專利名稱：穿透地層的且具有螺旋孔道的旋轉鉆頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種穿透地層的旋轉鉆頭，在其軸向前端具有一個硬質件。尤其是，本發明涉及一種穿透地層的旋轉鉆頭，在其一端具有硬質件，且該旋轉鉆頭包括用于將粉塵和碎屑從鉆孔操作附近區域排出的排屑(塵)孔道。
背景技術：
地下煤礦的爆破需要開鑿一條隧道，而該隧道最初具有一個未被支護的頂板。為了給這個頂板以支承，需要使用一種可穿透地層的旋轉鉆頭(例如頂板鉆頭)來鉆孔，而這些鉆孔延伸到地層中從約2英尺到約20英尺(或者更深)。為此，穿透地層的鉆頭和鋼鉆桿相連。該鋼鉆桿和旋轉驅動器相連。該旋轉驅動器為上述穿透地層的鉆頭提供動力，以便于鉆透地層。在鉆孔內固定著頂板螺栓，接著將頂板支架(例如頂板板條)連接到頂板螺栓上。具有軸向前槽且在該槽內安裝有片式硬質刀片的傳統頂板鉆頭實例就是由美國賓夕法尼亞州拉特羅布的鈷碳化鎢硬質合金公司生產的Roof RocketTM牌KCV4-1RR型和KCV4-11/32RR型鉆頭，并如美國專利US5,172,775(Sheirer etal.)所示。
在鉆孔過程中，旋轉鉆頭會產生碎屑。這些碎屑為粉塵狀細小顆粒。這些碎屑還可以作為較大顆粒存在。在鉆孔過程中，這些碎屑在真空影響下從鉆孔操作附近區域通過旋轉鉆頭體內的排屑(塵)孔道排出。在鉆孔過程中偶然地，旋轉鉆頭會產生大量碎屑，使旋轉鉆頭不能迅速地從鉆孔操作附近區域排出這些碎屑，以保持旋轉鉆頭的高效操作。當不能充分從鉆孔操作附近區域排出碎屑時，就會產生一些問題。
一個這樣的問題就是必須要減小旋轉鉆頭的操作速度以及鉆速，以便于適應這些碎屑。因旋轉鉆頭不能排屑而減小旋轉鉆頭的速度，使操作者受限于不能讓旋轉鉆頭在它的最佳性能時進行操作。還需要的是，提供一種改進的旋轉鉆頭，能夠更好排出鉆屑，從而提高旋轉鉆頭的性能，在更高的速度下進行操作。
另一個這樣的問題就是不能充分地從鉆孔操作附近區域排屑，從而使旋轉鉆頭易于堵在鉆孔內。這就使鉆孔操作難于穩定，且更加粗糙。因此有利的是提供一種改進的旋轉鉆頭，能夠更好地從鉆孔操作附近區域排出鉆屑，從而使旋轉鉆頭的操作更光滑。
另一個這樣的問題就是不能充分地從鉆孔操作附近區域排屑，從而使旋轉鉆頭易于過熱。這是因為存在著鉆屑，使旋轉鉆頭和地層(包括鉆屑在內)之間的摩擦增大。因此，有利的是提供一種改進的旋轉鉆頭，能夠更好地從鉆孔操作附近區域排出鉆屑，從而使旋轉鉆頭更冷卻地操作即在低溫下操作。
總的說來，可以看出提供一種穿透地層的改進旋轉鉆頭，更好地從鉆孔操作附近區域排出鉆屑，是具有很多的優點的。這些優點可以使旋轉鉆頭在高鉆速下以及在低溫下光滑地操作。
發明簡述本發明的一種形式就是一種用于對地層鉆孔的鉆頭，因而在鉆孔過程中產生鉆屑。該鉆頭包括具有側壁和對置端部的鉆頭體，其中鉆頭體的對置端部中的一個遠端可容納切削刀片。鉆頭體包括在側壁上的螺旋排屑孔道和環繞該排屑孔道的螺旋扇形部。該螺旋扇形部靠近切削刀片，從而使鉆孔操作的碎屑可以落在螺旋扇形部上，因而該螺旋扇形部就可以引導這些碎屑進入上述螺旋排屑孔道中。
