便于扩孔的PDC钻头

技术领域

本发明属于钻头领域，具体涉及一种便于扩孔的PDC钻头。

背景技术

PDC是英文Polycrystalline Diamond Compact bit的缩写，意思是聚晶金刚石复合片钻头，它是地质钻探行业常用的一种钻井工具，其实它的演变是从金刚钻演变来的。

金刚石复合片是采用金刚石微粉与硬质合金基片在超高压高温条件下烧结而成，既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。

PDC钻头在石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等领域广泛使用，PDC钻头是通过在钻头给进端的刀翼上设置PDC齿，也就是由多个PDC齿均匀分布在刀翼上，至少三个刀翼设置在钻头的给进端上，使用时PDC齿对岩石的刮切或剪切作用进行破岩作业，刀翼之间的沟槽就形成了钻头的流道槽，由流道槽使岩屑排出。

PDC钻头在岩体或混凝土建筑上打孔时，所打出的孔需要安放炸药、固定钢钎等物体时，需要孔的孔口略小而内孔径略大，现有的PDC钻头难以对钻出的孔进行扩径，要想钻出孔口小孔径大的孔还需要使用到其他工具，工序复杂，操作难度大。

发明内容

本发明实施例提供一种便于扩孔的PDC钻头，旨在解决现有的PDC钻头难以对钻孔进行扩径的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种便于扩孔的PDC钻头，包括筒体、钻体、多个扩径板和多个传动机构，其中，筒体呈筒装设置，所述筒体上设有多个容纳槽，多个所述容纳槽沿所述筒体的周向均匀布置；钻体设于所述筒体上，且所述钻体能够沿所述筒体的轴向滑动设置，所述钻体的底部设有多个金刚石复合片；多个扩径板与多个所述容纳槽一一对应，所述扩径板滑动设于对应的所述容纳槽内；多个传动机构与所述扩径板一一对应，所述传动机构的一端与对应的所述扩径板连接，所述传动机构的另一端与所述钻体连接，所述钻体下滑能够驱动所述扩径板伸出于所述容纳槽内，所述钻体上滑能够驱动所述扩径板收纳于所述容纳槽内。

在一种可能的实现方式中，所述钻体的顶部设有连接杆，所述连接杆的侧壁上设有导向块，所述筒体的内壁上开设有导向槽，所述导向槽与所述导向块相适配，所述导向块插设于所述导向槽内。

在一种可能的实现方式中，所述传动机构包括传动槽、第一传动杆、第二传动杆和液压油，所述传动槽设于所述筒体上，且所述传动槽包括水平设置的横槽和竖直设置的竖槽，所述第一传动杆设于所述扩径板上，所述第一传动杆插设于所述横槽内，所述第二传动杆包括相互连接的横杆和竖杆，所述横杆与所述连接杆连接，所述竖杆插设于所述竖槽内，所述液压油填充在所述第一传动杆和所述第二传动杆之间的传动槽内。

在一种可能的实现方式中，所述筒体的内壁上设有滑槽，所述滑槽与所述竖槽连接，且所述滑槽设于所述竖槽的顶端，所述横杆设于所述滑槽内。

在一种可能的实现方式中，所述连接杆的顶端设有驱动杆，所述驱动杆的顶端与外部的第一驱动装置连接，使所述钻体能够在所述第一驱动装置的驱动下上移。

在一种可能的实现方式中，所述筒体上设有射流孔，所述射流孔将所述筒体的内部与所述筒体的外部导通，所述连接杆能够因为上移而将所述射流孔堵塞，或者所述连接杆能够因为下移而解除对所述射流孔的堵塞。

在一种可能的实现方式中，所述连接杆的直径小于所述筒体的内径，所述连接杆的顶端设有堵塞板，所述堵塞板呈圆形，且所述堵塞板的直径与所述筒体的直径相同，或者所述堵塞板能够因为下移而解除对所述射流孔的堵塞；所述堵塞板上开设有过流孔，所述筒体的内壁上设有过流板，所述堵塞板能够因为上移而将所述射流孔堵塞，此时堵塞板上方空间通过过流孔与所述堵塞板下方空间导通，或者所述堵塞板能够因下滑而解除对射流孔的堵塞，此时所述过流板将所述过流孔堵塞，所述堵塞板上方空间与所述堵塞板下方空间隔绝。

