專利名稱：同心滑塊跟管鉆具及中心鉆頭、導(dǎo)正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦山爆破、水電基礎(chǔ)建設(shè)、公路邊坡基礎(chǔ)加固、鐵路勘察，地質(zhì)災(zāi)害防止等相關(guān)工程的深、淺孔破碎地段施工；適用于各種巖心鉆機、錨桿鉆機，用于地質(zhì)勘察取芯、深基坑支護、高邊坡錨固、隧道塌方管棚支護、卵石層高壓旋噴等領(lǐng)域，涉及所需用的一種潛孔錘用的同心跟管同心滑塊跟管鉆具。
背景技術(shù)：
目前市場上出售的潛孔跟管鉆具，大部分都是偏心原理的跟管鉆具，根據(jù)多年的實踐證明，現(xiàn)有的偏心跟管鉆具或其它同心鉆具均存在明顯的缺陷，例如在使用過程中， 扭矩力大、鉆孔不圓、容易卡鉆、跟管阻力大、偏心擺動量大、鉆具受力不均勻、強度差、拔回時必須反轉(zhuǎn)，而且易發(fā)生斷鉆桿和套管等事故的技術(shù)缺陷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，使用便利的同心滑塊跟管鉆具及中心鉆頭、導(dǎo)正器，采用同心滑塊跟管鉆具及中心鉆頭、導(dǎo)正器，能夠明顯增強破碎效果，且傳動巧妙，扭矩力小，結(jié)構(gòu)可靠，阻力小，破石均勻；同時在鉆進過程中扭矩力很小，無擺動，鉆桿同心，成孔圓。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明的中心鉆頭，包括鉆頭本體和擴孔鉆片，所述鉆頭本體沿其中心軸線上為前部、 中部和尾部，鉆頭本體前部呈箭頭形、錐形或圓形凸臺結(jié)構(gòu)，鉆頭本體中部的直徑大于前部的直徑，鉆頭本體前部至中部的外周面上開設(shè)有至少兩個斜槽，該斜槽的起始端在于鉆頭本體前部，且在鉆頭本體中部為通槽，擴孔鉆片位于該斜槽內(nèi)與其匹配，使擴孔鉆片可在斜槽內(nèi)滑動，在鉆頭本體前部以及擴孔鉆片的外表面上均鑲嵌有硬質(zhì)合金，鉆頭本體的尾部為非圓形的柱體。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，中心鉆頭包括鉆頭本體，其中鉆頭本體為柱形結(jié)構(gòu)，且以中心軸線對稱分布，在中心軸線的方向上分為前部、中部和尾部，且前部、中部和尾部之間形成一體結(jié)構(gòu)，其中鉆頭本體前部呈箭頭形、錐形或圓形凸臺結(jié)構(gòu)，從而便于鉆頭本體在使用時，中心鉆頭前端面積小，受力集中，遇較硬或較大的巖石可先行分級擊碎，鉆頭本體中部的直徑大于前部的直徑，使得鉆頭本體中部比前部大，使得中部能夠支撐前部，保證其受力，在鉆頭本體前部至中部的外周面上開設(shè)有至少兩個斜槽，該斜槽可以為兩個、三個或四個或更多個的斜槽，該斜槽的起始端在于鉆頭本體前部，而在鉆頭本體中部為通槽，使得該斜槽為從鉆頭本體前部的起始端至鉆頭本體中部的尾端的槽，由于鉆頭本體前部呈箭頭形、錐形或圓形凸臺結(jié)構(gòu)，因此該槽為傾斜結(jié)構(gòu)的斜槽，在該斜槽內(nèi)設(shè)置擴孔鉆片，該擴孔鉆片能與斜槽匹配，且能相對于斜槽滑動，使得擴孔鉆片能夠從鉆頭本體中部滑至鉆頭本體前部。該鉆具向下移動時，擴孔鉆片受巖石阻力向后方滑動斜槽末端，從而能夠形成擴孔鉆具進行擴孔，當(dāng)需要將鉆具向上收起時，向上收拉中心鉆頭，擴孔鉆片受管靴阻力向下滑動至斜槽起始端，從而使得鉆頭縮小收回，無需反轉(zhuǎn)可直接收回，其操作十分方便快捷，同時在鉆頭本體前部以及擴孔鉆片的外表面上均鑲嵌有硬質(zhì)合金，從而進行鉆孔和擴孔，保證了中心鉆頭的破碎效果好，便于鉆孔，鉆頭本體的尾部為非圓形的柱體，采用非圓形的柱體能夠使該鉆頭能夠與導(dǎo)正器之間相互配合，使得鉆頭本體安裝到導(dǎo)正器中時定位精確， 且能夠?qū)@頭上的扭矩傳遞至導(dǎo)正器上，便于扭矩的傳遞。本發(fā)明的中心鉆頭，結(jié)構(gòu)簡單， 操作簡便，使用便利，能夠明顯增強破碎效果，且傳動巧妙，扭矩力小，結(jié)構(gòu)可靠，阻力小，破石均勻。
本發(fā)明的中心鉆頭，在鉆頭本體前部至中部的外周面上開設(shè)有三個斜槽，且三個斜槽相對于中心軸間隔120°均布于鉆頭本體的外周面上，任一斜槽內(nèi)匹配有擴孔鉆片。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，斜槽為三個，且均布于鉆頭本體的外周面上，且三個斜槽相對于中心軸間隔120 °，其中任一斜槽內(nèi)匹配有擴孔鉆片，使得三塊擴孔鉆片以中心鉆頭的軸線為中心相互夾角為120度，與中心鉆頭的斜槽配合并通過斜槽定位傳遞扭矩，且每個擴孔鉆片上的受力均勻，在使用時，三個擴孔鉆片滑至斜槽的尾端，能夠形成一個類似整圓從而便于形成一級凸臺，從而能夠在鉆頭的末端進行擴孔，遇較硬或較大的巖石時，鉆頭的前段先進行分級擊碎，最后的要擴的孔壁較薄，擴孔鉆片形成的最后一級凸臺，其受沖擊較小，且在鉆進過程中扭矩力很小，無擺動，鉆桿同心，成孔圓。
