[发明专利]一种复合钻头

权利要求书

1.一种复合钻头，包括用于连接钻杆和钻头的阀体（07），所述阀体（07）内设置有：

第一流道，用于在煤层钻孔时，使压力小于设定值的水流流至钻头处进行排渣与冷却；

第二流道，用于在煤层扩孔时，使压力大于所述设定值的水流通过喷射流道（04）喷出；

其特征在于，滑动阀芯（01），以所述设定值为切换压力，通过往复运动实现所述第一流道和第二流道的切换；

活塞（02），包括第一受力面（021）、第二受力面（022）和驱动部（023）；所述第一受力面（021）当第一流道导通时，通过所承受的第一水流压力而使得所述驱动部（023）到达第一位置，所述第二受力面（022）当第二流道导通时，通过所承受的第二水流压力使得所述驱动部（023）到达第二位置；

还包括至少一刀臂（03），所述刀臂（03）在所述驱动部（023）到达第一位置时收纳至所述钻头的钻孔范围内，且在所述驱动部（023）到达第二位置时张开至所述钻头的钻孔范围外进行扩孔，且扩孔所形成的煤渣通过所述喷射流道（04）喷出的高压水进行冲刷；

所述滑动阀芯（01）在轴向的一侧设置有承压面（011），轴向的另一侧与弹簧（06）连接，当水流压力小于所述设定值时，所述弹簧（06）的弹性力使得所述承压面（011）保持在钻孔对应位置，当水流压力大于所述设定值时，所述滑动阀芯（01）通过承压面（011）所感知的压力对所述弹簧（06）进行挤压而移动到达扩孔对应位置。

2.根据权利要求1所述的复合钻头，其特征在于，所述滑动阀芯（01）与所述弹簧（06）相对的一端设置有内腔体（012），所述内腔体（012）的径向方向上设置有贯穿且作为所述第一流道一部分的径向小孔（013），所述径向小孔（013）在来自所述阀体（07）上的进水通道内的水流压力增大的过程中起到节流作用，从而改变所述承压面（011）所受到的压力。

3.根据权利要求2所述的复合钻头，其特征在于，所述弹簧（06）与所述滑动阀芯（01）之间设置有具有贯通腔体的距离套（05），所述距离套（05）在所述滑动阀芯（01）靠近所述弹簧（06）的过程中，对所述弹簧（06）进行挤压，直至所述弹簧（06）的弹性力等于所述承压面（011）所承受的压力时停止；所述距离套（05）在所述滑动阀芯（01）远离所述弹簧（06）的过程中，对所述滑动阀芯（01）进行挤压，直至其上的台阶面与所述阀体（07）内的径向限位面贴合时停止。

4.根据权利要求3所述的复合钻头，其特征在于，所述弹簧（06）远离所述滑动阀芯（01）的一端通过预紧螺母（08）而限制固定，所述预紧螺母（08）与所述阀体（07）内壁螺纹连接，所述预紧螺母（08）具有贯通腔体。

5.根据权利要求2所述的复合钻头，其特征在于，所述活塞（02）的周向外侧壁、第二受力面（022）、所述阀体（07）的径向平面和内侧壁之间形成第一腔体（09），所述第一腔体（09）作为所述第二流道的终点，通过位于所述阀体（07）内的扩孔流道（11）与所述喷射流道（04）连通。

6.根据权利要求2所述的复合钻头，其特征在于，所述活塞（02）的周向外侧壁、第一受力面（021）、所述阀体（07）的径向平面和内侧壁之间形成第二腔体（10）；

所述第二腔体（10）一方面通过位于所述活塞（02）上的通道，经过所述阀体（07）内腔，与所述内腔体（012）连通，另一方面通过位于所述阀体（07）内的钻孔流道（12）与所述钻头连通。

7.根据权利要求1~6任一项所述的复合钻头，其特征在于，所述驱动部（023）为齿条结构，所述刀臂（03）容置在位于所述阀体（07）上的孔位（071）内，其中，所述刀臂（03）的一端与所述孔位（071）内壁转动连接，且围绕转动点设置有至少部分齿轮面，所述齿轮面与所述齿条结构啮合，从而在所述齿条结构在第一位置和第二位置间切换的过程中，使得所述刀臂（03）转动伸出或回缩至所述孔位（071）内。

8.根据权利要求7所述的复合钻头，其特征在于，所述刀臂（03）关于所述阀体（07）的轴线对称设置有两个。

9.根据权利要求7所述的复合钻头，其特征在于，所述刀臂（03）在切削过程中与待切削煤层迎合的切削面上设置有若干金刚石复合片（031），所述刀臂（03）与完成扩孔的孔壁相对的面上设置有若干合金条（032）。