[发明专利]一种适用于自钻式中空锚固系统的三刃凹面球齿钻头

摘要

本发明介绍了一种适用于自钻式中空锚固系统的三刃凹面球齿钻头，属于全钢钻头，头部设有三个互不相连的切削刃、1个位于中间的下凹槽和分布在下凹槽中的4个球齿；两个主切削刃方向相同，并凹向旋转方向，副切削刃凹向旋转方向的反向；主切削刃与副切削刃关于两切削刃之间的弧形排屑槽平分面相互对称；在两个排屑槽中各分布有一个出水孔；与无出水孔排屑槽相邻的主切削刃下方，钻头外壁设有通水孔；三个外圈球齿分布与切削刃分别相同，第四球齿的中心位于在下凹槽中心附近。本发明通过对三个切削刃进行分工，整体钻进效率高，下凹槽的设计也使得成孔精度也得到了提升；出水孔和通水孔分别布置，使得压力水有效润湿岩土和切削刃的同时，避免压力水和岩土碎屑直接反向冲击。

主权项

一种适用于自钻式中空锚固系统的三刃凹面球齿钻头，属于全钢钻头，包括头部和裤体两部分；其特征是：头部设有三个互不相连的切削刃、1个位于该三个互不相连的切削刃中间的下凹槽和分布在下凹槽中的4个球齿；三个切削刃底部互不连接，位于该三个切削刃中间的部位即为下凹槽；所述三个切削刃均为三角形刀刃，凸出在头部，三个切削刃的底部在凹槽所在平面上以钻头轴线为中心呈120°角均匀分布；切削刃的刃尖呈圆弧线形，刃两侧一面为内凹圆弧面，另一面为外凸圆弧面；刀刃两侧面凹凸方向不同形成刀刃的方向；三个切削刃中两个刀刃方向相同，并凹向旋转方向，称之为主切削刃，另一切削刃凹向旋转方向的反向，称为副切削刃；主切削刃形状结构完全相同，任一主切削刃与副切削刃关于两切削刃之间的弧形排屑槽平分面相互对称；裤体外壁上均布有三个形状相同的圆弧状排屑槽，使得在钻头与孔壁之间形成容屑和排屑空间，用于钻进时容屑和排屑；在两个主削刃旋转方向上方向的两个排屑槽中各分布有一个出水孔，出水孔的两端分别连通排屑槽和钻头内部的盲孔；出水孔在排屑槽的一端偏离排屑槽中心设置，相对于排屑槽的中心分别偏离两个主切削刃，出水孔角度斜向上，与钻头轴线夹角为60°～80°；与无出水孔排屑槽相邻的主切削刃下方，在钻头外壁上设有1个通水孔，通水孔方向垂直或近似垂直于钻头中心轴线设置，进通水孔一端与钻头内部的盲孔联通，另一端连通于排屑槽之外的钻头外壁；裤体内部设有螺纹腔体，可与自钻式杆体的外螺纹旋合，并实现钻进所需的能量传递，并通过内部腔体与通水孔相通，使压力水得以流通；头部下凹槽依次交替与切削刃底部、排屑槽相交形成六边状的下凹槽，六边均为圆弧状凹向钻头中心轴线；4个半球型的球齿中的三个球齿中心分布在与钻头轴线同心的外侧圆周上，并且球齿的外缘贴近切削刃底部；三个外圈球齿分布角度与三个切削刃分别相同，靠近副切削刃的外圈球齿的中心到钻头中心的距离短于其他两个外圈球齿，使得该处球齿的外缘与切削刃间隙稍大；靠中心的为第四球齿，第四球齿的中心位于在下凹槽中心附近，距离钻头中心距离小于1个球齿半径。