一种适用于大型竖井钻机钻头使用的滚刀刀座组件

摘要

本发明提供了一种适用于大型竖井钻机钻头使用的滚刀刀座组件，包括刀座、滚刀以及两个滚刀预紧螺栓，所述刀座设有开口，所述开口两端侧壁端面上均开设有预紧螺纹孔，所述刀座的滚刀轴两端均分别通过滚刀预紧螺栓固定于所述预紧螺纹孔内。本发明通过将刀座与滚刀轴结合面由两面改为三面且为紧配合，有利于改善刀轴受力及刀座局部应力集中；滚刀轴预紧螺栓斜向设置可加大滚刀轴垂直及水平方向窜动量，有利于保护螺栓不被损坏；″T″字型挡块镶嵌于刀座体内限制刀轴与刀座体脱离，有效预防掉滚刀；综上所述，本发明既能提升刀座受力状况和增强自身强度，又能够防止滚刀脱离刀座。

说明书

技术领域

本发明涉及钻井施工技术领域，特别涉及一种适用于大型竖井钻机钻头使 用的滚刀刀座组件。

背景技术

我国随着风力发电行业的兴起，以及交通桥梁建设规模的不断扩大，为钻 井法竖井施工提供了广阔空间。钻井法竖井施工主要设备为大型竖井钻机，主 要由钻具系统、旋转系统、提升系统、洗井系统、辅助系统等组成，其中起到 破岩作用的主要是钻具系统。在钻具系统中刀座的作用是将破岩滚刀与钻头连 接在一起，并将钻头的下压力和环向转动带来的水平推力传递给滚刀，驱动滚 刀在既定的轨迹上滚动。常规滚刀刀座在实际使用过程中发现在滚刀连接螺栓 截面处和刀座直角处易断裂导致掉刀，影响钻进效率。

常规滚刀座是将刀座开一个直角缺口，滚刀两端刀轴镶嵌到直角卡口里， 然后用螺栓预紧，滚刀、常规滚刀座结构以及配合结构如下图1、图2及图3。 在使用过程中，垫板、刀座与垫板结合面均会有不同的磨损，导致滚刀刀轴与 刀座产生间隙；刀座对滚刀施压的正压力部分或全部由滚刀连接螺栓承担，这 样当正压力达到一定值时，滚刀连接螺栓被截切破坏而断裂，出现滚刀与刀座 分离，且没有防护机构，导致掉刀事故。

基于此，现急需一种既能提升刀座受力状况和增强自身强度，又能够防止 滚刀脱离刀座的适用于大型竖井钻机钻头使用的滚刀刀座组件。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种适用于大型竖井钻机钻头使用的滚 刀刀座组件，将刀座与滚刀轴结合面由两面改为三面且为紧配合，有利于改善 刀轴受力及刀座局部应力集中。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于大型竖井钻机钻头使用的滚刀刀座组件，包括刀座、滚刀以及 两个滚刀预紧螺栓，所述刀座设有开口，所述开口两端侧壁端面上均开设有斜 向向上的预紧螺纹孔，所述刀座的滚刀轴两端均分别通过滚刀预紧螺栓固定于 所述预紧螺纹孔内。

进一步的，还包括挡块，所述挡块一端与滚刀轴固定，另一端通过固定螺 钉安装于开口两端侧壁上。

进一步的，所述挡块为T字型挡块。

进一步的，还包括滚刀保护壳，所述滚刀保护壳位于滚刀后端用于保护滚 刀。

进一步的，所述滚刀保护壳固定安装于刀座上。

进一步的，所述滚刀轴与滚刀预紧螺栓垂直固定安装。

进一步的，所述开口为直角缺口。

有益效果：本发明通过将刀座与滚刀轴结合面由两面改为三面且为紧配合， 有利于改善刀轴受力及刀座局部应力集中；滚刀轴预紧螺栓斜向设置可加大滚 刀轴垂直及水平方向窜动量，有利于保护螺栓不被损坏；″T″字型挡块镶嵌于 刀座体内限制刀轴与刀座体脱离，有效预防掉滚刀；综上所述，本发明既能提 升刀座受力状况和增强自身强度，又能够防止滚刀脱离刀座。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图 中：

图1为背景技术中的现有滚刀结构示意图；

图2为背景技术中的现有滚刀刀座结构示意图；

图3为背景技术中的现有的滚刀与滚刀刀座的配合结构示意图；

图4为本发明实施例所述的适用于大型竖井钻机钻头使用的滚刀刀座组件 的侧面结构示意图；

图5为本发明实施例所述的适用于大型竖井钻机钻头使用的滚刀刀座组件 的背面结构示意图；

图6为本发明实施例所述的刀座侧面结构示意图；

图7为本发明实施例所述的刀座正面结构示意图。

图中，1为刀座，101为预紧螺纹孔，2为滚刀，3为滚刀预紧螺栓，4为 挡块，401为固定螺钉，5为滚刀保护壳。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

参见图4-7：一种适用于大型竖井钻机钻头使用的滚刀刀座组件，包括刀 座1、滚刀2以及两个滚刀预紧螺栓3，所述刀座1设有开口，所述开口两端 侧壁端面上均开设有斜向向上的预紧螺纹孔101，所述刀座1的滚刀轴两端均 分别通过滚刀预紧螺栓3固定于所述预紧螺纹孔101内。

需要说明的是，本实施例将刀座与滚刀轴结合面由两面改为三面且为紧配 合，有利于改善刀轴受力及刀座局部应力集中；滚刀轴预紧螺栓斜向设置可加 大滚刀轴垂直及水平方向窜动量，有利于保护螺栓不被损坏。

在具体实现中，本实施例的刀座开口两端进行加厚设计，给滚刀预紧螺栓 以及挡块的安装提供充足的安装空间。

在一具体的实例中，还包括挡块4，所述挡块4一端与滚刀轴固定，另一 端通过固定螺钉401安装于开口两端侧壁上，所述挡块4为T字型挡块。

本实施例的″T″字型挡块可以镶嵌于刀座体内限制刀轴与刀座体脱离，有 效预防掉滚刀。

在一具体的实例中，还包括滚刀保护壳5，所述滚刀保护壳5位于滚刀2 后端用于保护滚刀2，所述滚刀保护壳5固定安装于刀座1上。

本实施例的滚刀保护壳能够很好的保护滚刀防止误伤。

具体的，所述滚刀轴与滚刀预紧螺栓3垂直固定安装，所述开口为直角缺 口。

本实施例垂直固定安装有利于受力均匀，另外，直角缺口有利于刀座夹持 夹紧滚刀。

综上所述，本实施例通过对常规滚刀刀座的改进，改善刀轴受力及刀座局 部应力集中，防止滚刀连接螺栓截面处和刀座直角处发生断裂，并通过″T″字 型挡块防止滚刀脱离刀座，既可防止掉刀事故的发生，避免不必要的经济损失， 又能够保障施工正常钻进。

以上所述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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。