硬质合金煤岩钻头的制作方法

1.本发明涉及矿物钻探设备技术领域，具体地涉及一种硬质合金煤岩钻头。


背景技术：

2.在进行煤岩钻探时，由于钻头与矿物之间剧烈摩擦，因此会产生大量的热，当温度达到一定程度时，金属的硬度和强度就会随之降低，导致钻头发生损坏。
3.中国专利cn201911006233.1公开了一种具有自洗散热功能的油田钻头，包括钻头外壳，所述钻头外壳的内部开设有辊轴，钻头外壳与辊轴连接有钻头，钻头的顶部开设有喷淋头，喷淋头开设有喷淋管道，钻头外壳的顶部装有转动钢管，钻头外壳的顶部设有螺纹连接口与转动钢管连接，转动钢管的内部设有冷却储水管，冷却储水管的底部与喷淋管道连接有汇总水槽，冷却储水管的顶部设有进水口。该具有自洗散热功能的油田钻头，通过转动钢管的内部开设冷却储水管连接钻头顶部的喷淋头的方式，在钻头在作业的时候出现摩擦发热，起到散热的效果，并且钻头在接触质地坚硬的地底时，起到松软土地的效果，使员工作业更容易。
4.现有的钻头大都采用将水直接喷淋在钻头上以降低其温度，但钻头的内部温度依然很高，导致降温的效果不明显，并且现有技术通常将出水口设置在下部，导致在钻进过程中出水口被堵塞，发生工作故障。因此，有必要研发一种能有效降低钻头内部温度，降低钻头工作故障的硬质合金煤岩钻头。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种硬质合金煤岩钻头，解决了传统的喷淋降温装置不能有效降低钻头内部温度，钻头出水口易堵塞的问题。
6.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：本发明提供了一种硬质合金煤岩钻头，包括转动杆、外壳和钻刀；所述转动杆设置在外壳上部，所述外壳套接在钻刀上部；所述传动杆的内部设置有注水通道，所述外壳上设置有与注水通道对应的注水口，所述外壳顶面开设有若干个出水口，通过将出水口设置在外壳顶面，避免了出水口被阻塞的问题，在钻进时水从出水口向上喷出，然后向下渗透至钻进处，能有效地降低钻刀表面的温度；所述钻刀顶面与外壳顶面内壁之间形成冷却腔，所述钻刀的内部设置有若干个传热槽，所述若干个传热槽的上部与钻刀顶面设置的凹槽连通，所述若干个传热槽和凹槽内部设置有传热流体，所述凹槽用于扩大传热流体的受冷却面积，所述凹槽的上部通过导热片密封，钻进过程中，传热槽中的传热流体将热量传输至凹槽处，然后经过导热片的传导，使导热片与冷却腔中流动的水充分发生热交换，有效地降低了钻刀内部的温度，保证钻进工作稳定进行。
7.进一步，所述转动杆和外壳之间一体式设置，所述外壳通过螺纹套接在钻刀上部。
8.进一步，所述钻刀包括上部的基座和下部的两个刀片，所述基座和两个刀片之间一体式设置，所述基座为圆柱体，所述转动杆、外壳和基座同轴。
9.进一步，所述传热槽的数量为三个，其中两个分别设置在刀片处，另一个设置在基座的轴心处，通过将传热槽均匀地分布在钻刀内部，使得钻刀内部的温度分布均匀，避免了因局部过热导致钻刀发生损坏的问题。
10.进一步，所述传热流体为液态金属、导热油或熔融盐，液态金属的导热系数极高，液态金属不易蒸发，不易泄漏，安全无毒，物化性质稳定，极易回收，是一种非常安全的流动工质，可以保证散热系统的高效，长期，稳定运行，导热油和熔融盐能保证在良好热传导的情况下降低生产成本。
11.进一步，所述导热片为铜质，所述凹槽为圆形。
12.本发明的技术效果：与现有技术相比，本发明涉及的硬质合金煤岩钻头，通过将传热槽中的传热流体将热量传输至凹槽处，然后经过导热片的传导，使导热片与冷却腔中流动的水充分发生热交换，有效地降低了钻刀内部的温度，保证钻进工作稳定进行；通过将出水口设置在外壳顶面，避免了出水口被阻塞的问题，在钻进时水从出水口向上喷出，然后向下渗透至钻进处，对钻刀表面进行降温；通过将传热槽均匀地分布在钻刀内部，使得钻刀内部的温度分布均匀，避免了因局部过热导致钻刀发生损坏的问题。
附图说明
13.图1为本发明主体结构示意图；图2为本发明中图1的a
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a向剖视图；图3为本发明中图1的左视图。
14.其中：1转动杆、2注水通道、3外壳、4出水口、5冷却腔、6螺纹、7导热片、8传热槽、9凹槽、10钻刀、11注水口、101基座、102刀片。
具体实施方式
15.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
16.实施例：如图1
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3所示，本实施例所述的一种硬质合金煤岩钻头，包括转动杆1、外壳3和钻刀10；所述转动杆1设置在外壳3上部，所述外壳3套接在钻刀10上部；所述传动杆的内部设置有注水通道2，所述外壳3上设置有与注水通道2对应的注水口11，所述外壳3顶面开设有若干个出水口4，通过将出水口4设置在外壳3顶面，避免了出水口4被阻塞的问题，在钻进时水从出水口4向上喷出，然后向下渗透至钻进处，能有效地降低钻刀10表面的温度；所述钻刀10顶面与外壳3顶面内壁之间形成冷却腔5，所述钻刀10的内部设置有若干个传热槽8，所述若干个传热槽8的上部与钻刀10顶面设置的凹槽9连通，所述若干个传热槽8和凹槽9内部设置有传热流体，所述凹槽9用于扩大传热流体的受冷却面积，所述凹槽9的上部通过导热片7密封，钻进过程中，传热槽8中的传热流体将热量传输至凹槽9处，然后经过导热片7的传导，使导热片7与冷却腔5中流动的水充分发生热交换，有效地降低了钻刀10内部的温度，保证钻进工作稳定进行。
17.所述转动杆1和外壳3之间一体式设置，所述外壳3通过螺纹6套接在钻刀10上部。
18.所述钻刀10包括上部的基座101和下部的两个刀片102，所述基座101和两个刀片102之间一体式设置，所述基座101为圆柱体，所述转动杆1、外壳3和基座101同轴。
19.所述传热槽8的数量为三个，其中两个分别设置在刀片102处，另一个设置在基座101的轴心处，通过将传热槽8均匀地分布在钻刀10内部，使得钻刀10内部的温度分布均匀，避免了因局部过热导致钻刀10发生损坏的问题。
20.所述传热流体为液态金属、导热油或熔融盐，液态金属的导热系数极高，液态金属不易蒸发，不易泄漏，安全无毒，物化性质稳定，极易回收，是一种非常安全的流动工质，可以保证散热系统的高效，长期，稳定运行，导热油和熔融盐能保证在良好热传导的情况下降低生产成本。
21.所述导热片7为铜质，所述凹槽9为圆形。
22.本发明的具体实施：在进行钻头降温时，首先将水通入注水通道2，使得冷却腔5中充满流动的水，然后传热槽8中的传热流体将热量传输至凹槽9处，然后经过导热片7的传导，使导热片7与冷却腔5中流动的水充分发生热交换，完成热交换的水自出水口4喷出，受到重力的作用，喷出后的水向下渗透并逐渐冷却，然后流经钻刀10处对钻刀10进行二次降温。
23.上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。