專利名稱：數(shù)字智能合金鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種地質鉆機的配件，一種數(shù)字智能合金鉆頭。
背景技術：
現(xiàn)有的鉆機鉆頭，是由鉆頭座和鉆齒構成的，鉆齒鑲嵌加焊接的方式固定在鉆頭座上。合金鉆齒一般為品字形，肩部與與鉆頭座的管口平齊，靠中部凸出的部分切削巖石層來實現(xiàn)鉆進。鉆出的環(huán)槽與鉆頭幾乎一樣大小，使得鉆屑不能及時排出，在冷卻液的作用下形成泥漿造成糊鉆，降低鉆進效率。其次，這種品字形的鉆齒還容易折斷，遺落在環(huán)槽不不能取出，由于合金鉆齒非常堅硬，與正常的鉆齒碰撞后更容易造成第二次，第三次斷齒，使鉆井報廢。有的鉆頭采用雙鉆結構，就是在鉆頭座內(nèi)以螺紋連接方式裝一個內(nèi)鉆頭，內(nèi)鉆頭凸出于外鉆頭，鉆進時內(nèi)鉆頭向下鉆進，外鉆頭將環(huán)槽擴大大，冷卻液從內(nèi)鉆頭和外鉆頭間注入。這種方式雖然可以部分解決糊鉆的問題，但是鉆進的效率隨之降低，同時合得巖芯變細，容易使巖芯弄斷弄碎。斷齒的問題照樣不能解決。始終不利于鉆探工程的開展。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有地質鉆機鉆頭存在的上述問題，提出一種不容易糊鉆，不易斷齒，故障率低，同時節(jié)約沖洗液降低能耗和使用成本的新型鉆頭，數(shù)字智能合金鉆頭，以解決現(xiàn)有技術的不足。本實用新型提出的這種數(shù)字智能合金鉆頭，它有鉆頭座和合金鉆齒，合金鉆齒固定在鉆頭座上，其特征在于合金鉆齒分多組均勻分布在鉆頭座的管壁上，每一組合金鉆齒均有豎齒和橫齒，豎齒與鉆頭座軸心線平行，橫齒與之垂直，橫齒刃口線伸出鉆頭座管壁之夕卜，豎齒刃口線高出鉆頭座并伸入鉆頭座管壁之內(nèi)。每一組合金鉆齒的豎齒為雙齒。每一組合金鉆齒的橫齒為單齒或者雙齒。橫齒與鉆頭座管口鑲平。豎齒的刃口角為銳角，橫齒的刃口角為小于或者等于90度的角。鉆頭座有與鉆具連接的內(nèi)螺紋。本實用新型與鉆具的連接方式相同，均為螺紋連接，鉆頭座內(nèi)安裝的取芯器也與現(xiàn)有的相同。不同的是合金鉆齒的結構發(fā)生了改變，由于同一組鉆齒采用豎齒和橫齒緊密鑲嵌的結構，且每個豎齒和橫齒的基本形狀均是長方形，不象品字形齒那樣容易產(chǎn)生應力集中，在鉆進過程中不容易斷齒，豎齒往下鉆形成環(huán)槽，橫齒則將環(huán)槽擴大，鉆屑就能從橫齒和豎齒的縫隙中排走，在冷卻液的壓力作用中排向鉆具和巖芯的環(huán)隙中，從而避免了糊鉆的廣生，提聞了鉆進效率。與現(xiàn)有品字形鉆齒鉆頭相比，本實用新型的斷齒率降低了 60-80%，即使遇到含泥重的復雜地層，也不發(fā)生糊鉆。取代雙鉆頭后，本實用新型不僅克服了斷齒和糊鉆的問題，同時還使同規(guī)格鉆具的巖芯變粗了，巖芯碎斷的發(fā)生率也大幅度降低。本實用新型的另一個優(yōu)越性還在于結構簡單，制造成本低，不斷齒，各個豎齒的磨損速度幾乎一致，不換新齒，合金鉆齒磨損到不能用時整個鉆頭更換。而現(xiàn)有的鉆頭卻是一齒折斷，就得將鉆頭座切掉一截，重新開槽鑲嵌新齒后再換上。

圖1本實用新型主視圖(A-A剖面圖)。圖2是左視圖。圖3是鉆頭座主視圖(正剖面)。圖1-3中，各零部件的標號如下:1-豎齒；2_橫齒；3_取芯器；4_鉆頭座；5_內(nèi)螺紋，6_鑲嵌槽。
具體實施方式
