[发明专利]一种分体式大直径空气反循环潜孔锤扩底钻头

摘要

本发明公开了一种分体式大直径空气反循环潜孔锤扩底钻头，包括扩底中心钻头体、扩底钻头补芯、限位环、花键轴、花键套、半环卡键、导向平键及钻头活瓣。花键轴与扩底中心钻头体、镶嵌有硬质合金柱形齿的钻头活瓣等零部件组合安装共同实现对岩石进行切削；花键轴与花键套组合利用其内部的槽和孔形成空气循环介质的循环通道；半环卡键将扩底钻头固定安装在空气潜孔锤钻具下方进行冲击回转钻进；钻头活瓣安装在扩底中心钻头体上并可以沿其上T型卡键移动从而改变钻头钻进直径，本发明与护壁套管、空气潜孔锤钻具组配可进行空气反循环潜孔锤扩底跟管钻进，与常规套管钻进工艺相比具有钻具组合结构简单、便于维护、能耗低、使用寿命长等技术优势。

主权项

1.一种分体式大直径空气反循环潜孔锤扩底钻头，其特征在于，包括：扩底中心钻头体、扩底钻头补芯、限位环、花键轴、花键套、半环卡键、导向平键及钻头活瓣，/n所述扩底中心钻头体为倒置的圆台形结构，扩底中心钻头体与花键轴同轴，并与花键轴的下部螺纹连接，扩底中心钻头体的顶部向内凹陷形成环形凹槽，扩底中心钻头体的外侧壁沿周向均布有至少三个T型卡键，并在每个T型卡键的下部开设有限位平键槽，同时每一个T型卡键下底面布置有一个硬质合金柱型齿；/n所述扩底钻头补芯与扩底中心钻头体同轴，并与扩底中心钻头体的底部螺纹连接，扩底钻头补芯的底唇面上设置有硬质合金柱型齿；/n所述限位环用于控制钻头活瓣行程的上止点，限位环设置在扩底中心钻头体与花键轴之间，且限位环通过定位销固定在扩底中心钻头体上；/n所述花键轴内部设有上下贯通的过流通道，该过流通道的底部与扩底中心钻头体的环形凹槽连通，过流通道自下而上依次为空气循环介质入口段、流体增速通道段及岩屑上返通道段，空气循环介质入口段从下至上直径逐渐变小，空气循环介质入口段顶端的直径与流体增速通道段的直径一致；岩屑上返通道段的直径大于流体增速通道段的直径；花键轴从上到下分为三段，第一轴段为花键段，花键段的外表面沿圆周均布设有矩形花键齿,相邻两个矩形花键齿之间形成花键齿凹槽，并在每个矩形花键齿上部设置有卡槽，所有卡槽呈环形布置，第二轴段为光杆段，第二轴段的直径大于第一轴段和第三轴段的直径，第二轴段中设置有沿轴向贯穿的空气过孔，空气过孔围绕着第二轴段的中轴线均匀分布，空气过孔顶部延伸至花键段并与花键齿凹槽连通，空气过孔的底部与扩底中心钻头体的环形凹槽连通，同时第二轴段外部均布有槽孔，该槽孔沿倾斜于第二轴段轴向的方向设置，槽孔的上部与花键轴内部的过流通道的流体增速段连通，槽孔的底部与第二轴段的底端面贯通；第三轴段为螺纹段，其外壁上设置有与扩底中心钻头体连接的外螺纹；/n所述花键套与空气潜孔锤钻具外缸筒螺纹连接，花键套套设在花键轴的花键段上，其采用外径定心的方式与花键轴花键联接，花键套与花键轴之间形成的间隙为空气过流孔道；/n所述半环卡键安装在位于花键轴上部的呈环形布置的卡槽内，半环卡键与空气潜孔锤钻具固定连接；/n所述钻头活瓣数量至少为三个，钻头活瓣数量与T型卡键数量一致，至少三个钻头活瓣沿着扩底中心钻头体外侧壁周向均匀布置，钻头活瓣朝向扩底中心钻头体的一侧形状与扩底中心钻头体外壁形状吻合，该侧上开设有与扩底中心钻头体上的T型卡键匹配的T型键槽，且T型键槽沿钻头活瓣纵向贯通，T型键槽的槽底下部开设有沿纵向布置的导向平键槽，导向平键槽的上端封闭，下端贯通，钻头活瓣的底唇面及在钻头回转的方向钻头活瓣与岩石接触的侧边上均布置有硬质合金柱型齿；/n所述导向平键的一侧通过螺钉固定在限位平键槽内部，导向平键的另一侧与导向平键槽相互配合用于限制钻头活瓣行程的下止点。/n