本發(fā)明的中心鉆頭，所述斜槽的兩側(cè)壁上設(shè)置矩形槽、梯形槽或者燕尾槽，使斜槽為T形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向槽。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，在斜槽的兩側(cè)壁上設(shè)置矩形槽、梯形槽或者燕尾槽等多種形式結(jié)構(gòu)的槽，使得斜槽的切面形成T形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向槽，擴孔鉆片能夠在該導(dǎo)向槽內(nèi)滑動， 從斜槽的起始端滑至尾端，其滑移方便快捷，操作十分簡便。
本發(fā)明的中心鉆頭，所述鉆頭本體的尾部為三角形柱體、半圓形柱體、橢圓形柱體、四邊形柱體、五邊形柱體、六邊形柱體、多邊形或者異形柱體，在鉆頭本體的尾部上設(shè)置有銷子缺口。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，鉆頭本體的尾部可采用三角形柱體、半圓形柱體、橢圓形柱體、四邊形柱體、五邊形柱體、六邊形柱體、多邊形或者異形柱體等多種結(jié)構(gòu)形式，從而便于將鉆頭本體與導(dǎo)正器之間的定位精確，且能夠?qū)@頭本體上的扭矩以及沖擊傳遞至導(dǎo)正器，同時在鉆頭本體的尾部上設(shè)置有銷子缺口，便于鉆頭本體通過其自身的銷子缺口與定位孔與實心圓柱銷與空心膨脹銷連接定位，結(jié)構(gòu)簡單，配合效果好。但是要避免采用圓形柱體，因為圓形柱體的鉆頭本體的尾部在插入到導(dǎo)正器中之后，既不方便定位又不便于傳遞扭矩。
本發(fā)明的中心鉆頭，所述鉆頭本體前部為圓形凸臺結(jié)構(gòu)，使鉆頭本體前部呈現(xiàn)階梯型的多級凸臺，各級凸臺之間以斜面錐度過渡變徑，在鉆頭本體前部還設(shè)置與斜槽連通的直槽，直槽的起始端位于鉆頭本體，在鉆頭本體前部的最前端凸臺的側(cè)壁上，設(shè)置有與直槽起始端相連的鉆頭前部排渣槽；擴孔鉆片可從斜槽內(nèi)滑至直槽內(nèi)，鉆頭本體尾部的寬度小于中部直徑。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，該鉆頭本體前部為圓形凸臺結(jié)構(gòu)，使鉆頭本體前部呈現(xiàn)階梯型的多級凸臺，當(dāng)遇較硬或較大的巖石可先行分級擊碎，減少對鉆頭本體和擴孔鉆片對沖擊，從而保證其壽命，且各級凸臺之間以斜面錐度過渡變徑，從使得鉆頭本體前部呈凸頂，且直徑逐步變大，各級凸臺之間斜面錐度過渡，鉆頭本體前部還設(shè)置與斜槽連通的直槽，直槽的起始端位于鉆頭本體前部，因此直槽與斜槽連接，使其從直槽的起始端直至鉆頭本體中部的尾端，擴孔鉆片可從斜槽內(nèi)滑至直槽內(nèi)，從而便于將擴孔鉆片的收放，鉆具向下移動時，擴孔鉆片受巖石阻力向后方滑動形成擴孔跟管，鉆具向上收拉時擴孔鉆片受管靴阻力向下滑動縮小收回，無需反轉(zhuǎn)可直接收回。在鉆頭本體前部的最前端凸臺的側(cè)壁上設(shè)置有鉆頭前部排渣槽，該鉆頭前部排渣槽與直槽起始端相連，利于排渣；鉆頭本體尾部的寬度小于中部直徑，從而便于控制鉆頭本體與導(dǎo)正器之間的配合，確保組合鉆具的使用安全可靠。
本發(fā)明的中心鉆頭，所述鉆頭本體的內(nèi)部設(shè)置有中心通氣孔，在鉆頭本體中部的外周面上設(shè)有鉆頭中部排渣槽，所述鉆頭中部排渣槽內(nèi)設(shè)置有與中心通氣孔連通的鉆頭中部通氣孔？ ，所述直槽內(nèi)設(shè)置有與中心通氣孔連通的鉆頭直槽通氣孔。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，鉆頭中部排渣槽便于鉆頭的排渣，而中心鉆頭中部排渣槽內(nèi)鉆有與導(dǎo)正器主排渣道相同方向的排氣孔，排氣方向與出渣方向一致，不受鉆具壓力遇松軟泥塵不會堵孔便于排渣。
