[发明专利]钻头

说明书

本发明涉及按权利要求1前序部分所述之钻头。

规定用于与钻杆、灌浆钻杆柱等丝扣连接的钻头已知有多种多样的形式。它们至少配设有一个冲洗孔，在钻孔阶段它用于导引冲洗介质，并在灌浆式钻杆柱的情况下还可用于导引能硬化的介质，例如砂浆悬浮液。钻剂头沿径向伸出钻头的其余部分，通常钻头其余部分是指接管，所以，在所制造的钻孔内壁与钻杆外壁之间有一个环腔，在此环腔内例如可以流过冲洗介质。

这些已知钻头的本质特征是一个以钻刃为特点的钻削头，其中，钻刃往往用一种硬质合金制造，并焊在钻削头的特殊槽中。这样的钻削头常常通过上述接管的沿径向扩展的部分构成，其中，钻刃沿径向和/或轴向从这一部分伸出。

这类钻头的寿命尤其受冲洗介质冷却效果的影响，其中，在工作中处于高温的那些部位受到严重的磨损。

因此冲洗介质尽可能不受干扰地均匀流过钻刃的重要性，不仅在于快速冲洗掉崩落的岩石颗粒，而且用于冷却钻削头的高负荷部分。钻刃棱边的几何形状也必须考虑到这一冲洗过程进行设计。冲洗不充分明显降低钻进率。

本发明的目的是在便于制造的同时，在可提供的钻进率方面改进上述类型的钻头。为达到此目的，在这种钻头中交替地具有权利要求1至3特征部分所述之特征。

因此本发明的要点是，钻削头在钻孔过程中共同起积极作用的部分，通过一种箭头状结构构成，这一箭头状结构总是由三个按惯例的线性的构件组成。这些构件例如可直接通过钻刃，但也可以通过凸缘(Warze)或其他通常由硬质合金制造的切削元件构成，它们与支承件焊接。配备有上述凸缘的支承件和上述钻刃原则上可以互换，所以也可以设想是混合系统，其中部分是配备有凸缘的支承件，而部分设有钻刃，但总体上仍维持由三个构件组成的箭头状结构。接管例如是套筒接头、管接头等的一部分，亦即是一个至少制有内螺纹的构件的一部分，内螺纹规定用于与面朝它的钻杆端丝扣连接，目的是加长钻杆。在最简单的情况下，为了按这一目的在钻头中使用，接管原则上无需作其他的准备。这就大大简化了制造，也就是说，只须使用制造钻头所用的那些构件，而这些构件为制造一种可加长的钻杆本来反正也是需要的。钻刃或其他切削元件的分结构，形成对整个钻孔横断面均匀的切割，然而却保证是一种简单的几何形状，并因而保证有顺畅的流动状况和良好的冷却效果。后者使钻削头全部高负荷部分均匀工作，所以与传统的钻削头相比，提高了钻进率，并因而降低了成本。在这种钻头最简单的情况下，三个钻刃与接管端部直接焊接，并考虑到完成上述箭头状结构。

按权利要求4之特征，至少一个钻刃或上述凸缘的分结构，相对于包括接管端面在内的那个平面成一个角度设置。这一结构设计成这样，即，此钻刃的尖端或此分结构的沿径向最靠里的凸缘，安排在接管轴线所在处，而且，沿钻孔方向看这一尖端向前突出。其余的钻刃和分结构则相反，它们平行于上述平面延伸。

在最简单的情况下，按权利要求5之特征，钻刃与接管设计的材料相同，并用钢制造，其中只有钻削头部分，亦即钻刃，进行传统的淬火处理。钻头的这种设计例如在灌浆钻杆柱中使用，因而可用作一次性钻头。

按权利要求6所述特征之钻刃则不同，它用一种硬质合金制成，以及，这一实施形式还可以在一般的钻杆中用作可多次使用的钻头。

按权利要求7的特征，制在接管端部的槽可按最简单的方式制造，并仅仅用作安置钻刃时的装配辅助措施。

按权利要求8之特征涉及钻削头的一种特别简单的设计。按这一设计，钻削头由条状的钻刃组成，钻刃具有正方式或三角形的横断面，其中，至少钻刃一部分的横断面形状的棱边对准钻孔方向。

按权利要求9之特征，至少有一个冲洗孔设在一个至少邻近接管轴线的区域内。如上面已经阐明的那样，在此轴线所在区内同样地还有钻刃的一个尖端或沿径向最靠里的凸缘或其它的切削元件。这意味着，此钻削工具在任何情况下在钻孔横断面的中心区也是有效的，所以有效地防止在冲洗孔区域内形成堵塞，并与此同时保证有效的冷却作用。

下面借助于在附图中示意表示的实施例详细说明本发明。其中：

图1按本发明的钻头局部剖切侧视图；

图2沿图1中箭头II的钻头侧视图；

图3沿图1中箭头III的钻头端面视图。

按本发明的钻头主要由一个用于连接在钻杆或锚杆上的接管1和一个形成真正的钻削头2的钻刃3的结构所组成。