如圖1-3所示，鉆頭座4，取芯器3的結構與現(xiàn)有的相近似。鉆頭座上的鑲嵌槽6根據(jù)鉆頭大小和所需鉆齒組的個數(shù)確定。本例為四組，有四個鑲嵌槽。每一組鉆齒由兩個豎齒I和一個橫齒2組成，當然，橫齒2也可以由兩個相同的齒組成。鑲成后，橫齒與鉆頭座的管口平齊，橫齒的刃口線與鉆頭座軸心線平行，該刃口線伸出鉆頭座管壁大約2-3mm。豎齒鑲成后凸出于鉆頭座的管口，兩豎齒的刃口線在鉆頭座管口之上大約5-9mm處。該刃口線與鉆頭座軸心線垂直且延伸到鉆頭座管壁之內(nèi)，以確保切削巖芯的直徑小于取芯器。冷卻液(沖洗液)從鉆頭座管中給入。豎齒和橫齒是現(xiàn)有的合金材料，基本形狀為長方形，刃口可以做成小于90度角的或者等于90度角的。每一組豎齒和橫齒的固定方式與現(xiàn)有的一樣也是鑲穩(wěn)后加焊接。未提及的零部件及標號如上所述。經(jīng)試用，本實用新型75_ 口徑鉆頭在土質泥質沙質復雜地層中打直斜進的指標是:每小時進尺6-10m。鉆機轉速286轉/分，沖洗液量20L/分。無糊鉆現(xiàn)象產(chǎn)生，工作順暢。在2-4級破碎、風化巖礦層中的進尺是5-8米/小時，巖芯成形規(guī)整，無斷芯碎芯。無糊鉆和斷齒發(fā)生。平均使用壽命是現(xiàn)有普通鉆頭的3-5倍。而同規(guī)格的現(xiàn)有鉆頭進尺指標僅有0.92m/小時。本實用新型是現(xiàn)有鉆頭的4_10倍。由于冷卻液對各鉆齒(合金鉆齒)的冷卻是內(nèi)外兩面同時冷卻，及時充分，不會發(fā)生燒齒。這是使用壽命長的主要原因。本實用新型已成功應用于75mm和91mm 口徑的鉆頭。其中包括配有繩索取芯鉆具的先進鉆機，使這種設備的性能如虎添翼。一次成井率達98%以上。
權利要求1.一種數(shù)字智能合金鉆頭，它有鉆頭座和合金鉆齒，合金鉆齒固定在鉆頭座上，其特征在于合金鉆齒分多組均勻分布在鉆頭座的管壁上，每一組合金鉆齒均有豎齒和橫齒，豎齒與鉆頭座軸心線平行，橫齒與之垂直，橫齒刃口線伸出鉆頭座管壁之外，豎齒刃口線聞出鉆頭座并伸入鉆頭座管壁之內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字智能合金鉆頭，其特征在于每一組合金鉆齒的豎齒為雙齒。
3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字智能合金鉆頭，其特征在于每一組合金鉆齒的橫齒為單齒或者雙齒。
4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字智能合金鉆頭，其特征在于橫齒與鉆頭座管口鑲平。
5.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字智能合金鉆頭，其特征在于豎齒的刃口角為銳角，橫齒的刃口角為小于或者等于90度的角。
6.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字智能合金鉆頭，其特征在于鉆頭座有與鉆具連接的內(nèi)螺紋。
專利摘要本實用新型是一種數(shù)字智能合金鉆頭，它有鉆頭座和合金鉆齒，合金鉆齒固定在鉆頭座上，合金鉆齒分多組均勻分布在鉆頭座的管壁上，每一組合金鉆齒均有豎齒和橫齒，豎齒與鉆頭座軸心線平行，橫齒與之垂直，橫齒刃口線伸出鉆頭座管壁之外，豎齒刃口線高出鉆頭座并伸入鉆頭座管壁之內(nèi)，每一組合金鉆齒的豎齒為雙齒，橫齒為單齒或者雙齒，鉆頭座有與鉆具連接的內(nèi)螺紋。本實用新型在鉆進過程中不容易斷齒，豎齒往下鉆形成環(huán)槽，橫齒則將環(huán)槽擴大，鉆屑就能從橫齒和豎齒的縫隙中排走，避免了糊鉆，與現(xiàn)有品字形鉆齒鉆頭相比，斷齒率降低了60-80%，使用壽命延長了2-4倍，一次成井率高達98%以上，生產(chǎn)成本大幅降低。
文檔編號E21B10/43GK202946021SQ20122069509
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權日2012年12月17日
發(fā)明者馬子恒 申請人:馬子恒