在另一種形式中，本發明為一種用于鉆進地層的鉆頭，會產生碎屑。該鉆頭包括具有側壁和對置端部的鉆頭體，其中鉆頭體的對置端部中的一個遠端可容納切削刀片。鉆頭體包括在側壁上的螺旋排屑孔道和環繞該排屑孔道的螺旋扇形部。該鉆頭體的遠端設置有一個進給面，該進給面和切削刀片相鄰接。鉆孔操作的碎屑落在進給面上，因而該進給面可以將這些碎屑進給到螺旋扇形部內，從而上述扇形部將碎屑導入到上述螺旋排屑孔道中。
在另一種形式中，本發明為一種用于鉆進地層的鉆頭，該鉆頭包括具有側壁和對置端部的鉆頭體，其中鉆頭體的對置端部中的一個遠端可容納切削刀片。該鉆頭體包括至少兩個在側壁上的螺旋排屑孔道和對應于每一排屑孔道的螺旋扇形部。每一螺旋扇形部環繞著它對應的排屑孔道，從而形成它的邊緣。
在另一種形式中，本發明是一種鉆頭，它包括具有側壁和對置端部的鉆頭體，其中鉆頭體的對置端部中的一個遠端可容納切削刀片。該鉆頭體包括在側壁上的螺旋排屑孔道。該鉆頭體包括環繞每一排屑孔道的螺旋扇形部，其中上述扇形部形成排屑孔道的邊緣。上述螺旋扇形部的間距范圍在從大約3英寸(7.62厘米)到大約15英寸(38.1厘米)。
在一種形式中，本發明是一種包括側壁的冷成形旋轉鉆頭體，該側壁包括螺旋扇形部，上述螺旋扇形部的間距范圍在從大約3英寸(7.62厘米)到大約15英寸(38.1厘米)。上述側壁還包括螺旋排屑孔道，該螺旋扇形部環繞著上述螺旋孔道。該鉆頭體進一步包括對置端部，對置端部中的一個遠端包括一個容納切削刀片的槽。
在另一種形式中，本發明是一種包括側壁的鑄造旋轉鉆頭體，該側壁包括螺旋扇形部，上述螺旋扇形部的間距范圍在從大約3英寸(7.62厘米)到大約15英寸(38.1厘米)。上述側壁還包括螺旋排屑孔道，該螺旋扇形部環繞著上述螺旋孔道。該鉆頭體進一步包括對置端部，對置端部中的一個遠端包括一個容納切削刀片的槽。
在另一種形式中，本發明為一種制造旋轉鉆頭體的方法，包括下列步驟提供一個旋轉鉆頭體坯料，該旋轉鉆頭體坯料可以鑄造或冷成形，該旋轉鉆頭體坯料具有螺旋扇形部，旋轉鉆頭體坯料進一步包括具有設置在螺旋扇形部內的填料和成形突出部的遠端；去掉上述填料，以便于形成容納切削刀片的槽；去除上述成形突出部，以便于形成螺旋排屑孔道。
在另一種形式中，本發明為一種制造旋轉鉆頭體的方法，包括下列步驟提供一個具有側壁和對置端部的鉆頭體坯料，該鉆頭體在側壁內具有螺旋排屑孔道，鉆頭體包含一個環繞排屑孔道的螺旋扇形部；提供一個切削刀片；在對置端部中的一個遠端，將切削刀片固定到鉆頭體上，使螺旋扇形部靠近切削刀片，鉆孔操作產生的碎屑落到螺旋扇形部上，因而螺旋扇形部就會引導碎屑進入上述螺旋排屑孔道內。
附圖簡述下列是根據該專利申請一部分的附圖簡述
圖1是本發明中穿透地層的旋轉鉆頭的一個特定實施例的軸側視圖；圖2是圖1中穿透地層的旋轉鉆頭特定實施例的軸側視圖，其中鉆頭在如圖所示的逆時針方向旋轉；圖3是一個用于制造穿透地層的旋轉鉆頭的冷成形細長鉆頭體的軸側視圖，上述鉆頭類似于圖1中的穿透地層旋轉鉆頭，其中示出了在加工出容納切削刀片的槽以前和在鉆孔螺旋排屑孔道完成之前的鉆頭；圖4是在加工出容納切削刀片的槽之后和在鉆孔螺旋排屑孔道完成之后，示出圖3中冷成形細長鉆頭體的軸側視圖