钻头 本发明涉及按权利要求1前序部分所述之钻头。
规定用于与钻杆、灌浆钻杆柱等丝扣连接的钻头已知有多种多样的形式。它们至少配设有一个冲洗孔，在钻孔阶段它用于导引冲洗介质，并在灌浆式钻杆柱的情况下还可用于导引能硬化的介质，例如砂浆悬浮液。钻剂头沿径向伸出钻头的其余部分，通常钻头其余部分是指接管，所以，在所制造的钻孔内壁与钻杆外壁之间有一个环腔，在此环腔内例如可以流过冲洗介质。
这些已知钻头的本质特征是一个以钻刃为特点的钻削头，其中，钻刃往往用一种硬质合金制造，并焊在钻削头的特殊槽中。这样的钻削头常常通过上述接管的沿径向扩展的部分构成，其中，钻刃沿径向和/或轴向从这一部分伸出。
这类钻头的寿命尤其受冲洗介质冷却效果的影响，其中，在工作中处于高温的那些部位受到严重的磨损。
因此冲洗介质尽可能不受干扰地均匀流过钻刃的重要性，不仅在于快速冲洗掉崩落的岩石颗粒，而且用于冷却钻削头的高负荷部分。钻刃棱边地几何形状也必须考虑到这一冲洗过程进行设计。冲洗不充分明显降低钻进率。
本发明的目的是在便于制造的同时，在可提供的钻进率方面改进上述类型的钻头。为达到此目的，在这种钻头中交替地具有权利要求1至3特征部分所述之特征。
因此本发明的要点是，钻削头在钻孔过程中共同起积极作用的部分，通过一种箭头状结构构成，这一箭头状结构总是由三个按惯例的线性的构件组成。这些构件例如可直接通过钻刃，但也可以通过凸缘(Warze)或其他通常由硬质合金制造的切削元件构成，它们与支承件焊接。配备有上述凸缘的支承件和上述钻刃原则上可以互换，所以也可以设想是混合系统，其中部分是配备有凸缘的支承件，而部分设有钻刃，但总体上仍维持由三个构件组成的箭头状结构。接管例如是套筒接头、管接头等的一部分，亦即是一个至少制有内螺纹的构件的一部分，内螺纹规定用于与面朝它的钻杆端丝扣连接，目的是加长钻杆。在最简单的情况下，为了按这一目的在钻头中使用，接管原则上无需作其他的准备。这就大大简化了制造，也就是说，只须使用制造钻头所用的那些构件，而这些构件为制造一种可加长的钻杆本来反正也是需要的。钻刃或其他切削元件的分结构，形成对整个钻孔横断面均匀的切割，然而却保证是一种简单的几何形状，并因而保证有顺畅的流动状况和良好的冷却效果。后者使钻削头全部高负荷部分均匀工作，所以与传统的钻削头相比，提高了钻进率，并因而降低了成本。在这种钻头最简单的情况下，三个钻刃与接管端部直接焊接，并考虑到完成上述箭头状结构。
按权利要求4之特征，至少一个钻刃或上述凸缘的分结构，相对于包括接管端面在内的那个平面成一个角度设置。这一结构设计成这样，即，此钻刃的尖端或此分结构的沿径向最靠里的凸缘，安排在接管轴线所在处，而且，沿钻孔方向看这一尖端向前突出。其余的钻刃和分结构则相反，它们平行于上述平面延伸。
在最简单的情况下，按权利要求5之特征，钻刃与接管设计的材料相同，并用钢制造，其中只有钻削头部分，亦即钻刃，进行传统的淬火处理。钻头的这种设计例如在灌浆钻杆柱中使用，因而可用作一次性钻头。
按权利要求6所述特征之钻刃则不同，它用一种硬质合金制成，以及，这一实施形式还可以在一般的钻杆中用作可多次使用的钻头。
按权利要求7的特征，制在接管端部的槽可按最简单的方式制造，并仅仅用作安置钻刃时的装配辅助措施。
按权利要求8之特征涉及钻削头的一种特别简单的设计。按这一设计，钻削头由条状的钻刃组成，钻刃具有正方式或三角形的横断面，其中，至少钻刃一部分的横断面形状的棱边对准钻孔方向。
按权利要求9之特征，至少有一个冲洗孔设在一个至少邻近接管轴线的区域内。如上面已经阐明的那样，在此轴线所在区内同样地还有钻刃的一个尖端或沿径向最靠里的凸缘或其它的切削元件。这意味着，此钻削工具在任何情况下在钻孔横断面的中心区也是有效的，所以有效地防止在冲洗孔区域内形成堵塞，并与此同时保证有效的冷却作用。