本發(fā)明的中心鉆頭，所述擴孔鉆片包括上部與下部相結(jié)合形成T形結(jié)構(gòu)的鉆片本體，所述鉆片本體的上部呈半圓形結(jié)構(gòu)，鉆片本體的圓弧邊為傾斜的鉆片弧形斜邊，該鉆片本體的兩端角處為鉆片側(cè)端凸體，鉆片本體下部位于鉆片本體的非圓弧邊中部，鉆片側(cè)端凸體至鉆片本體下部之間為弧形結(jié)構(gòu)的鉆片側(cè)端內(nèi)弧面，所述鉆片本體下部的兩側(cè)壁上設(shè)置有凸塊體，鉆片本體與凸塊體的結(jié)合體與導(dǎo)向槽相配合，使擴孔鉆片可在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，擴孔鉆片可以分為一體的上部與下部，其二者相結(jié)合形成T 形結(jié)構(gòu)的鉆片本體，鉆片本體的上部呈半圓形結(jié)構(gòu)，使得多個擴孔鉆片拼合在一起，能夠形成類似圓形，從而能夠形成最后的一層凸臺，從而通過分層分級將巖石擊碎，最后一層為擴孔鉆片，其受到的沖擊最小，且擴孔效果好，從而增加其使用壽命，鉆片本體的圓弧邊為傾斜的鉆片弧形斜邊，使得三個擴孔鉆片擴散開之后，其圓弧邊與鉆頭本體中部外表面能夠形成類似圓結(jié)構(gòu)，從而形成最后一層的擴孔凸臺，便于進行擴孔。該鉆片本體的兩端角處為鉆片側(cè)端凸體，鉆片本體下部位于鉆片本體的非圓弧邊中部，鉆片側(cè)端凸體至鉆片本體下部之間為弧形結(jié)構(gòu)的鉆片側(cè)端內(nèi)弧面，所述鉆片本體下部的兩側(cè)壁上設(shè)置有凸塊體，鉆片本體與凸塊體的結(jié)合體與導(dǎo)向槽相配合，使擴孔鉆片可在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動。凸塊體一方面便于鉆片本體在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動，另外能夠傳遞扭矩，從而保證擴孔鉆片上承受的扭矩較小，同時便于擴孔鉆片相對于鉆頭本體移動，三個擴孔鉆片之間相互配合，鉆具向下移動時，擴孔鉆片受巖石阻力向后方滑動形成擴孔鉆具，鉆具向上收拉時擴孔鉆片受管靴阻力向下滑動縮小收回，無需反轉(zhuǎn)可直接收回。
本發(fā)明的中心鉆頭，斜槽兩側(cè)的鉆頭本體中部的外周面上，設(shè)置有弧形斜面與弧形溝槽；所述弧形斜面能與鉆片側(cè)端內(nèi)弧面相互貼合，所述弧形溝槽能與鉆片側(cè)端凸體貼口 ο
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，所述弧形斜面能與鉆片側(cè)端內(nèi)弧面相互貼合，所述弧形溝槽能與鉆片側(cè)端凸體貼合，使得擴孔鉆片與鉆頭本體中部的外周面貼合，使得中心鉆頭外圓與擴孔時的半圓形擴孔鉆片呈圓弧過渡，無明顯折線，顯著減小轉(zhuǎn)動阻力，在鉆進過程中扭矩力很小，無擺動，鉆桿同心，成孔圓。
本發(fā)明的與中心鉆頭匹配的導(dǎo)正器，包括導(dǎo)正器本體，所述導(dǎo)正器本體的外周面上設(shè)置有導(dǎo)正器排渣槽，導(dǎo)正器本體的兩端沿中心設(shè)置有導(dǎo)正器中心通氣孔，導(dǎo)正器本體的一端設(shè)置有與鉆頭本體的尾部相匹配的非圓形的鉆頭尾端安裝孔，所述導(dǎo)正器本體的外周上設(shè)置有銷孔與連通導(dǎo)正器中心通氣孔的導(dǎo)正器通氣孔，所述銷孔為貫穿導(dǎo)正器本體側(cè)壁的通孔，當(dāng)中心鉆頭與導(dǎo)正器裝配時，該通孔能與銷子缺口對齊。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)正器與中心鉆頭相互匹配，其中在導(dǎo)正器本體的外周面上設(shè)置有便于排渣的導(dǎo)正器排渣槽，且在導(dǎo)正器本體的兩端沿中心設(shè)置有導(dǎo)正器中心通氣孔，便于與中心鉆頭上的中心通孔連通，而由導(dǎo)正器上進行通氣，在導(dǎo)正器的一端上設(shè)置有與鉆頭本體的尾部相匹配的非圓形的鉆頭尾端安裝孔，該鉆頭尾端安裝孔可以為三角形孔、半圓形孔、橢圓形孔、四邊形孔、五邊形孔、六邊形孔、多邊形孔或者異形孔等多種孔，但是一定是與鉆頭本體的尾部相匹配相同的非圓形孔，該鉆頭尾端安裝孔主要用于與鉆頭本體的尾部相互配合，從而將鉆頭本體進行定位，且能夠傳遞扭矩，銷孔為貫穿導(dǎo)正器本體側(cè)壁的通孔，當(dāng)中心鉆頭與導(dǎo)正器裝配時，該通孔能與銷子缺口對齊，從而可以插入銷釘進行定位固定，保證鉆頭與導(dǎo)正器之間的連接穩(wěn)固，保證使用的安全可靠。
本發(fā)明的采用中心鉆頭與導(dǎo)正器組合形成的同心滑塊跟管鉆具，所述擴孔鉆片位于鉆頭本體的斜槽內(nèi)，所述鉆頭本體的尾部配合安裝于鉆頭尾端安裝孔內(nèi)，導(dǎo)正器中心通氣孔與中心通氣孔連通，鉆頭中部排渣槽與導(dǎo)正器排渣槽連通，所述銷子缺口與銷孔對齊， 且通過實心銷插入銷孔內(nèi)將導(dǎo)正器與中心鉆頭固定，所述實心銷被插入銷孔內(nèi)的膨脹銷子限位。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，擴孔鉆片是上下自由滑動，沖擊破啐時則無需反彈間隙，導(dǎo)正器的梯臺部位至擴孔鉆片的距離比常規(guī)鉆具短，擴孔破碎點與管靴距離近，排渣道短，渣石回落少，排渣速度快，管靴阻力小、進尺快；在整個鉆進過程中，可減少拔管力，易回收，且不易發(fā)生斷管靴、跟管、鉆頭、鉆桿等事故。