；圖5是圖1中穿透地層的旋轉鉆頭的頂視圖；圖6是本發明中穿透地層的旋轉鉆頭的另一個特定實施例的軸側視圖，其中該實施例具有一個分葉的切削刀片；圖7是圖6中穿透地層的旋轉鉆頭的軸側視圖，其中分葉的切削刀片從細長旋轉鉆頭體分解開，以便于觀察該切削刀片的底面；圖8是本發明中穿透地層的旋轉鉆頭的另一個特定實施例的軸側視圖，其中該實施例具有一個包括兩片的切削刀片；圖9是圖8中穿透地層的旋轉鉆頭的軸側視圖，其中切削刀片從細長旋轉鉆頭體分解開，以便于觀察該切削刀片的底面；圖10是圖8中實施例的切削刀片和細長旋轉鉆頭體之間連接部的截面圖。
發明詳述參看附圖，在圖1、2和5中示出了穿透地層的旋轉鉆頭的第一特定實施例，通常以20示出。如圖1所示，旋轉鉆頭20具有中心縱軸線A-A。該旋轉鉆頭20是一種頂板鉆頭且作為穿透地層的鉆頭，因而會在鉆孔過程中產生鉆屑。如下會詳細所述，這些碎屑在真空影響下從鉆孔操作附近區域(即從鉆頭附近)通過旋轉鉆頭體內的排屑(塵)孔道排出。旋轉鉆頭20包括具有前導面24和后導面25這兩個相對表面的硬質合金(例如鈷碳化鎢)切削刀片22。切削刀片22還具有切削刃26。
旋轉鉆頭20進一步包括以30示出的細長鋼鉆頭體。鉆頭體30具有遠端(或頂端)32和近端(或底端)34。鉆頭體30進一步包括通常為圓柱形的側壁36，該側壁具有圓柱外表面37和孔40。鉆頭體30進一步包括一個內腔38。如現有技術所熟知，在鋼鉆桿上設置有一個孔40，用于將鋼鉆桿連接到旋轉鉆頭上。
鉆頭體30包括細長(或螺旋)形狀的螺旋排屑孔道46。鉆頭體30進一步包括一個螺旋扇形部48。該螺旋扇形部48環繞著上述螺旋排屑孔道46，形成上述螺旋排屑孔道46的周邊。
旋轉鉆頭20中所示的螺旋扇形部48具有一個定向，以使它的間距大約為7.3英寸(18.54厘米)。該螺旋扇形部48的間距范圍從大約3英寸(7.62厘米)到大約15英寸(38.1厘米)。作為該間距的另一可選范圍，螺旋扇形部48的間距范圍是從大約5英寸(12.7厘米)到大約10英寸(25.4厘米)。作為該間距的另一可選范圍，螺旋扇形部48的間距范圍還可以是從大約6英寸(15.4厘米)到大約10英寸(25.4厘米)。因而可將螺旋排屑孔道46定位得使它的間距類似于螺旋扇形部48。
螺旋扇形部48由連續的表面形成，并包括頂面(或者軸向前面)50，底面(或者軸向后面)52和相對的側面54、56。頂面50通常平行于螺旋排屑孔道46的主軸線。一個側面54和頂面50相連續，但相對于頂面50扭轉。另一個側面56和頂面50相連續，并定位得大致和頂面50平行。底面52和側面54、56相連續，并設置得朝向腔38有些向內。
參看圖2，可以看出切削刀片22和螺旋排屑孔道46軸向間隔開，切削刀片22在螺旋排屑孔道46的軸向前側。但是，切削刀片22和螺旋排屑孔道46的相對垂直定位使螺旋排屑孔道46可以在切削刀片22的任一側(即前導面24和后導面25)。為此，切削刀片22的后導面25可以在螺旋排屑孔道46的后緣前方(即在圖2所示的逆時針轉向相對偏移)旋轉，該后緣由螺旋扇形部48的一側面54形成。切削刀片22的前導面24可以在螺旋排屑孔道46的前緣后方(即在圖2所示的順時針轉向相對偏移)旋轉。所示出的就是前導面24和后導面25所在的平面垂直向下延伸，且和螺旋排屑孔道46相交。特征在于這種相對定位可作為相對螺旋排屑孔道具有垂直定位的切削刀片，以便于處于螺旋排屑孔道周邊的垂直延伸范圍內。
