孕鑲金剛石鉆頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種孕鑲金剛石鉆頭。所述孕鑲金剛石鉆頭包括鉆頭本體和鉆頭胎體，所述鉆頭本體為空心圓柱體，所述鉆頭本體的一端面通過(guò)燒結(jié)方式連接所述鉆頭胎體的一端面，所述鉆頭胎體的另一端面沿徑向方向設(shè)有多圈環(huán)狀凸齒，所述相鄰兩圈環(huán)狀凸齒之間設(shè)有凹槽，所述多圈環(huán)狀凸齒沿徑向方向開(kāi)設(shè)有過(guò)水槽和齒槽，所述鉆頭胎體孕鑲有多晶體金剛石顆粒。本實(shí)用新型提供的鉆頭具有鉆進(jìn)效率高、可低壓低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)、保徑效果好、使用范圍廣及鉆頭使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】孕鑲金剛石鉆頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于地質(zhì)勘探的鉆頭，尤其涉及一種適用于硬和強(qiáng)研磨性巖層的孕鑲金剛石鉆頭。

【背景技術(shù)】
[0002]孕鑲金剛石鉆頭是把較細(xì)的金剛石均勻的分布到鉆頭胎體中，這種鉆頭配有不同硬度的胎體，可以鉆進(jìn)各種硬度的巖石，特別是鉆進(jìn)中等硬度以上的巖石。目前孕鑲金剛石鉆頭適用范圍廣，是地質(zhì)勘察、水利、石油勘探等領(lǐng)域最常用的鉆頭之一。雖然孕鑲金剛石鉆頭能擔(dān)負(fù)堅(jiān)硬巖層的鉆進(jìn)工作，但是也存在以下問(wèn)題:
[0003]一、當(dāng)遇到硬和弱研磨性巖層時(shí)，孕鑲金剛石鉆頭時(shí)常出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，導(dǎo)致進(jìn)尺緩慢甚至不進(jìn)尺，常常在鉆進(jìn)過(guò)程中浪費(fèi)大量時(shí)間和鉆頭，其原因是金剛石在鉆進(jìn)的時(shí)間內(nèi)很快被磨鈍，不能有效切削巖層，或是鉆頭胎體在少巖塊或無(wú)巖塊情況下不能及時(shí)磨損金剛石出露；
[0004]二、當(dāng)遇到硬和強(qiáng)研磨性巖層時(shí)，時(shí)常出現(xiàn)鉆頭胎體磨損太快，導(dǎo)致鉆頭壽命太低，其原因是巖塊對(duì)鉆頭胎體磨損嚴(yán)重，使還沒(méi)有磨損破裂的金剛石顆粒過(guò)早失去包裹而脫落，而脫落的金剛石又加劇鉆頭胎體的磨損。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種鉆進(jìn)效率高、保徑效果好，且鉆頭使用壽命長(zhǎng)的孕鑲金剛石鉆頭。
[0006]本實(shí)用新型提供的孕鑲金剛石鉆頭，包括鉆頭本體和鉆頭胎體，所述鉆頭本體為空心圓柱體，所述鉆頭本體的一端面通過(guò)燒結(jié)方式連接所述鉆頭胎體的一端面，所述鉆頭胎體的另一端面沿徑向方向設(shè)有多圈環(huán)狀凸齒，所述相鄰兩圈環(huán)狀凸齒之間設(shè)有凹槽，所述多圈環(huán)狀凸齒沿徑向方向開(kāi)設(shè)有過(guò)水槽和齒槽，所述過(guò)水槽與所述齒槽呈間隔排列，所述鉆頭胎體孕鑲有多晶體金剛石顆粒。
[0007]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述凸齒的橫截面形狀為圓弧形。
[0008]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述過(guò)水槽連通所述空心圓柱體鉆頭本體的內(nèi)腔和外側(cè)。
[0009]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述凹槽深度為所述凸齒高度的20%?100%之間的任意值。
