[發明專利]包括具有邊緣加工的切削鑲片的旋轉鉆頭尖

無效

• 申請號: 201410166620.2
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN104120976A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: N·J·帕洛斯;S·M·喬治;G·W·謝弗勒;D·C·羅利特
• 申請（專利權）人: 鈷碳化鎢硬質合金公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/46
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 林振波

發明背景

本發明總體上涉及一種挖掘工具，例如用于鉆通不同地層的旋轉鉆頭尖。更確切地說，本發明涉及一種帶有切削鑲片的旋轉鉆頭尖，例如用于在地下礦產中鉆出孔洞的頂板鉆頭尖。

地下礦產(例如像煤礦)的擴采要求挖出一條隧道。起初，這條隧道具有一個無支撐的頂板。因為該頂板未受到支撐，出現礦穴的可能性增加，這當然會增加地下煤礦開采的危險。此外，無支撐的頂板容易遭遇從頂板落下的巖石和碎片。落下的巖石和碎片可能傷害工人并且在隧道的地板上產生危險的雜物。為了對地下隧道中的頂板進行支撐并使其穩定，在該頂板(即，地層)中鉆出多個孔眼。

用于鉆出這些孔的裝置通常包括帶有一根長軸(即鉆鋼)的鉆頭，該長軸被附接到該鉆頭上。一個頂板鉆頭尖被可拆卸地安裝到該鉆鋼的遠端處。在某些頂板鉆頭尖中，在頂板鉆頭尖的本體上安裝了一個硬質切削鑲片。然后將該頂板鉆頭尖壓靠在頂板上并且操作該鉆孔裝置來在該頂板中鉆出一個孔眼。根據具體情況，這些孔眼在約兩英尺與約二十英尺之間延伸進入到該頂板之中。然后將多個頂板支撐構件，如頂板面板，附接到頂板錨桿上。在一個替代的過程中，將這些孔眼用樹脂填充，并且將多個頂板錨桿固定在這些孔眼之內。在另一個替代的過程中，這些頂板錨桿使用多個機械膨脹殼來將這些頂板錨桿固定到這些孔眼中。使用以上任一過程的最終結果是，頂板受到支撐，并且因此該頂板與無支撐的頂板相比具有大得多的穩定性。這樣減少了與地下采礦相關的危險性。頂板錨桿安裝過程被認為是一種重要的地下開采活動。

頂板錨桿安裝造成了地下開采中最大數量的失時工傷。在頂板錨桿安裝過程中，頂板沒有受到支撐因而不具有最優的穩定性。此外，該頂板錨桿安裝過程在頂板上施加了應力從而進一步增加了頂板錨桿安裝過程中的安全危害。因此，鉆出孔眼所必須的總時間的減少降低了完成該頂板錨桿安裝過程所用的時間。這是所希望的，因為這促進了頂板錨桿安裝過程的總的速度、效率和安全性。因此，已經提出了許多解決方案來減少完成必須孔眼的鉆探的總時間。例如，已經開發了帶有不同切削鑲片和不同切削幾何形狀的頂板鉆頭尖。還對增加頂板鉆頭尖的總使用壽命做出了努力。

圖1和圖1A闡述了一種已知的(用于與一個頂板鉆頭尖一起使用的)切削鑲片2的一個實例，該切削鑲片具有一個前導面4、一個頂表面6，該頂表面包括一個一級后刀面7和一個二級后刀面8，該一級后刀面鄰接該前導面4。該前導面4與該一級后刀面7以一個角度M(90度或更小)相交而形成一個切削刃9，該切削刃得到了一個正的或者中性的軸向前角N。然而，已經確定的是，這種構形導致該切削刃9上的大的應力量，這進而導致該切削刃9的故障(例如，由于該切削刃折斷或錛刃)，而因此需要更換該切削鑲片2。

因此，需要克服了已知頂板鉆頭尖的缺陷、局限性和缺點的改進的頂板鉆頭尖。例如，將希望提供一種改進的頂板鉆頭尖，該改進的頂板鉆頭尖便于迅速完成頂板錨桿安裝過程。還將希望的是提供一種具有更長使用壽命的改進的頂板鉆頭尖。還將希望的是提供一種具有增加的穿透速度的改進頂板鉆頭尖。

發明概述

根據本發明的一個方面，一種用于接合地層材料的旋轉鉆頭尖包括：一個長形的鉆頭尖本體，該鉆頭尖本體具有一個軸向前端和一個軸向后端；以及附連到該長形鉆頭尖本體的軸向前端上的一個切削鑲片，該切削鑲片具有一個繞中央軸線可旋轉的長形的鑲片本體。這個長形的鑲片本體包括一對關于該中央軸線對稱的對稱半部，每個對稱半部包括：一個前導面；具有后刀面的一個頂表面；在前導面與該頂表面的后刀面之間延伸的一個T形刃帶表面；以及在該T形刃帶表面與該頂表面的后刀面的相交處形成的一個切削刃。在一個方面，該切削刃具有一個負的軸向前角。在另一個方面，該后刀面包括一個一級后刀面和一個二級后刀面。

根據本發明的另一方面，一種用于與用于接合地層材料的旋轉鉆頭尖結合使用的切削鑲片包括圍繞中央軸線可旋轉的一個長形的鑲片本體。該長形的鑲片本體包括一對關于該中央軸線對稱的對稱半部，每個對稱半部包括：一個前導面；一個頂表面，該頂表面具有一個一級后刀面和一個二級后刀面；在該前導面與該頂表面的一級后刀面之間延伸的一個T形刃帶表面；以及在該T形刃帶表面與該頂表面的一級后刀面的相交處形成的一個切削刃。在一個方面，該切削刃具有一個負的軸向前角。