驱动装置(3)用于控制所述基座(11)沿径向转动；所述钻筒(12)的侧面开设有通孔(121)，所述钻筒(12)在远离所述钻头主体(1)的端部设有钻刀(122)，所述钻刀(122)用于在开凿扩孔之前，将所述钻头主体(1)嵌入目标位置，所述钻筒(12)的端部设有第一冲洗孔(125)，所述第一冲洗孔(125)通过水流对所述钻刀(122)降温和清洁；
在所述通孔(121)内部，靠近所述基座(11)的一端设有旋转装置(123)，所述旋转装置(123)与所述刀翼(2)的端部相连接，所述刀翼(2)的长度小于所述通孔(121)沿所述钻筒(12)轴向的长度，沿所述刀翼(2)向外旋转的方向，所述刀翼(2)的侧面上设有第二冲洗孔(22)，所述第二冲洗孔(22)通过水流对所述刀翼(2)降温和清洁，所述旋转装置(123)铰接于钻筒(12)的内壁，所述旋转装置(123)用于控制所述刀翼(2)从所述通孔(121)内向外旋转，以便到达指定位置。


2.根据权利要求1所述的井下钻头，其特征在于，所述刀翼(2)与煤矿相接触的一个侧面边缘焊接有第一防磨合金(21)，所述第一防磨合金(21)为圆柱体结构。


3.根据权利要求1所述的井下钻头，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建华，张瑞，沙涛，王剑，巫斌伟，张涛，梁鹏，计生卿，常力文，雷永飞，潘冬升，王强，
申请(专利权)人：宁夏煤炭勘察工程有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64