[发明专利]一种矿用内通孔开合式PDC钻头

权利要求书

1.一种矿用通孔开合式PDC钻头加工方法，其特征在于：所述矿用通孔开合式PDC钻头为铰链式固定结构，横梁体右端用球头销柱(5)分别固定在横梁体槽壁的球形凹坑处，球头销柱(5)之间用固定销柱(4)固定，从而横梁体固定在钻头体(1)的横梁体槽内；所述矿用通孔开合式PDC钻头在全孔不提钻下筛管工艺施工过程中有开合、闭合2种工作状态，横梁体与钻头体之间有固定结构及开合设计结构，开合设计结构的开合力大小可调可控；横梁体(3)左端绕右端球头销柱(5)旋转开启，旋转角度为0-95度，用球头弹簧柱塞(2)弹卡定位结构实现横梁体正常开闭，横梁体(3)闭合状态下球头压缩弹簧，球头固定在钻头体(1)的横梁体槽左侧的球形凹坑内，当横梁体(3)受到外力后，球头滑出球形凹坑进而打开横梁体(3)；内通孔φ96mm，球头弹簧柱塞(2)直径为8mm；横梁体(3)开合力大小受横梁体(3)与横梁体槽之间的配合尺寸公差与球头弹簧柱塞(2)的单侧出漏量影响；所述矿用通孔开合式PDC钻头加工时，钻头体(1)，横梁体(3)的组件均经过高温焊接，钻头体(1)需要铜钎焊保径条，银钎焊PDC复合片，在高达1000摄氏度温度下，焊接前后的横梁体槽尺寸与形位公差会发生微变，同样横梁体(3)在焊接PDC复合片时，经过高达700摄氏度高温后，横梁体尺寸与形位公差也会发生变化；所述矿用通孔开合式PDC钻头的横梁体(3)与横梁体槽之间的配合尺寸公差优化时，采用单因素分析法分析横梁体槽与横梁体之间公差大小对横梁体开合力的影响：钻头体(1)与横梁体(3)分3组加工，每组加工10支钻头，各零件的尺寸分别为：第1组横梁体、槽公差为0.15-0.25mm，第2组横梁体、槽公差为0.25-0.35mm，第3组横梁体、槽公差为0.35-0.45mm；所述矿用通孔开合式PDC钻头装配时球头弹簧柱塞的单侧出漏量为0.4-0.5mm，30支钻头装配完毕后，采用拉力计分别测量30支φ96mm内通孔钻头的横梁体(3)开合力，其中第1组横梁体开合力平均值为79.6N，第2组横梁体开合力平均值为54.2N，第3组横梁体开合力平均值为32.8N；根据钻进施工经验，煤矿井下压风排渣钻进时，φ96mm内通孔钻头处的压风压力将为0.35-0.5atm，钻进过程中压风在横梁体上的作用力为35-48N；第1组横梁体开启压力过大，不利于横梁体(3)开启，第3组横梁体开合力过小，钻进过程中横梁体可能会打开，第2组横梁体开合力平均值为54.2N更能满足钻进需要。