鉆頭體30包括在頂端32處的橫槽60。該橫槽60容納著切削刀片22。切削刀片22可以通過釬焊等固定在槽60內。鉆頭體30進一步包括進給面62和傾斜面64。進給面62和傾斜面64相鄰。
在操作中，旋轉鉆頭20被壓靠在地層上，受驅動而繞著中心軸線旋轉。切削刀片22直接和地層接觸，以便于進行鉆孔。作為鉆孔的問題，就是會產生大量細小顆粒(即粉塵)和較大顆粒形式的碎屑。這種碎屑開始時在切削刀片附近和旋轉鉆頭上部區域產生。
在螺旋排屑孔道46內為真空。在真空影響下，碎屑沿著螺旋扇形部48經過進給面62，進入到相應的螺旋排屑孔道46中。排屑孔道46和螺旋扇形部48的螺旋定位有利于碎屑高效而又迅速地從旋轉鉆頭20附近排出。碎屑高效而又迅速地從旋轉鉆頭20附近排出可以提高鉆速，并使鉆孔更光滑，溫度更低。
參看圖3、4，示出了用以制造類似于旋轉鉆頭20的旋轉鉆頭的冷成形鋼鉆頭體坯料30A。該冷成形鉆頭體坯料30A包括一個切削刀片形式的填料(plug)44。該鉆頭體坯料30A還可以在側壁上形成一個成形突出部42。
如圖4所示，為了精整鉆頭體坯料30A，加工填料44(即去除材料)，形成一個槽60，在成形突出部42區域，鉆孔該鉆頭體坯料(即去除材料)，形成螺旋排屑孔道46。
因此，可以看出根據下列步驟，制造鉆頭體30。首先，提供一個冷成形鉆頭體坯料，該坯料具有螺旋扇形部、處于構成切削刀片區域的填料、以及在螺旋扇形部和構成螺旋排屑孔道區域內的成形突出部。其次，加工上述填料(即去除材料)，形成容納切削刀片的槽。再次，在成形突出部位置鉆孔上述鉆頭體(即去除材料)，形成螺旋排屑孔道。
應該理解的是，雖然所述的鉆頭體是冷成形，但是申請人認為該鉆頭體也可以鑄造成形。
參看圖6和7，示出了通常以70示出的旋轉鉆頭的另一實施例。旋轉鉆頭70包括硬質合金(例如鈷碳化鎢)切削刀片72。切削刀片72具有三個分葉74、76、78，其中每一葉74、76、78都在切削刀片72的頂面80上，分別設置有切削刃73、75、77。切削刀片72具有底面82，其中分葉突起84從底面82伸出。該切削刀片72具有三個弧形側面68。切削刀片72的結構采用至少一種如2000年6月9日申請的、且名稱為“鉆頭、硬質件和鉆頭體”的美國專利申請系列第09/591,644號(Dunn et al.)所公開的切削刀片輪廓，該專利申請作為參考結合在這里。
旋轉鉆頭70具有細長鉆頭體90。鉆頭體90具有對置的頂端(或遠端)92和底端(或近端)94。鉆頭體90包括側壁36，該側壁具有通常為圓柱形的外表面97和孔98。如上對旋轉鉆頭20和鋼鉆桿之間連接部的敘述，在鋼鉆桿上設置有孔98，用于將鋼鉆桿連接到旋轉鉆頭70上。鉆頭體90形成有一個內腔100。該鉆頭體90在頂端92處具有分葉座102。
鉆頭體90包括螺旋排屑孔道108。鉆頭體90進一步包括一個在軸向后方沿著鉆頭體90的外表面97從頂端92處向下延伸的螺旋扇形部部110。螺旋排屑孔道108靠近螺旋扇形部部110，但在它終止處的軸向前方。
