CN218816246U - 软岩切削钢齿滚刀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及软岩切削钢齿滚刀，滚轮体的外周至少设置有两排齿排，每排齿排上钢齿牙齿呈倾斜布置，至少一个齿排上分布有半齿，齿排与齿排间的牙齿呈交错分布，齿排上半齿与全齿交替布置；各齿排交错穿插布置形成自洁式结构，同排齿体间的齿槽、各齿排间的间距槽及半齿预留空间共同形成具有方向性的S型导向排渣流道。各钢齿齿排交错分布，半齿与全齿交替布置，避免齿体破岩轨迹重叠，在井底重复破碎，实现了井底全覆盖，保证滚刀具有较高的机械钻速和效率；各槽和半齿共同形成圆滑排渣流道，反井钻进时，随着钻杆的带动，附着在轮体上的泥浆、泥苞通过离心力的作用快速流动，通过完整的导向排渣流道快速排出，提高了排渣效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种软岩切削钢齿滚刀，属于反井滚刀技术领域。
背景技术
反井钻机作为一种重要的矿仓、通风孔、水电系统压力管道、电缆设备井等施工设备，在煤矿、金属矿山、水利水电工程等施工中得到广泛应用，其主要是通过钻机的电机带动液压马达，液压马达驱动水龙头，并利用液压动力将扭矩传递给钻具系统，带动钻杆及钻头旋转，导孔钻头或扩孔钻头上的滚刀在钻压的作用下，沿井底岩石工作面做纯滚动或微量滑移。同时主机油缸产生的轴向拉、压力，也通过动力头、钻杆作用在导孔钻头或扩孔钻头上，使导孔钻头的滚刀在钻压作用下滚动，产生冲击荷载，使滚刀齿对岩石产生冲击、挤压和剪切作用，破碎岩石。反井滚刀作为机械开挖的重要破岩刀具，如何提高反井滚刀的破岩效率，尤其是软岩层滚刀的破岩效率，对提高矿山设备及水电站施工成本和缩短工期很重要。
针对反井钻进工艺的软岩地层，随着成孔直径的加大，破碎的岩层体积加大，沉积在孔底，极易形成泥浆泥包，因此如何提高切削效率的同时快速排渣变得尤为重要，目前的各钢齿厂家为了加工方便将钢齿布齿采用一体式布齿结构，即：各齿排同向并排分布，该布齿各齿排重叠严重，钢齿齿体在井底重复破碎，效率极低，同时也不利于导向排渣，泥苞长时间附着在轮体、齿体外表，易造成早期齿体磨损失效，因此如何提高破岩效率，有利于导向排渣显得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种软岩切削钢齿滚刀。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
软岩切削钢齿滚刀，特点是：包含滚轮体以及与其连接于一体的芯轴，滚轮体的外周至少设置有两排齿排，每排齿排上钢齿牙齿呈倾斜布置，至少一个齿排上分布有半齿，齿排与齿排间的牙齿呈交错分布，齿排上半齿与全齿交替布置；齿排间的牙齿呈交错分布；各齿排交错穿插布置形成自洁式结构，同排齿体间的齿槽、各齿排间的间距槽及半齿预留空间共同形成具有方向性的S型导向排渣流道。
进一步地，上述的软岩切削钢齿滚刀，其中，齿排的牙齿上开有1个及以上的开口U型槽。
进一步地，上述的软岩切削钢齿滚刀，其中，齿排的牙齿为斜钢齿,倾斜角度为10°～45°。
进一步地，上述的软岩切削钢齿滚刀，其中，U型槽上设有耐磨敷焊层，耐磨敷焊层为全包耐磨敷焊层或半包耐磨敷焊层。
进一步地，上述的软岩切削钢齿滚刀，其中，钢齿牙齿的表面设有耐磨敷焊层，耐磨敷焊层为全包耐磨敷焊层或半包耐磨敷焊层。
进一步地，上述的软岩切削钢齿滚刀，其中，相邻齿排的导向排渣流道间距△L为15～30mm。
进一步地，上述的软岩切削钢齿滚刀，其中，滚轮体的材质为低碳合金钢15MnNi4Mo、15CrNiMo、42CrMo或20CrNiMo。
本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
①本实用新型布齿结构设计新颖，各钢齿齿排交错分布，半齿与全齿交替布置，避免齿体破岩轨迹重叠，在井底重复破碎，钢齿较高的出露高度，不仅实现了井底全覆盖，同时可保证滚刀具有较高的机械钻速，提高了钻进效率；
②各齿排交错穿插布置形成自洁式结构，同排齿体间的齿槽、各齿排间的间距槽及半齿预留空间共同形成具有方向性的S型导向排渣流道，在反井钻进时，随着钻杆的带动，附着在轮体上的泥浆、泥苞通过离心力的作用快速流动，最终通过完整的导向排渣流道快速排出，有效提高了排渣效率，同时避免泥浆及泥苞对齿体的磨蚀；