在一种可能的实现方式中，所述筒体的内壁上设有第一搭接板，所述连接杆上设有第二搭接板，所述第一搭接板和所述第二搭接板都呈环形，且所述第一搭接板的内径小于所述第二搭接板的外径。

在一种可能的实现方式中，所述钻体能够因为上移而使所述钻体的顶端与所述筒体的底端抵接，所述钻体的顶端设有多条射流槽，所述射流槽沿所述钻体的径向延伸，且所述射流槽沿所述钻体的周向均匀布置，所述射流槽的一端设于所述钻体的侧壁上，所述射流槽的另一端到所述钻体的轴线的距离小于所述筒体的内径。

在一种可能的实现方式中，所述筒体的顶端设有安装筒，所述安装筒的内径与所述筒体的内径相同，所述安装筒的外径小于所述筒体，所述安装筒与外部的第二驱动装置连接，所述第二驱动装置能够驱动所述筒体转动或者升降。

本发明提供的便于扩孔的PDC钻头的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的便于扩孔的PDC钻头通过设置钻体、传动机构和扩径板，传动机构的一端与钻体连接，传动机构的另一端与扩径板连接，在向下钻孔时，由于外部给的压力，使得钻体相对于筒体上升，带动扩径板收纳进容纳槽内，进而便于本发明的便于扩孔的PDC钻头钻出等径孔；在需要扩径时，将钻体相对于筒体下滑，此时扩径板沿筒体的径向外伸出，扩径板即可实现对钻孔的孔径的扩大，再向上移动筒体即可实现对钻孔的直径的扩大，当即将到达钻孔的孔口时，将钻体相对于筒体上移，将扩径板收回到容纳槽内，就能够钻出孔口直径先，孔内直径大的钻孔，降低了此类钻孔的钻孔难度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的便于扩孔的PDC钻头的其一状态时的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的便于扩孔的PDC钻头的在图1状态时的剖面图；

图3为本发明实施例提供的便于扩孔的PDC钻头的另一状态时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的便于扩孔的PDC钻头的在图2状态时的剖面图；

图5为本发明实施例提供的钻体的构示意图；

图6为本发明实施例提供的筒体的剖面图。

附图标记说明：

1、筒体；2、钻体；3、扩径板；4、传动槽；

101、容纳槽；102、导向槽；103、横槽；104、竖槽；105、滑槽；106、射流孔；107、过流板；108、第一搭接板；109、第二搭接板；110、射流槽；111、安装筒；

201、金刚石复合片；202、连接杆；203、导向块；204、竖板；205、横板；206、驱动杆；207、堵塞板；208、过流孔；

301、第一传动杆；

401、液压油。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要进一步说明的是，本发明的附图和实施方式主要对本发明的构思进行描述说明，在该构思的基础上，一些连接关系、位置关系、动力机构、供电系统、液压系统及控制系统等的具体形式和设置可能并未没有描述完全，但是在本领域技术人员理解本发明的构思的前提下，本领域技术人员可以采用熟知的方式对上述的具体形式和设置予以实现。

当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至，该另一个元件上。

术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定

请一并参阅图1、图2、图3和图4，现对本发明提供的便于扩孔的PDC钻头进行说明。所述便于扩孔的PDC钻头包括筒体1、钻体2、多个扩径板3和多个传动机构，其中，筒体1呈筒状设置，筒体1上设有多个容纳槽101，多个容纳槽101沿筒体1的周向均匀布置；钻体2设于筒体1上，且钻体2能够沿筒体1的轴向滑动设置，钻体2的底部设有多个金刚石复合片201；多个扩径板3与多个容纳槽101一一对应，扩径板3滑动设于对应的容纳槽101内；多个传动机构与扩径板3一一对应，传动机构的一端与对应的扩径板3连接，传动机构的另一端与钻体2连接，钻体2下滑能够驱动扩径板3伸出于容纳槽101内，钻体2上滑能够驱动扩径板3收纳于容纳槽101内。