螺旋扇形部110具有一個定向，以使它的間距大約為3英寸(7.62厘米)。該螺旋扇形部110的間距范圍從大約3英寸(7.62厘米)到大約15英寸(38.1厘米)。作為該間距的另一可選范圍，螺旋扇形部110的間距范圍是從大約5英寸(12.7厘米)到大約10英寸(25.4厘米)。作為該間距的另一可選范圍，螺旋扇形部110的間距范圍還可以是從大約6英寸(15.4厘米)到大約10英寸(25.4厘米)。因而可將螺旋排屑孔道108定位得使它的間距類似于螺旋扇形部110。
在操作中，旋轉鉆頭70被壓靠在地層上，受驅動而繞著中心軸線旋轉。切削刀片72直接和地層接觸，以便于進行鉆孔。作為鉆孔的問題，就是會產生大量細小顆粒(即粉塵)和較大顆粒形式的碎屑。這種碎屑開始時在切削刀片附近和旋轉鉆頭上部區域產生。
在螺旋排屑孔道108內為真空。在真空影響下，碎屑沿著螺旋扇形部110的表面經過，進入到相應的螺旋排屑孔道108中。排屑孔道108和螺旋扇形部110的螺旋定位有利于碎屑高效而又迅速地從旋轉鉆頭70附近排出。碎屑高效而又迅速地從旋轉鉆頭70附近排出可以提高鉆速，并使鉆孔更光滑，溫度更低。
參看圖8-10，示出了通常以120示出的旋轉鉆頭的另一實施例。旋轉鉆頭120包括硬質合金(例如鈷碳化鎢)切削刀片122。切削刀片122包括具有切削刃126的頂面124。切削刀片122還可以包括具有從其延伸的定位突起130和碰撞間隔件132的底面128。切削刀片122具有橫向面134和周向側面136。
旋轉鉆頭120進一步包括細長鋼鉆頭體138。鉆頭體138具有頂端(或遠端)140和底端(或近端)142。在鉆頭體138的頂端140上設有一對孔141。鉆頭體138進一步包括具有外表面145的側壁144。鉆頭體138形成一個內腔146和孔148。在鋼鉆桿上設置有一個孔140，用于將鋼鉆桿連接到旋轉鉆頭120上。
鉆頭體138進一步包括螺旋排屑孔道154和螺旋扇形部156。該螺旋扇形部156具有一個定向，以使它的間距范圍從大約3英寸(7.62厘米)到大約15英寸(38.1厘米)。作為該間距的另一可選范圍，螺旋扇形部156的間距范圍是從大約5英寸(12.7厘米)到大約10英寸(25.4厘米)。作為該間距的另一可選范圍，螺旋扇形部156的間距范圍還可以是從大約6英寸(15.4厘米)到大約10英寸(25.4厘米)。因而可將螺旋排屑孔道154定位得使它的間距類似于螺旋扇形部156。
在切削刀片22和鉆頭體138的頂端140之間設置有一個釬焊接頭160。鉆頭體138的頂端140上的孔141容納著定位突起130，從而有助于切削刀片122相對鉆頭體138進行定位。碰撞間隔件132有助于使切削刀片22和鉆頭體138的頂端140之間釬焊接頭160的預定厚度保持均勻。
在操作中，旋轉鉆頭120被壓靠在地層上，受驅動而繞著中心軸線旋轉。切削刀片122直接和地層接觸，以便于進行鉆孔。作為鉆孔的問題，就是會產生大量細小顆粒(即粉塵)和較大顆粒形式的碎屑。這種碎屑開始時在切削刀片附近和旋轉鉆頭上部區域產生。