導(dǎo)正器與中心鉆頭配合的端面，在裝配狀態(tài)下該端面與中心鉆頭的中部下面變徑端面相貼合并形成半圓形擴孔鉆片的后止動部，作為擴孔鉆片的沖擊傳力點，中心鉆頭直槽的起始端為半圓形擴孔鉆片的收件止動部位。本發(fā)明的采用中心鉆頭與導(dǎo)正器組合形成的同心滑塊跟管鉆具，能夠明顯增強破碎效果，且傳動巧妙，扭矩力小，結(jié)構(gòu)可靠，阻力小，破石均勻；同時在鉆進過程中扭矩力很小，無擺動，鉆桿同心，成孔圓。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明的中心鉆頭，中心鉆頭前端面積小，受力集中，遇較硬或較大的巖石可先行分級擊碎；2、本發(fā)明的中心鉆頭，二塊半圓形擴孔鉆片以中心鉆頭的軸線為中心相互夾角為120 度，與中心鉆頭的T型斜槽配合并通過T型斜槽定位傳遞扭矩，中心鉆頭外圓與擴孔時的半圓形擴孔鉆片呈圓弧過渡，無明顯折線，顯著減小轉(zhuǎn)動阻力，在鉆進過程中扭矩力很小，無擺動，鉆桿同心，成孔圓；3、本發(fā)明的導(dǎo)正器，導(dǎo)正器的非圓柱體槽孔與箭頭形中心鉆頭的非圓柱體連接配合傳遞扭矩；中心鉆頭、導(dǎo)正器通過自身的定位槽與定位孔與實心圓柱銷與空心膨脹銷連接定位，結(jié)構(gòu)簡單，配合效果好；4、本發(fā)明的同心滑塊跟管鉆具，鉆具向下移動時，擴孔鉆片受巖石阻力向后方滑動形7成擴孔跟管，鉆具向上收拉時擴孔鉆片受管靴阻力向下滑動縮小收回，無需反轉(zhuǎn)可直接收回；5、本發(fā)明的同心滑塊跟管鉆具，中心鉆頭中部排渣槽內(nèi)鉆有與導(dǎo)正器主排渣道相同方向的排氣孔，排氣方向與出渣方向一致，不受鉆具壓力遇松軟泥塵不會堵孔便于排渣；6、本發(fā)明的同心滑塊跟管鉆具，擴孔鉆片是上下自由滑動，沖擊破啐時則無需反彈間隙，導(dǎo)正器的梯臺部位至擴孔鉆片的距離比常規(guī)鉆具短，擴孔破碎點與管靴距離近，排渣道短，渣石回落少，排渣速度快，管靴阻力小、進尺快；7、本發(fā)明的同心滑塊跟管鉆具，在整個鉆進過程中，可減少拔管力，易回收，且不易發(fā)生斷管靴、跟管、鉆頭、鉆桿等事故。
圖I是本發(fā)明的同心滑塊跟管鉆具放件狀態(tài)示意圖；圖2是本發(fā)明中導(dǎo)正器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中擴孔鉆片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明中中心鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的同心滑塊跟管鉆具收件狀態(tài)示意圖；圖6是本發(fā)明的同心滑塊跟管鉆具的裝配示意圖。
圖中標(biāo)記1-導(dǎo)正器、2-中心鉆頭、3-擴孔鉆片、4-實心銷、5-膨脹銷子、6-硬質(zhì)合金、101-導(dǎo)正器本體、102-銷孔、103-導(dǎo)正器通氣孔、104-導(dǎo)正器排渣槽、105 -導(dǎo)正器內(nèi)孔、106-鉆頭尾端安裝孔、201-鉆頭本體、202-鉆頭臺階面、203-鉆頭中部排渣槽、204-鉆頭中部通氣孔？？、205-鉆頭尾部、206-銷子缺口、207-中心通氣孔、208-斜槽、209-T形槽、210-直槽、211-鉆頭直槽通氣孔、212-鉆頭前部排渣槽、213-弧形斜面、 214-弧形溝槽、215-直槽擋部、301-鉆片本體、302-鉆片弧形斜邊、303-鉆片側(cè)端內(nèi)弧面、 304-凸塊體、305-鉆片側(cè)面、306-鉆片前斜面、307-鉆片側(cè)端凸體。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實施例I本發(fā)明的中心鉆頭，包括鉆頭本體201和擴孔鉆片3，所述鉆頭本體201沿其中心軸線上為前部、中部和尾部，且前部、中部和尾部為一體結(jié)構(gòu)，鉆頭本體201前部呈箭頭形結(jié)構(gòu)， 鉆頭本體201中部的直徑大于前部的直徑，鉆頭本體201前部至中部的外周面上開設(shè)有至少兩個斜槽208，所述斜槽208的兩側(cè)壁上設(shè)置矩形槽，使斜槽208為T形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向槽， 