本实施例提供的便于扩孔的PDC钻头的有益效果是：与现有技术相比，本实施例提供的便于扩孔的PDC钻头通过设置钻体2、传动机构和扩径板3，传动机构的一端与钻体2连接，传动机构的另一端与扩径板3连接，在向下钻孔时，由于外部给的压力，使得钻体2相对于筒体1上升，带动扩径板3收纳进容纳槽101内，进而便于本发明的便于扩孔的PDC钻头钻出等径孔；在需要扩径时，将钻体2相对于筒体1下滑，此时扩径板3沿筒体1的径向外伸出，扩径板3即可实现对钻孔的孔径的扩大，再向上移动筒体1即可实现对钻孔的直径的扩大，当即将到达钻孔的孔口时，将钻体2相对于筒体1上移，将扩径板3收回到容纳槽101内，就能够钻出孔口直径先，孔内直径大的钻孔，降低了此类钻孔的钻孔难度。

如图5所示，钻体2的顶部设有连接杆202，连接杆202的侧壁上设有导向块203，筒体1的内壁上开设有导向槽102，导向槽102与导向块203相适配，导向块203插设于导向槽102内。

导向槽102和导向块203的设置，一方面能够对钻体2的滑动进行导向，另一方面也可以对钻体2提供一个力，使得钻体2能够随同筒体1转动。如若导向槽102和导向块203不存在，在本发明的便于扩孔的PDC钻头在转动时，受力的将是传动机构，容易造成转动机构的损坏。

如图2和图4所示，传动机构包括传动槽4、第一传动杆301、第二传动杆和液压油401，传动槽4设于筒体1上，且传动槽4包括水平设置的横槽103和竖直设置的竖槽104，第一传动杆301设于扩径板3上，第一传动杆301插设与横槽103内，第二传动杆包括相互连接的横杆205和竖杆204，横杆205与连接杆202连接，竖杆204插设于竖槽104内，液压油401填充在第一传动杆301和第二传动杆之间的传动槽4内。

在本发明的便于扩孔的PDC钻头向下钻孔时，如图1和图2所示，在外部压力的作用下，钻体2相对于筒体1上升且能够上升到最上端，此时第二传动杆的竖杆204上移，带动液压油401随之竖杆204在传动槽4内移动，进而带动第一传动杆301向靠近筒体1的轴线的方向移动，使得扩径板3完全收纳进对应的容纳槽101内。

在本发明的便于扩孔的PDC钻头需要进行扩孔时，如图3和图4所示，在重力或者外力的作用下，钻体2相对于筒体1下降，此时第二传动杆的竖杆204下移，带动液压油401随之竖杆204在传动槽4内移动，进而带动第一传动杆301向远离筒体1的轴线的方向移动，使得扩径板3伸出到容纳槽101的外侧，知道扩径板3与钻孔的孔壁抵接，随之筒体1带动钻体2的转动，扩径板3的侧壁上的金刚石复合片201会摩擦钻孔的孔壁，直到扩径到需要直径。便于扩孔的PDC钻头在外力的作用下上移时，扩径板3顶部的金刚石复合片201开始摩擦钻孔的孔壁，以对钻孔进行扩径。

作为一种优选的方案，筒体1的内壁上设有滑槽105，滑槽105与竖槽104连接，且滑槽105设于竖槽104的顶端，横杆205设于滑槽105内。滑槽105的设置，为横板的滑动提供了空间，便于扩径板3完全收纳进容纳槽101内或者扩径板3伸出到容纳槽101外。