在螺旋排屑孔道154內為真空。在真空影響下，碎屑經過螺旋扇形部表面156，進入到相應的螺旋排屑孔道154中。排屑孔道154和螺旋扇形部156的螺旋定位有利于碎屑高效而又迅速地從旋轉鉆頭120附近排出。碎屑高效而又迅速地從旋轉鉆頭120附近排出可以提高鉆速，并使鉆孔更光滑，溫度更低。
因此，可以理解這里所公開敘述的旋轉鉆頭具有一些改進和優點。在鉆孔過程中這種鉆頭可有效并提高碎屑從旋轉鉆頭附近排出。這些旋轉鉆頭可提供更好的排屑功能，從而在高速條件下提高旋轉鉆頭的性能，進行更光滑、更冷卻的操作。
本發明可以包括制造旋轉鉆頭體的方法，包括下列步驟提供一個旋轉鉆頭體坯料，該旋轉鉆頭體坯料可以鑄造或冷成形，該旋轉鉆頭體坯料具有螺旋扇形部，旋轉鉆頭體坯料進一步具有包括設置在螺旋扇形部內的填料和成形突出部的遠端；去掉上述填料，以便于形成容納切削刀片的槽；去除上述成形突出部，以便于形成螺旋排屑孔道。
本發明還可以提供一種制造旋轉鉆頭體的方法，該方法包括下列步驟提供一個具有側壁和對置端部的鉆頭體坯料，該鉆頭體在側壁內具有螺旋排屑孔道，鉆頭體包含一個環繞排屑孔道的螺旋扇形部；提供一個切削刀片；在對置端部中的一個遠端，將切削刀片固定到鉆頭體上，使螺旋扇形部靠近切削刀片，鉆孔操作產生的碎屑落到螺旋扇形部上，因而螺旋扇形部就會引導碎屑進入上述螺旋排屑孔道內。
這里所利用的專利和其他文獻均作為參考結合在此處。
考慮到這里所公開的本發明實踐或說明(包括附圖)，對于本領域技術人員來說，本發明的其他實施例也是顯而易見的。在隨后權利要求所要求的本發明的范圍和精神內，這些說明和實例僅僅是示意性的。
權利要求
1.一種用于對地層鉆孔的鉆頭，在鉆孔過程中產生鉆屑，該鉆頭包括具有側壁和對置端部的鉆頭體，其中鉆頭體的對置端部中的一個遠端可容納切削刀片；鉆頭體包括在側壁上的螺旋排屑孔道；鉆頭體包括環繞該排屑孔道的螺旋扇形部(scallop)；該螺旋扇形部靠近切削刀片，從而使鉆孔操作的碎屑可以落在螺旋扇形部上，因而該螺旋扇形部就可以引導這些碎屑進入上述螺旋排屑孔道中。
2.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，上述切削刀片和螺旋扇形部直接相連。
3.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，上述鉆頭體設置有進給面，該進給面將碎屑供給螺旋扇形部。
4.如權利要求3所述的鉆頭，其特征在于，上述進給面和切削刀片相鄰。
5.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，上述螺旋扇形部的間距范圍在大約7.6cm和大約38.1cm之間。
6.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，上述螺旋扇形部的間距范圍在大約12.7cm和大約25.4cm之間。
7.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，上述鉆頭體為冷成形的。
8.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，上述鉆頭體為鑄造的。
