牙轮钻具是由钻头和钻杆组成的。
牙轮钻头按其牙轮数目分为单牙轮、双牙轮、三牙轮和多牙轮(4~6个牙轮)四种。
钻杆也有主、副钻杆之分。由于轴推力和回转力矩大,钻杆的材质要好;管壁较厚,内径能使足够的排粉价质(压缩空气)通过,为了避免卡钻,其外径须比孔小35~50mm。钻杆与钻头则用锥管螺纹连接。
按照牙齿的形状,又可分为钢齿牙轮钻头和硬质合金柱齿牙轮钻头两种。前者适用于软岩;后者强度大、耐磨,适用于中硬和坚硬岩矿。
还可按牙轮锥体对于钻头中心轴线及孔底工作面的相对位置分为转轴式(图1a)、扭轴式(图1b)及移轴式(图1c)等多种。转轴式钻头牙轮锥体的锥顶点落在钻头的中心轴线上,交于A点。钻头工作时,牙轮锥体沿孔底工作面作纯滚动,而牙轮锥体的中心轴线AA′只能绕钻头中心轴线OO′作定点转动,故称转轴式。这种钻头适用于中硬和坚硬岩矿石,金属矿山使用的牙轮钻头基本上都是转轴式。扭轴式和移轴式有相对孔底工作面的移动和滑动,摩擦较大,但能提高软岩的破碎效果。
图1 牙轮体与钻头中心轴线的相对位置示意
(a)转轴式;(b)扭轴式;(c)移轴式