大口径导向扩孔钻头的制作方法

本技术涉及地质勘察，尤其涉及大口径导向扩孔钻头。

背景技术：

1、随着地热资源的大力开发、国家基建工程的大力发展，工程钻探、地质钻探迎来新的课题。钻探口径大、钻孔深、地质复杂、钻孔垂直度等技术要求高，许多工程要求采样取芯，且采芯率要求较高。为满足技术要求，在施工中采用小口径钻进取芯，大口径合金刮刀钻头扩孔或牙轮钻头扩孔二次成孔，完成项目施工。

2、一）常用的刮刀孔口钻头缺点和不足。

3、1、刮刀钻头破碎机理是切削，施工中所需的扭矩大，设备能耗大，钻具拧卸困难。

4、2、刮刀钻头只适用于第四纪松散地层，应用局限性较强。

5、3、刮刀钻头施工中，遇到地层中的有钙核或卵石，钻具会跳动，增大噪音、损坏钻具，孔内事故风险增大。

6、4、传统的扩孔钻头导向性差，不能沿着“老眼”走，容易形成开新孔（眼），形成分叉孔，钻孔越深，事故概率越高。

7、5、刮刀钻头磨损快，需要频繁起钻修复，效率低，综合成本高。

8、二）牙轮钻头缺点和不足。

9、1、材料成本高，一只16"(φ406.4mm)钻头在40000元左右。

10、2、无导向，不能沿着老眼走，容易开新眼。

11、3、对钻探设备要求高，钻机必须提供大钻压，当压力不能满足要求时，牙轮不能自转，只有局部轮齿在工作，牙轮偏磨，钻头损坏快。

12、4、牙轮钻头三个轮掌，通常磨损程度不同，只要有一只磨损严重，其他两个掌即便是状态很优良，钻头也只能废弃。

13、中国专利cn201220691519.5，公开了一种六牙轮扩孔钻，包括心轴，心轴两端设有螺纹，上端螺纹与上部钻杆连接，下部螺纹与下部钻头连接；心轴轴向设有两个直径较大的圆柱台，两个圆柱台上设有沿圆周均布的三个巴掌总成，两个圆柱台上的三个巴掌总成间隔排列。该专利由三牙轮增加到六牙轮，牙轮数目的增加，使牙轮的磨损速度大大降低，从而进一步提高使用寿命，进而提高钻井效率。更换巴掌总成不需要大型设备，在钻井施工现场即可更换，更换方便、快捷，可以节省成本。牙轮总成采用密封结构，具有良好的密封性能，使用过程中不会出现憋卡现象，因此在使用过程中不需要冲洗轴承。改善了牙轮总成的受力状况，提高了使用寿命。

14、但是，该专利设置有六牙轮，使得整体成本明显提高，不具有大规模的适用性；且因为圆柱台直径有限，牙轮架不能过长，适用的钻孔直径范围相对较小；

15、牙轮、安装板、支撑架、台体连接繁琐；巴掌总成由销轴固定，稳固程度较差，在凹槽内会产生一定的晃动，导致整体的强度、可靠性直接受到影响；同时，通过销轴配合凹槽安装的形态，巴掌总成的轴向承载力差，容易发生磨损、松动，甚至发生折断，增大钻孔事故率；

16、且，需要另外设计生产圆柱台，圆柱台的结构比较复杂（内部需要匹配心轴设置中心孔，外部需要开设斜面、凹槽、销轴孔、螺钉孔），进一步增加成本；同时，对巴掌总成需要与凹槽匹配加工，进一步导致成本的增高、适用范围的缩减；

17、此外，在产生磨损后，复杂的结构使得野外施工难以具备修复条件。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决现有技术中，六牙轮扩孔钻存在成本高、强度缺陷，以及结构复杂的问题，而提出的大口径导向扩孔钻头。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、大口径导向扩孔钻头，包括圆柱本体，所述圆柱本体的上端设置为圆台部分，下端设置为钻头连接部分；