該斜槽208可以為2個，3個，4個，5個或者多個，本實施例優(yōu)選用2個斜槽208，且2個斜槽208相對于中心軸間隔180°均布于鉆頭本體201的外周面上，任一斜槽208內(nèi)匹配有擴孔鉆片3，該斜槽208的起始端在于鉆頭本體201前部，也即箭頭形結(jié)構(gòu)的外周面上，且在鉆頭本體201中部上為通槽，擴孔鉆片3位于該斜槽208內(nèi)與其匹配，使擴孔鉆片3可在斜槽208內(nèi)滑動，所述擴孔鉆片3包括上部與下部相結(jié)合形成T形結(jié)構(gòu)的鉆片本體301，其中上部與下部為一體結(jié)構(gòu)，鉆片本體301下部位于鉆片本體301的非圓弧邊中部，所述鉆片本體301的上部呈半圓形結(jié)構(gòu),兩個鉆片本體301合攏在一起,可以形成一個類似圓形結(jié)構(gòu)， 鉆片本體301的圓弧邊為傾斜的鉆片弧形斜邊302，從而減小阻力，該鉆片本體301的兩端角處為鉆片側(cè)端凸體307，鉆片側(cè)端凸體307至鉆片本體301下部之間為弧形結(jié)構(gòu)的鉆片側(cè)端內(nèi)弧面303，斜槽208兩側(cè)的鉆頭本體201中部的外周面上，設(shè)置有弧形斜面213與弧形溝槽214 ;所述弧形斜面213能與鉆片側(cè)端內(nèi)弧面303相互貼合，所述弧形溝槽214能與鉆片側(cè)端凸體307貼合，所述鉆片本體301下部的兩側(cè)壁上設(shè)置有凸塊體304，該凸塊體304 為矩形結(jié)構(gòu)，且鉆片本體301與凸塊體304的結(jié)合體與導(dǎo)向槽相配合，使擴孔鉆片3可在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動。在鉆頭本體201前部以及擴孔鉆片3的外表面上均鑲嵌有硬質(zhì)合金6，鉆頭本體201的尾部為三角形柱體、半圓形柱體、橢圓形柱體、四邊形柱體、五邊形柱體、六邊形柱體、多邊形或者異形柱體等多種結(jié)構(gòu)的柱體，但是不選用圓形的柱體，本實施例了中選用鉆頭本體201尾部的截面形狀為圓形被兩條平行線切去圓邊，其兩條邊為直線，兩條邊為圓弧，從而便于將鉆頭本體201的尾部與導(dǎo)正器進行定位和便于傳遞扭矩，其中在該鉆頭本體201的尾部上設(shè)置有銷子缺口 206。所述鉆頭本體201的內(nèi)部設(shè)置有中心通氣孔207，在鉆頭本體201中部的外周面上設(shè)有鉆頭中部排渣槽203，所述鉆頭中部排渣槽203內(nèi)設(shè)置有與中心通氣孔207連通的鉆頭中部通氣孔？ 204。
本發(fā)明的與中心鉆頭匹配的導(dǎo)正器，包括導(dǎo)正器本體201，所述導(dǎo)正器本體201的外周面上設(shè)置有導(dǎo)正器排渣槽104，導(dǎo)正器本體201的兩端沿中心設(shè)置有導(dǎo)正器中心通氣孔，導(dǎo)正器本體201的一端設(shè)置有與鉆頭本體201的尾部相匹配的非圓形的鉆頭尾端安裝孔106，該鉆頭尾端安裝孔可以為三角形孔、半圓形孔、橢圓形孔、四邊形孔、五邊形孔、六邊形孔、多邊形孔或者異形孔等多種孔，該鉆頭尾端安裝孔主要用于與鉆頭本體的尾部相互配合，從而將鉆頭本體進行定位，且能夠傳遞扭矩，因此本實施例中的鉆頭尾端安裝孔106 選用與鉆頭本體尾部相同形狀的孔，即截面形狀為圓形被兩條平行線切去圓邊，其兩條邊為直線，兩條邊為圓弧的孔，所述導(dǎo)正器本體201的外周上設(shè)置有銷孔102與連通導(dǎo)正器中心通氣孔的導(dǎo)正器通氣孔103，所述銷孔102為貫穿導(dǎo)正器本體201側(cè)壁的通孔，當(dāng)中心鉆頭2與導(dǎo)正器I裝配時，該通孔能與銷子缺口 206對齊。
本發(fā)明的同心滑塊跟管鉆具，將上述實施例中的中心鉆頭與導(dǎo)正器進行組合，其中所述擴孔鉆片3位于鉆頭本體201的斜槽208內(nèi)，擴孔鉆片3可在斜槽208內(nèi)滑動，且所述鉆頭本體201的尾部配合安裝于鉆頭尾端安裝孔106內(nèi)，導(dǎo)正器中心通氣孔與中心通氣孔207連通，可以從導(dǎo)正器中心通氣孔中通氣傳入到中心通氣孔207內(nèi)，鉆頭中部排渣槽 203與導(dǎo)正器排渣槽104連通，便于鉆頭排渣，所述銷子缺口 206與銷孔102對齊，且通過實心銷4插入銷孔102內(nèi)將導(dǎo)正器I與中心鉆頭2固定，所述實心銷4被插入銷孔102內(nèi)的膨脹銷子5限位。
本發(fā)明的采用中心鉆頭與導(dǎo)正器組合形成的同心滑塊跟管鉆具，同心滑塊跟管鉆具下移動時擴孔鉆片受巖石阻力沿中心鉆頭的T型斜槽向后方滑動，以導(dǎo)正器端面定位形成擴孔跟管。同心滑塊跟管鉆具向上收拉時，擴孔鉆片受管靴阻力向下滑動縮小收回。因本發(fā)明的空氣潛孔錘斜滑塊同心跟管鉆具在工作沖擊破碎巖石反彈時，半圓形擴孔鉆片順 T型斜槽和圓弧斜槽上下滑動，無需沖擊間隙，導(dǎo)正器導(dǎo)正部位比常規(guī)鉆具短，擴孔破碎點與管靴距離近，渣石回落小、少，排渣道短，排渣速度快，管靴阻力小，進尺快。