9.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，上述切削刀片設置有多個突起，每一突起均有一個切削刃，鉆頭體包括多個螺旋排屑孔道，每一突起均具有一個對應的螺旋排屑孔道。
10.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，上述切削刀片相對于上述螺旋排屑孔道垂直定位，從而在螺旋排屑孔道周圍的垂直延伸范圍內。
11.一種用于鉆進地層的鉆頭，會產生碎屑，該鉆頭包括具有側壁和對置端部的鉆頭體，其中鉆頭體的對置端部中的一個遠端可容納切削刀片；鉆頭體包括在側壁上的螺旋排屑孔道，還包括環繞該排屑孔道的螺旋扇形部；該鉆頭體的遠端設置有一個進給面，該進給面和切削刀片相鄰接，鉆孔操作的碎屑落在進給面上，因而該進給面可以將這些碎屑進給到螺旋扇形部內，從而上述扇形部將碎屑導入到上述螺旋排屑孔道中。
12.如權利要求11所述的鉆頭，其特征在于，上述螺旋扇形部的間距范圍在大約7.6cm和大約38.1cm之間。
13.如權利要求11所述的鉆頭，其特征在于，上述螺旋扇形部的間距范圍在大約12.7cm和大約25.4cm之間。
14.如權利要求11所述的鉆頭，其特征在于，上述鉆頭體為冷成形的。
15.如權利要求11所述的鉆頭，其特征在于，上述鉆頭體為鑄造的。
16.一種鉆頭，包括具有側壁和對置端部的鉆頭體，其中鉆頭體的對置端部中的一個遠端可容納切削刀片；該鉆頭體包括至少兩個在側壁上的螺旋排屑孔道，還包括對應于每一螺旋排屑孔道的螺旋扇形部，每一螺旋扇形部均環繞著它對應的一個排屑孔道，從而形成它的邊緣。
17.如權利要求16所述的鉆頭，其特征在于，上述切削刀片和螺旋扇形部直接相連。
18.如權利要求16所述的鉆頭，其特征在于，上述鉆頭體設置有進給面，該進給面將碎屑供給螺旋扇形部。
19.如權利要求16所述的鉆頭，其特征在于，上述螺旋扇形部的間距范圍在大約7.62cm和大約38.1cm之間。
20.如權利要求16所述的鉆頭，其特征在于，上述螺旋扇形部的間距范圍在大約12.7cm和大約25.4cm之間。
21.如權利要求16所述的鉆頭，其特征在于，上述切削刀片相對于上述螺旋排屑孔道垂直定位，從而在螺旋排屑孔道周圍的垂直延伸范圍內。
22.一種鉆頭，包括具有側壁和對置端部的鉆頭體，其中鉆頭體的對置端部中的一個遠端可容納切削刀片；該鉆頭體包括在側壁上的螺旋排屑孔道；該鉆頭體包括環繞每一螺旋排屑孔道的螺旋扇形部，其中上述扇形部形成排屑孔道的邊緣；上述螺旋扇形部的間距范圍在從大約7.62cm到大約38.1cm。
23.如權利要求22所述的鉆頭，其特征在于，上述切削刀片和螺旋扇形部直接相連。
24.如權利要求22所述的鉆頭，其特征在于，上述鉆頭體設置有進給面，該進給面將碎屑供給螺旋扇形部。
25.如權利要求22所述的鉆頭，其特征在于，上述進給面和切削刀片相鄰。
26.如權利要求22所述的鉆頭，其特征在于，上述切削刀片相對于上述螺旋排屑孔道垂直定位，從而在螺旋排屑孔道周圍的垂直延伸范圍內。