4、所述圆台部分的下方设置有支架盘，所述支架盘的下部设置有牙轮掌，所述牙轮掌上设置有牙轮。

5、在一些实施例中，所述钻头连接部分的下端同轴开设螺纹孔。

6、在一些实施例中，所述支架盘为圆盘结构，与圆柱本体同轴设置；

7、所述支架盘的中心开孔，套设在圆柱本体的外部。

8、在一些实施例中，所述支架盘的外环侧开设有弧形缺口。

9、在一些实施例中，所述弧形缺口呈圆周阵列，均匀设置有三个。

10、在一些实施例中，所述支架盘的下部通过焊接连接牙轮掌。

11、在一些实施例中，所述牙轮掌呈圆周阵列，均匀设置有三个。

12、在一些实施例中，所述支架盘的上端设置有三角支撑板，所述三角支撑板位于牙轮的正上方位置。

13、在一些实施例中，所述圆柱本体采用圆钢制成。

14、在一些实施例中，所述圆柱本体经裁切、车削、钻孔、车丝形成一体的圆台部分、钻头连接部分。

15、与现有技术相比，本实用新型提供了大口径导向扩孔钻头，具备以下有益效果。

16、1、本实用新型，导向性好，不会形成“裤裆孔”；钻具运转平稳、能耗小，钻具损伤小、不易折断，孔内事故率降低。

17、2、本实用新型，对钻探设备要求不高，相对于同口径的牙轮钻头，受力面小，钻压容易满足技术要求。

18、3、本实用新型，扩孔钻头的使用寿命延长，结构简单，加工维修方便、实用性强；即使有一个牙轮掌磨损严重、状态不良，将其割下换上一只新的牙轮掌，可以继续使用，材料成本降低；钻进效率高、在复查地层中效果更为显著，综合经济效益提高。

19、本实用新型的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本实用新型的实践中得到教导。

技术特征：

1.大口径导向扩孔钻头，其特征在于，包括圆柱本体（1），所述圆柱本体（1）的上端设置为圆台部分（101），下端设置为钻头连接部分（102）；

2.根据权利要求1所述的大口径导向扩孔钻头，其特征在于，所述钻头连接部分（102）的下端同轴开设有螺纹孔（1021）。

3.根据权利要求1所述的大口径导向扩孔钻头，其特征在于，所述支架盘（2）的外环侧开设有弧形缺口（201）。

4.根据权利要求3所述的大口径导向扩孔钻头，其特征在于，所述弧形缺口（201）呈圆周阵列，均匀设置有三个。

5.根据权利要求1所述的大口径导向扩孔钻头，其特征在于，所述牙轮掌（3）呈圆周阵列，均匀设置有三个。

6.根据权利要求1所述的大口径导向扩孔钻头，其特征在于，所述圆柱本体（1）采用圆钢制成。

7.根据权利要求6所述的大口径导向扩孔钻头，其特征在于，所述圆柱本体（1）经裁切、车削、钻孔、车丝形成一体的圆台部分（101）、钻头连接部分（102）。

技术总结
本技术公开了大口径导向扩孔钻头，属于地质勘察技术领域。大口径导向扩孔钻头，包括圆柱本体，所述圆柱本体的上端设置为圆台部分，下端设置为钻头连接部分；所述圆台部分的下方设置有支架盘，所述支架盘的下部设置有牙轮掌，所述牙轮掌上设置有牙轮。本技术，导向性好，不会形成“裤裆孔”；钻具运转平稳、能耗小，钻具损伤小、不易折断，孔内事故率降低；对钻探设备要求不高，相对于同口径的牙轮钻头，受力面小，钻压容易满足技术要求。

技术研发人员：赵立新,李原,邹辉,邱兴记,李兵,刘阳
受保护的技术使用者：赵立新
技术研发日：20220425
技术公布日：2024/1/12