實施例2實施例2在實施例I的基礎(chǔ)上，采用鉆頭本體201前部呈錐形結(jié)構(gòu)；鉆頭本體201前部與中部之間呈錐臺形的斜面過渡，所述斜槽208為4個，四個斜槽208相對于中心軸間隔 90°均布于鉆頭本體201的外周面上，任一斜槽208內(nèi)匹配有擴孔鉆片3，所述斜槽208的兩側(cè)壁上設(shè)置矩形槽、梯形槽或者燕尾槽之中的任一種，使斜槽208為T形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向槽， 本實施例選用燕尾槽，凸塊體304與導(dǎo)向槽相配合，特別是與該燕尾槽配合，從而便于擴孔鉆片3在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動，所述鉆頭本體201的尾部為六邊形柱體，該六邊形柱體上設(shè)置有銷子缺口 206，當(dāng)然也可以是半圓形柱體、橢圓形柱體、四邊形柱體、五邊形柱體、六邊形柱體、 多邊形或者異形柱體中等非圓形柱體中的一種，從而便于定位和傳遞扭矩。同樣的原理，本實施例中采用的與中心鉆頭匹配的導(dǎo)正器，在實施例I的基礎(chǔ)上，所述鉆頭尾端安裝孔106 選用與鉆頭本體201尾部相同的六邊形柱孔，從而便于將鉆頭本體201尾部安裝到鉆頭尾端安裝孔106內(nèi)。本實施例中的同心滑塊跟管鉆具，與實施例I相似，主要是將中心鉆頭與導(dǎo)正器相互配合固定。
實施例3如圖3和圖4所示，實施例3在實施例I的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的中心鉆頭，鉆頭本體201前部為圓形凸臺結(jié)構(gòu)，使鉆頭本體201前部呈現(xiàn)階梯型的多級凸臺，本例中采用三級凸臺，即三級階梯結(jié)構(gòu)，當(dāng)然根據(jù)實際需要可以采用2級凸臺結(jié)構(gòu)或者4級凸臺結(jié)構(gòu)或者5級凸臺結(jié)構(gòu)或者更多級凸臺結(jié)構(gòu)，各級凸臺之間以斜面錐度過渡變徑，使得鉆頭本體201從最前端開始直徑最小，然后逐漸增加，且通過斜面錐度進行過渡，本實施例中，所述斜槽208為 3個，且三個斜槽208相對于中心軸間隔120°均布于鉆頭本體201的外周面上，任一斜槽 208內(nèi)匹配有擴孔鉆片3，在鉆頭本體201前部還設(shè)置與斜槽208連通的直槽210，該直槽 210與斜槽208連通，直槽210的起始端位于鉆頭本體201，在鉆頭本體201前部的最前端凸臺的側(cè)壁上，設(shè)置有與直槽210起始端相連的鉆頭前部排渣槽212，從而便于鉆頭本體201 前部頂端進行排渣；擴孔鉆片3可從斜槽208內(nèi)滑至直槽210內(nèi)，鉆頭本體201尾部的寬度小于中部直徑，且三個擴孔鉆片3的圓弧形邊部拼接在一起，能夠形成類似與圓形結(jié)構(gòu)， 能夠形成最后一級的凸臺，從而便于擴孔，整個中心鉆頭前端面積小，然后面積逐漸增大， 受力集中，遇較硬或較大的巖石可先行分級擊碎。所述斜槽208的兩側(cè)壁上設(shè)置矩形槽、梯形槽或者燕尾槽之中的任一種，使斜槽208為T形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向槽，本實施例選用矩形槽，所述鉆頭本體201的尾部為三角形柱體，三角形柱體上設(shè)置有銷子缺口 206當(dāng)然也可以是半圓形柱體、橢圓形柱體、四邊形柱體、五邊形柱體、六邊形柱體、多邊形或者異形柱體中等非圓形柱體中的一種，從而便于定位和傳遞扭矩，在三角形柱體上設(shè)置有銷子缺口 206，所述鉆頭本體201的內(nèi)部設(shè)置有中心通氣孔207，在鉆頭本體201中部的外周面上設(shè)有鉆頭中部排渣槽203，所述鉆頭中部排渣槽203內(nèi)設(shè)置有與中心通氣孔207連通的鉆頭中部通氣孔？ 204，所述直槽210內(nèi)設(shè)置有與中心通氣孔207連通的鉆頭直槽通氣孔211，排氣方向與出渣方向一致，遇松軟泥塵不會堵孔便于排渣。斜槽208兩側(cè)的鉆頭本體201中部的外周面上，設(shè)置有弧形斜面213與弧形溝槽214 ;所述弧形斜面213能與鉆片側(cè)端內(nèi)弧面303 相互貼合，所述弧形溝槽214能與鉆片側(cè)端凸體307貼合，以利于擴孔鉆片與中心鉆頭外圓的平滑過渡減小扭矩力量，鉆片本體301的下部為傾斜的楔形結(jié)構(gòu)，形成鉆片前斜面306，當(dāng)擴孔鉆片3從斜槽208滑至直槽210時，該鉆片前斜面306能夠與直槽210相貼合，從而使得擴孔鉆片3的外表面與鉆頭本體的外表面之間為弧形過渡，且三個擴孔鉆片3的圓弧形邊部合攏在一起，形成如圖5所示的類似圓形結(jié)構(gòu)，且位于鉆頭本體的前部。中心鉆頭外圓與擴孔時的三片半圓形擴孔鉆片之間無明顯折線，圓弧過渡，減小轉(zhuǎn)動阻力。