27.一種冷成形的旋轉鉆頭體，包括側壁；該側壁包括螺旋扇形部，上述螺旋扇形部的間距范圍在從大約7.6cm到大約38.1cm；上述側壁包括螺旋排屑孔道，該螺旋扇形部環繞著上述螺旋排屑孔道；對置端部，對置端部中的一個遠端包括一個容納切削刀片的槽。
28.如權利要求27所述的冷成形旋轉鉆頭體，進一步包括和上述螺旋排屑孔道相聯通的內腔。
29.如權利要求27所述的冷成形旋轉鉆頭體，其特征在于，包括一對螺旋扇形部和一對螺旋排屑孔道。
30.如權利要求27所述的冷成形旋轉鉆頭體，其特征在于，包括三個螺旋螺旋扇形部和三個螺旋排屑孔道。
31.如權利要求27所述的冷成形旋轉鉆頭體，其特征在于，上述螺旋扇形部的間距范圍在大約12.7cm和大約25.4cm之間。
32.一種鑄造的旋轉鉆頭體，包括側壁；該側壁包括螺旋扇形部，上述螺旋扇形部的間距范圍在從大約7.6cm到大約38.1cm；上述側壁還包括螺旋排屑孔道，該螺旋扇形部環繞著上述螺旋排屑孔道；對置端部，對置端部中的一個遠端包括一個容納切削刀片的槽。
33.如權利要求32所述的鑄造旋轉鉆頭體，其特征在于，上述螺旋扇形部的間距范圍在大約12.7cm和大約25.4cm之間。
34.一種制造旋轉鉆頭體的方法，包括下列步驟提供一個旋轉鉆頭體坯料，該旋轉鉆頭體坯料可以鑄造或冷成形，該旋轉鉆頭體坯料具有螺旋扇形部，旋轉鉆頭體坯料進一步包括具有設置在螺旋扇形部內的填料(pulg)和成形突出部的遠端；去掉上述填料，形成容納切削刀片的槽；去除上述成形突出部，以便于形成螺旋排屑孔道。
35.如權利要求34所述的方法，其特征在于，上述填料通過加工而去掉。
36.如權利要求34所述的方法，其特征在于，上述成形突出部通過鉆孔而去除。
37.如權利要求34所述的方法，其特征在于，上述旋轉鉆頭體坯料為鑄造的。
38.如權利要求34所述的方法，其特征在于，上述旋轉鉆頭體坯料為冷成形的。
39.一種制造旋轉鉆頭體的方法，包括下列步驟提供一個具有側壁和對置端部的鉆頭體，該鉆頭體在側壁內具有螺旋排屑孔道，鉆頭體包含一個環繞排屑孔道的螺旋扇形部；提供一個切削刀片；在對置端部中的一個遠端，將切削刀片固定到鉆頭體上，使螺旋扇形部靠近切削刀片，鉆孔操作產生的碎屑落到螺旋扇形部上，因而螺旋扇形部就會引導碎屑進入上述螺旋排屑孔道內。
40.如權利要求39所述的方法，其特征在于，上述固定步驟包括將上述切削刀片釬焊到上述鉆頭體上。
全文摘要
鉆頭(20)包括具有側壁(36)和對置端部(32、34)的鉆頭體(30)。鉆頭體(30)的對置端部中的一個遠端(32)可容納切削刀片(22)。鉆頭體(30)包括在側壁(36)上的至少兩個螺旋排屑孔道(46)。鉆頭體(30)進一步包括對應于每一排屑孔道(46)的螺旋扇形部(48)。每一螺旋扇形部(48)環繞著它對應的一個螺旋排屑孔道(46)，以形成該孔道的周邊。
文檔編號E21B10/36GK1829850SQ200480021699
公開日2006年9月6日 申請日期2004年6月9日 優先權日2003年6月30日
發明者D·E·拜斯 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司