③解决了反井钢齿滚刀破岩效率低、不利于导向排渣易导致轮体及齿圈早期磨损失效等问题，提高了滚刀的使用寿命，缩短了施工周期，有效降低了生产成本。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型具体实施方式了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1：本实用新型的结构示意图；
图2：导向排渣流道的结构示意图；
图3：斜钢齿倾斜角度的示意图；
图4：全齿的结构示意图；
图5：半齿的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，方位术语和次序术语等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1、图2所示，软岩切削钢齿滚刀，包含滚轮体2以及与其连接于一体的芯轴1，滚轮体2的外周设置有三排齿排，大端最外侧的齿排为外排齿排3，最内侧的齿排为顶排齿排5，中间为内排齿排4，每排齿排上钢齿牙齿呈倾斜布置，牙齿为斜钢齿，倾斜角度为10°～45°，齿排与齿排间的牙齿呈交错分布，半齿与全齿交替布置；至少一个齿排上分布有半齿7，比如外排齿排3上既有半齿7，也有全齿8，牙齿的表面设有耐磨敷焊层，耐磨敷焊层为全包耐磨敷焊层或半包耐磨敷焊层；各齿排交错穿插布置形成自洁式结构，同排齿体间的齿槽、各齿排间的间距槽及半齿预留空间共同形成具有方向性的S型导向排渣流道9，相邻齿排的导向排渣流道间距△L为15～30mm，导向排渣流道9具有方向性，各齿排交错布置和具有方向性的剃掉的半齿形成圆滑的流道用以导向排渣。
齿排的全齿8上开有1个及以上的开口U型槽6，如图4；半齿7上也开有1个及以上的开口U型槽6，如图5；U型槽6上设有耐磨敷焊层，耐磨敷焊层为全包耐磨敷焊层或半包耐磨敷焊层。
滚轮体2的材质为低碳合金钢15MnNi4Mo、15CrNiMo、42CrMo或20CrNiMo。
钢齿采用斜钢齿结构形式，根据反井钻进方向性(钻机顺时针旋转)，斜钢齿与牙轮轴线形成倾斜角度为α、β、γ，如图3，斜钢齿各齿排与滚轮母体中心轴线夹角α为20°，β为20°，γ为20°。
各钢齿齿排交错分布，半齿与全齿交替布置，避免齿体破岩轨迹重叠，在井底重复破碎，钢齿较高的出露高度，不仅实现了井底全覆盖，同时可保证滚刀具有较高的机械钻速，提高了钻进效率。
各钢齿齿排之间设置有导向排渣流道，各槽和剃掉的半齿共同形成一个圆滑的流道，在反井钻进时，随着钻杆的带动，附着在轮体上的泥浆、泥苞通过离心力的作用快速流动，最终通过完整的导向排渣流道快速排出，有效提高了排渣效率，同时避免泥浆及泥苞对齿体的磨蚀，从而提高了滚刀的使用寿命，缩短了施工周期，有效降低了生产成本，具有理想的实际使用效果。
综上所述，本实用新型布齿结构设计新颖，解决了反井钢齿滚刀破岩效率低、不利于导向排渣易导致轮体及齿圈早期磨损失效等问题。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (6)
1.软岩切削钢齿滚刀，其特征在于：包含滚轮体(2)以及与其连接于一体的芯轴(1)，滚轮体(2)的外周至少设置有两排齿排，每排齿排上钢齿牙齿呈倾斜布置，至少一个齿排上分布有半齿(7)，齿排与齿排间的牙齿呈交错分布，齿排上半齿与全齿交替布置；齿排的牙齿上开有1个及以上的开口U型槽(6)；各齿排交错穿插布置形成自洁式结构，同排齿体间的齿槽、各齿排间的间距槽及半齿预留空间共同形成具有方向性的S型导向排渣流道(9)。
2.根据权利要求1所述的软岩切削钢齿滚刀，其特征在于：齿排的牙齿为斜钢齿,倾斜角度为10°～45°。
3.根据权利要求1所述的软岩切削钢齿滚刀，其特征在于：U型槽(6)上设有耐磨敷焊层，耐磨敷焊层为全包耐磨敷焊层或半包耐磨敷焊层。
4.根据权利要求1所述的软岩切削钢齿滚刀，其特征在于：钢齿牙齿的表面设有耐磨敷焊层，耐磨敷焊层为全包耐磨敷焊层或半包耐磨敷焊层。
5.根据权利要求1所述的软岩切削钢齿滚刀，其特征在于：相邻齿排的导向排渣流道间距△L为15～30mm。
6.根据权利要求1所述的软岩切削钢齿滚刀，其特征在于：滚轮体(2)的材质为低碳合金钢15MnNi4Mo、15CrNiMo、42CrMo或20CrNiMo。
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