如圖2所示，本發(fā)明的與中心鉆頭匹配的導(dǎo)正器，包括導(dǎo)正器本體201，所述導(dǎo)正器本體201的外周面上設(shè)置有導(dǎo)正器排渣槽104，導(dǎo)正器本體201的兩端沿中心設(shè)置有導(dǎo)正器中心通氣孔，導(dǎo)正器本體201的一端設(shè)置有與鉆頭本體201的尾部相匹配的三角形柱孔的鉆頭尾端安裝孔106，所述導(dǎo)正器本體201的外周上設(shè)置有銷孔102與連通導(dǎo)正器中心通氣孔的導(dǎo)正器通氣孔103，所述銷孔102為貫穿導(dǎo)正器本體201側(cè)壁的通孔，當(dāng)中心鉆頭2 與導(dǎo)正器I裝配時，該通孔能與銷子缺口 206對齊。
如圖I、圖5和圖6所示，本發(fā)明的采用中心鉆頭與導(dǎo)正器組合形成的同心滑塊跟管鉆具，所述擴孔鉆片3位于鉆頭本體201的斜槽208與直槽210內(nèi)，擴孔鉆片3可在斜槽 208與直槽210內(nèi)滑動，實現(xiàn)收件和擴孔，可以相對于斜槽208滑動，所述鉆頭本體201的尾部配合安裝于鉆頭尾端安裝孔106內(nèi)，以傳遞扭矩，導(dǎo)正器中心通氣孔與中心通氣孔207 連通，鉆頭中部排渣槽203與導(dǎo)正器排渣槽104連通，所述銷子缺口 206與銷孔102對齊， 且通過實心銷4插入銷孔102內(nèi)將導(dǎo)正器I與中心鉆頭2固定，所述實心銷4被插入銷孔 102內(nèi)的膨脹銷子5限位，以用于在裝配狀態(tài)下將中心鉆頭與導(dǎo)正器連接在一起，以防止半圓形擴孔鉆片在工作過程中從斜槽內(nèi)脫出。
本發(fā)明的采用中心鉆頭與導(dǎo)正器組合形成的同心滑塊跟管鉆具，如圖I所示，同心滑塊跟管鉆具下移動時，擴孔鉆片受巖石阻力沿中心鉆頭的T型斜槽向后方滑動，以導(dǎo)正器端面定位形成擴孔跟管。如圖5所示，同心滑塊跟管鉆具向上收拉時，擴孔鉆片受管靴阻力向下滑動縮小收回。因本發(fā)明的空氣潛孔錘斜滑塊同心跟管鉆具在工作沖擊破碎巖石反彈時，半圓形擴孔鉆片順T型斜槽和圓弧斜槽上下滑動，無需沖擊間隙，導(dǎo)正器導(dǎo)正部位比常規(guī)鉆具短，擴孔破碎點與管靴距離近，渣石回落小、少，排洛道短，排洛速度快，管靴阻力小，進尺快。
裝配該同心滑塊跟管鉆具先將中心鉆頭的鑲嵌有硬質(zhì)合金的齒面向下，然后將三塊擴孔鉆片分別插裝到中心鉆頭的斜槽內(nèi)，導(dǎo)正器上的三角形鍵槽孔有銷孔的方向，對正中心鉆頭的三角形花鍵軸銷子缺口方向，將導(dǎo)正器的三角形鍵槽孔套裝到中心鉆頭的三角柱上。此后，將連接銷插入導(dǎo)正器的銷孔內(nèi)，再砸入空心膨脹銷，防止實心銷脫落，使中心鉆頭與導(dǎo)正器連接在一起。
使用時同心滑塊跟管鉆具向下三塊擴孔鉆片在自身重量的作用下滑動到中心鉆頭的前端，即處于收件狀態(tài)，圖5所示的位置，或手動將三塊擴孔鉆片推向下方使其處于收件狀態(tài)，然后將其插入套管中，旋轉(zhuǎn)鉆具使中心鉆頭和三塊擴孔鉆片穿出管靴，然后開氣工作。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種中心鉆頭，其特征在于它包括鉆頭本體(201)和擴孔鉆片(3)，所述鉆頭本體 (201)沿其中心軸線上為前部、中部和尾部，鉆頭本體(201)前部呈箭頭形、錐形或圓形凸臺結(jié)構(gòu)，鉆頭本體(201)中部的直徑大于前部的直徑，鉆頭本體(201)前部至中部的外周面上開設(shè)有至少兩個斜槽(208)，該斜槽(208)的起始端在于鉆頭本體(201)前部，且在鉆頭本體(201)中部為通槽，擴孔鉆片(3)位于該斜槽(208)內(nèi)與其匹配，使擴孔鉆片(3)可在斜槽(208)內(nèi)滑動，在鉆頭本體(201)前部以及擴孔鉆片(3)的外表面上均鑲嵌有硬質(zhì)合金 (6)，鉆頭本體(201)的尾部為非圓形的柱體。
2.如權(quán)利要求I所述的中心鉆頭，其特征在于在鉆頭本體(201)前部至中部的外周面上開設(shè)有三個斜槽(208)，且三個斜槽(208)相對于中心軸間隔120°均布于鉆頭本體 (201)的外周面上，任一斜槽(208)內(nèi)匹配有擴孔鉆片(3)。
3.如權(quán)利要求2所述的中心鉆頭，其特征在于所述斜槽(208)的兩側(cè)壁上設(shè)置矩形槽、梯形槽或者燕尾槽，使斜槽(208)為T形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向槽。
