[发明专利]一种适用于西部地区软岩钻进的钻头结构

说明书

本发明提供了一种适用于西部地区软岩钻进的钻头结构，包括钻头本体；所述钻头本体的工作端成型为凹形结构，且所述凹形结构的内部设置有“锥”形刀盘，“锥”形刀盘上安装有第一滚刀，所述凹形结构的外缘沿其环向设置有环向平底刀盘，环向平底刀盘上安装有第二滚刀。本发明的优点在于：本发明钻头结构结构简单、使用方便；施工时，环向平底刀盘上的第二滚刀先是超前破岩，形成一个具有一定深度的超前环向切割沟槽，接着，“锥”形刀盘上的第一滚刀再继续切割，形成一个锥形岩柱，其中，第二滚刀的超前破岩能起到稳定钻具和导向作用，同时给环向切割沟槽内的岩柱在破碎时形成一个自由面，从而提高施工效率。

技术领域

本发明涉及钻井法凿井施工领域，尤其涉及一种适用于西部地区软岩钻进的 钻头结构。

背景技术

钻井法凿井是一种安全可靠、成本低、质量好的煤矿井筒施工方法，其特 点在于：(1)机械化凿井，人员地面作业，安全可靠，用工少，作业环境好；(2) 井壁是在地面预制和养护，相比其它工法，井下预制和养护质量有保证；(3) 整个凿井过程不需要有毒有害气体及危险性高的炸药，安全有保证。

目前，钻井法施工技术取得了很大进步，但在大直径孔型、岩层中钻进施 工仍存在钻进效率低、施工工期长的缺点，尤其是我国西部地区侏罗系安定组 中的泥岩和泥质粉砂岩层钻进，效率很低。但西部地区是我国目前煤炭开采重 点区域，因而，如何提高西部地区钻井法施工效率成为目前钻井者的研究重点。

经研究分析可知，钻头结构是否合理，是多个影响西部地区钻进效率因素 中的最重要因素。因此，可通过对钻头结构进行改进来进一步通过西部地区软 岩钻进施工的施工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于西部地区软岩钻进的钻头 结构。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种适用于西部地区软岩钻进的钻头结构，包括钻头本体；所述钻头本体 的工作端成型为凹形结构，且所述凹形结构的内部设置有“锥”形刀盘，“锥”形刀 盘上安装有第一滚刀，所述凹形结构的外缘沿其环向设置有环向平底刀盘，环 向平底刀盘上安装有第二滚刀。

此处，钻头本体工作端的凹形结构设计，即钻头外缘环向平底刀盘超前中 部“锥”形刀盘，可使施工时，环向平底刀盘上的第二滚刀超前破岩，形成一个具 有一定深度的超前环向切割沟槽，而“锥”形刀盘上的第一滚刀则滞切割形成一个 锥形岩柱。其中，环向平底刀盘上第二滚刀的超前破岩能起到稳定钻具和导向 作用，同时给环向切割沟槽内的岩柱在破碎时形成一个自由面。而“锥”形刀盘的 锥形设计，则是为了利于滚刀破岩和后期的补浆泥浆流动。

作为本发明的优选方式之一，所述环向平底刀盘上还设置有钻渣侧吸收管； 所述钻渣侧吸收管的一端与环向平底刀盘相连，且贯穿所述环向平底刀盘向下 延伸，钻渣侧吸收管的另一端与钻头本体内部的中心管汇总吸收管相连。其中， 钻渣侧吸收管的设计是为了在钻进过程向上吸收钻渣。

作为本发明的优选方式之一，所述钻渣侧吸收管设置有多个；多个所述钻 渣侧吸收管在所述环向平底刀盘的盘体上呈等间距圆周布置；其中，多个钻渣 侧吸收管的设置，实现多点吸收，避免了集中吸收钻渣过分集中造成的易糊齿 现象，从而有利于滚刀保持锋利的刀刃高效破岩。

作为本发明的优选方式之一，所述钻渣侧吸收管与中心管汇总吸收管构成 钻渣排出通道。

作为本发明的优选方式之一，所述“锥”形刀盘上还设置有斜向补浆管；所述 斜向补浆管的一端与“锥”形刀盘相连，且贯穿所述“锥”形刀盘与凹形结构内部相 连通，斜向补浆管的另一端则与外部相连通。其中，斜向补浆管的设计是为了 将泥浆引流至钻头底中心部位；钻进施工时，补充的浆液直接冲洗孔底中部锥 形岩柱上部，再沿着锥形岩柱斜面向下流动至环向切割沟槽内，受泥浆重力作 用，这种流向更有利于泥浆的流动，从而增强泥浆携带钻渣的能力。