如图2和图4所示，连接杆202的顶端设有驱动杆206，驱动杆206的顶端与外部的第一驱动装置连接，使钻体2能够在第一驱动装置的驱动下上移。驱动杆206的设置，便于与第一驱动装置连接，在需要扩孔时，第一驱动装置可以为扩径板3的外伸提供动力，便于对钻孔的扩径。当本发明的便于扩孔的PDC钻头移动到靠近孔口的位置时，第一驱动装置驱动钻体2上移，将扩径板3收纳进容纳槽101内，便于本发明的便于扩孔的PDC钻头从孔口出来，形成孔口处直径小，孔内直径大的钻孔。

如图1和图2所示，筒体1上设有射流孔106，射流孔106将筒体1的内部与筒体1的外部导通，连接杆202能够因为上移而将射流孔106堵塞，或者连接杆202能够因为下移而解除对射流孔106的堵塞。由于筒体1呈筒状，故而冷却水能够进入到筒体1内，通过设置射流孔106，可便于进入到筒体1内的水从射流孔106喷出，便于本发明的便于扩孔的PDC钻头进行扩孔。

如图5和图6所示，连接杆202的直径小于筒体1的内径，连接杆202的顶端设有堵塞板207，堵塞板207呈圆形，且堵塞板207的直径与筒体1的直径相同，或者堵塞板207能够因为下移而解除对射流孔106的堵塞；堵塞板207上开设有过流孔208，筒体1的内壁上设有过流板107，堵塞板207能够因为上移而将射流孔106堵塞，此时堵塞板207上方空间通过过流孔208与堵塞板207下方空间导通，或者堵塞板207能够因下滑而解除对射流孔106的堵塞，此时过流板107将过流孔208堵塞，堵塞板207上方空间与堵塞板207下方空间隔绝。

在堵塞板207将射流孔106堵塞时，也即是钻体2相对于筒体1上移时，此时本发明的便于扩孔的PDC钻头向下进行钻孔，由于过流孔208的存在，进入到筒体1内的水通过射流孔106流入到堵塞板207下方，直到最后从筒体1的下端喷出，便于钻头向下钻孔。

在堵塞板207上的过流孔208被过流板107堵塞时，就是钻体2相对于筒体1下移时，此时进行的是对钻孔的孔径。由于过流板107将过流孔208堵塞，进入到筒体1内的水不能够进入堵塞板207下方，只能够从被解除封堵的射流孔106处喷出，进而便于对钻孔的扩径。

如图5和图6所示，筒体1的内壁上设有第一搭接板108，连接杆202上设有第二搭接板109，第一搭接板108和第二搭接板109都呈环形，且第一搭接板108的内径小于第二搭接板109的外径。

第一搭接板108和第二搭接板109的设置，使得钻体2在相对于筒体1向下移动时，最终第二搭接板109会被第一搭接板108卡置，使得钻体2不能够再相对于筒体1下移，进而防止钻体2相对于筒体1下移过度，也是防止钻体2从筒体1上脱落。

如图5所示，钻体2能够因为上移而使钻体2的顶端与筒体1的底端抵接，钻体2的顶端设有多条射流槽110，射流槽110沿钻体2的径向延伸，且射流槽110沿钻体2的周向均匀布置，射流槽110的一端设于钻体2的侧壁上，射流槽110的另一端到钻体2的轴线的距离小于筒体1的内径。

由于钻体2能够因为上移而使钻体2的顶端与筒体1的底端抵接，此时进入到筒体1内的睡不能够能筒体1的底端喷出。而射流槽110的设置，可以为筒体1内的水喷出提供通道。另外，射流槽110的一端到钻体2的轴线的距离小于筒体1的内径，使得射流槽110的该端能够与筒体1的内孔导通。

最后，筒体1的顶端设有安装筒111，安装筒111的内径与筒体1的内径相同，安装筒111的外径小于筒体1，安装筒111与外部的第二驱动装置连接，第二驱动装置能够驱动筒体1转动或者升降。安装筒111的设置，可便于本发明的便于扩孔的PDC钻头的连接，而通过第二驱动装置驱动便于扩孔的PDC钻头转动，可便于进行钻孔和孔径。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。