4.如權(quán)利要求I所述的中心鉆頭，其特征在于所述鉆頭本體(201)的尾部為三角形柱體、半圓形柱體、橢圓形柱體、四邊形柱體、五邊形柱體、六邊形柱體、多邊形或者異形柱體， 在鉆頭本體(201)的尾部上設(shè)置有銷子缺口(206)。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的中心鉆頭，其特征在于所述鉆頭本體(201)前部為圓形凸臺結(jié)構(gòu)，使鉆頭本體(201)前部呈現(xiàn)階梯型的多級凸臺，各級凸臺之間以斜面錐度過渡變徑，在鉆頭本體(201)前部還設(shè)置與斜槽(208)連通的直槽(210)，直槽(210)的起始端位于鉆頭本體(201);在鉆頭本體(201)前部的最前端凸臺的側(cè)壁上，設(shè)置有與直槽 (210)起始端相連的鉆頭前部排渣槽(212);擴孔鉆片(3)可從斜槽(208)內(nèi)滑至直槽(210) 內(nèi)，鉆頭本體(201)尾部的寬度小于中部直徑。
6.如權(quán)利要求5所述的中心鉆頭，其特征在于所述鉆頭本體(201)的內(nèi)部設(shè)置有中心通氣孔(207)，在鉆頭本體(201)中部的外周面上設(shè)有鉆頭中部排渣槽(203)，所述鉆頭中部排渣槽(203)內(nèi)設(shè)置有與中心通氣孔(207)連通的鉆頭中部通氣孔？？(204)，所述直槽 (210)內(nèi)設(shè)置有與中心通氣孔(207)連通的鉆頭直槽通氣孔(211)。
7.如權(quán)利要求3至6之一所述的中心鉆頭，其特征在于所述擴孔鉆片(3)包括上部與下部相結(jié)合形成T形結(jié)構(gòu)的鉆片本體(301)，所述鉆片本體(301)的上部呈半圓形結(jié)構(gòu)， 鉆片本體(301)下部位于鉆片本體(301)的非圓弧邊中部，鉆片本體(301)的圓弧邊為傾斜的鉆片弧形斜邊(302)，該鉆片本體(301)的兩端角處為鉆片側(cè)端凸體(307)，鉆片側(cè)端凸體(307)至鉆片本體(301)下部之間為弧形結(jié)構(gòu)的鉆片側(cè)端內(nèi)弧面(303)，所述鉆片本體 (301)下部的兩側(cè)壁上設(shè)置有凸塊體(304)，鉆片本體(301)與凸塊體(304)的結(jié)合體與導(dǎo)向槽相配合，使擴孔鉆片(3 )可在導(dǎo)向槽內(nèi)滑動。
8.如權(quán)利要求7所述的中心鉆頭，其特征在于斜槽(208)兩側(cè)的鉆頭本體(201)中部的外周面上，設(shè)置有弧形斜面(213)與弧形溝槽(214);所述弧形斜面(213)能與鉆片側(cè)端內(nèi)弧面(303)相互貼合，所述弧形溝槽(214)能與鉆片側(cè)端凸體(307)貼合。
9.一種與權(quán)利I至8之一的中心鉆頭匹配的導(dǎo)正器，其特征在于包括導(dǎo)正器本體 (201)，所述導(dǎo)正器本體(201)的外周面上設(shè)置有導(dǎo)正器排渣槽(104)，導(dǎo)正器本體(201)的兩端沿中心設(shè)置有導(dǎo)正器中心通氣孔，導(dǎo)正器本體(201)的一端設(shè)置有與鉆頭本體(201) 的尾部相匹配的非圓形的鉆頭尾端安裝孔(106)，所述導(dǎo)正器本體(201)的外周上設(shè)置有銷孔(102)與連通導(dǎo)正器中心通氣孔的導(dǎo)正器通氣孔(103)，所述銷孔(102)為貫穿導(dǎo)正器本體(201)側(cè)壁的通孔，當(dāng)中心鉆頭(2)與導(dǎo)正器(I)裝配時，該銷孔(102)能與銷子缺口 (206)對齊。
10.一種采用權(quán)利要求I至8之一的中心鉆頭與權(quán)利要求9的導(dǎo)正器組合形成的同心滑塊跟管鉆具，其特征在于所述擴孔鉆片(3)位于鉆頭本體(201)的斜槽(208)內(nèi)，所述鉆頭本體(201)的尾部配合安裝于鉆頭尾端安裝孔(106)內(nèi)，導(dǎo)正器中心通氣孔與中心通氣孔(207)連通，鉆頭中部排渣槽(203)與導(dǎo)正器排渣槽(104)連通，所述銷子缺口(206)與銷孔(102)對齊，且通過實心銷(4)插入銷孔(102)內(nèi)將導(dǎo)正器(I)與中心鉆頭(2)固定， 所述實心銷(4)被插入銷孔(102)內(nèi)的膨脹銷子(5)限位。
全文摘要
本發(fā)明公開一種同心滑塊跟管鉆具及中心鉆頭、導(dǎo)正器。本鉆具由導(dǎo)正器、階梯形開孔中心鉆頭和半圓形擴孔鉆片組成，梯形開孔中心鉆頭通過三角形或者六角形花鍵軸，與導(dǎo)正器相對的孔連接配合傳遞扭矩，通過自身的定位槽、定位孔、實心圓柱銷和空虛膨脹銷連接定位，三塊半圓形擴孔鉆片在以階梯形開孔鉆頭軸線為中心相互夾角為120度的T形斜槽和R圓弧斜槽中，通過T形斜槽和R圓弧斜槽傳遞扭矩，鉆具下移時擴孔鉆片受巖石阻力順T形斜槽和R圓弧斜槽向后方滑動至導(dǎo)正器端面定位，形成擴孔跟管，鉆具向上收拉時擴孔鉆片受管靴阻力向下滑動縮小收回。本鉆具的開孔鉆頭前面積小受力集中，遇較硬或者較大的巖石可先行分級擊碎，破碎速度交快。
文檔編號E21B10/00GK102926663SQ20121041094
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者馬勇, 曾德明 申請人:廣漢市井管廠