下面借助于在附图中示意表示的实施例详细说明本发明。其中：
图1按本发明的钻头局部剖切侧视图；
图2沿图1中箭头II的钻头侧视图；
图3沿图1中箭头III的钻头端面视图。
按本发明的钻头主要由一个用于连接在钻杆或锚杆上的接管1和一个形成真正的钻削头2的钻刃3的结构所组成。
接管1由一个壁较厚的内侧和外侧带螺纹状形态的钻孔元件构成。此钻孔元件最好通过冷压加工过程制造，其中，通过在外侧滚压螺纹状型面，由于内侧随之自由变形而在内侧形成相应的型面，在图中所示的实施例中此型面类似于圆螺纹。
此圆螺纹或内螺纹4用于与钻杆或锚杆面对着的那一端的外螺纹进行丝扣连接，所以按本发明的钻头设计成可拆式的。
构成钻削头2的钻刃3沿径向最靠外的棱边，在一个与接管1的轴线5同心的圆上，此圆具有的直径6大于接管1的直径，以及大于可与接管1丝扣连接的钻杆或锚杆部分的直径。
此实施例表示了可各不相同的钻刃3，3′，3″，如图3所示，它们按一个箭头状结构排列。钻刃总体上由棱柱形条制成，其中，构成箭头尖端的条3，3′在它们互相面对的端部有相配的斜面，它们位于一个公共的平面7内。此外，正方形横断面的钻刃3，3′，3″相对于接管1的端面定向为，使它们的一个棱边面朝着此端面，所以钻刃横断面的一条对角线垂直于一个包含此接管1端面在内的横断面平面延伸。第三个钻刃3与两个先提到的钻刃3′，3″不同，它不是平行于接管1端部的那个平面延伸，而是安装成相对于此平面有一个小角度，而且设计为其沿径向在里面的那个尖端8，相对于沿径向在外面的那个尖端8′前突一个量9。上述尖端8位于轴线5上，所以在工作时棱边8″勾画出一个圆锥的外表面。
为了简化钻刃3的装配，可在接管1的端面设缺口或槽，槽中置入钻刃，钻刃通常与接管1焊接。重要的是，焊接应这样进行，即，通过钻刃排列的结构总共得到三个冲洗洗孔10，这些冲洗孔10与接管1的空腔连通，亦即形成一种可以流过介质的连接状态。
由上面的设计可知，按本发明的钻头有一个钻削头，它在中央的大体轴线5所在的区域内有一个略微突出的尖端8，此外，钻刃沿往向最外部的尖端全部位于具有直径6的公共圆上。
为了制造按本发明的钻头，在最简单的情况下可以从接管1和钻刃3，3′相应于箭头状结构的布局出发，其中，接管1的端面必要时制备缺口或其他造型，它们的结构与钻刃结构相配并起装配辅助措施的作用。接着，钻刃与端面焊接以形成箭头状结构。接管1和钻刃原则上可设计为材料相同。紧接着在下一个步骤中，钻刃在焊接状态进行淬火处理，硬度力求达到约Hec62。
按本发明钻头的主要优点在于，接管可以是通常装在钻杆、岩石锚栓、灌浆钻杆柱等中的螺纹套管的一部分，所以为了制造钻头，除钻刃以外，实际上只有涉及那些反正在组装岩石锚栓、钻杆柱等需要的构件。因此不存在任何必要性，为此目的准备专门相配的构件。以此方式制成的钻头可例如在灌浆钻杆柱中用作一次性钻头。
然而原则上还存在这种可能性，即，作为钻刃可直接利用硬质合金钻刃，它们按同样的结构与接管1焊接或硬钎焊。以此方式同样也可以制造多次使用的钻头。
只要保持钻刃排列成箭头状结构，钻头的制造原则上都可以进行。
由于中央钻刃3″再加上轴线附近的中央冲洗孔10，保证切削工具的钻孔作用均匀地施加在整个钻孔横截面上，尤其在中央冲洗孔区也是有效的。在这种情况下有效地防止中央区的堵塞以及与之相关的冷却效果的恶化。
箭头状结构简单的几何形状带来顺利的流动状态，因此可使钻孔过程崩落的岩石颗粒尽最快可能地漂出。
由于有利的冷却状况，再加上还有有利的漂浮或冲洗状况，所以提高了钻进率或缩短了钻进时间。