[0010]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的孕鑲金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，所述孕鑲金剛石鉆頭包括形狀為空心圓柱體的鉆頭本體，以及沿所述鉆頭本體端部環(huán)形平面燒結(jié)在一起的鉆頭胎體，所述鉆頭胎體的端面沿徑向方向設(shè)有多圈環(huán)狀凸齒，所述相鄰兩圈環(huán)狀凸齒之間設(shè)有凹槽，所述多圈環(huán)狀凸齒沿徑向方向開(kāi)設(shè)有過(guò)水槽和齒槽，所述鉆頭胎體孕鑲有多晶體金剛石顆粒。因此，所述孕鑲金剛石鉆頭具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]一、鉆進(jìn)效率高:鉆頭胎體的凸齒與待鉆面的接觸點(diǎn)多，且凸齒中金剛石顆粒的出露量大，使多晶體金剛石顆粒的凸齒不會(huì)發(fā)生解理破裂而始終保持銳利，因而大大提高進(jìn)尺速度；
[0012]二、保徑效果好:鉆頭胎體采用高耐磨的鑄造碳化鎢粉和粘結(jié)金屬熱壓燒結(jié)而成，內(nèi)外都鑲嵌有金剛石聚晶保徑，耐磨性強(qiáng)，保徑性能好，能使切削齒得到高效利用；
[0013]三、可低壓低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn):孕鑲金剛石鉆頭的環(huán)狀凹槽配合齒槽設(shè)計(jì)，以刮擦、剪切來(lái)破碎巖石，比沖擊、壓碎巖石所需要的作用力小，其鉆壓只需同徑孕鑲金剛石鉆頭的三分之一左右，且轉(zhuǎn)速大大低于普通金剛石鉆頭，只有普通金剛石鉆頭轉(zhuǎn)速的二分之一，因此，顯著減少了鉆頭的磨損；
[0014]四、使用范圍廣:經(jīng)實(shí)踐證明，該鉆頭適用于碳酸鹽巖、灰?guī)r、白堊巖、粘土巖、粉砂巖、砂巖等軟、中硬巖層的鉆進(jìn)，與一般的鉆頭相比，特別是鉆進(jìn)硬和強(qiáng)研磨性巖層，效果尤為顯著。
[0015]五、鉆頭壽命長(zhǎng):由于鉆進(jìn)過(guò)程中，不斷產(chǎn)生的多晶體金剛石復(fù)合切削齒的磨耗比是硬質(zhì)合金的20?40倍以上，是普通金剛石鉆齒的10倍以上，因而壽命大大延長(zhǎng)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型提供的孕鑲金剛石鉆頭的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的孕鑲金剛石鉆頭的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述孕鑲金剛石鉆頭I包括鉆頭本體11和鉆頭胎體13，所述鉆頭本體11通過(guò)燒結(jié)方式與所述鉆頭胎體13實(shí)現(xiàn)連接，所述鉆頭胎體13孕鑲有多晶體金剛石顆粒。
[0020]所述鉆頭本體11為空心圓柱體，所述鉆頭本體11的一端環(huán)形面通過(guò)燒結(jié)方式連接所述鉆頭胎體13的一端面。
[0021]所述鉆頭胎體13的另一端面沿徑向方向設(shè)有四圈環(huán)狀凸齒131，所述相鄰兩圈環(huán)狀凸齒131之間設(shè)有凹槽133，所述四圈環(huán)狀凸齒131沿徑向方向設(shè)有過(guò)水槽135和齒槽137。
[0022]所述凸齒131的橫截面形狀為圓弧形，所述凸齒131孕鑲有出露的多晶體金剛石顆粒。
[0023]所述凹槽133的深度為所述凸齒131高度的50%，在其他情況下，所述凹槽133的深度還可以介于所述鉆齒131高度的20% -100%之間的任意值。
[0024]所述過(guò)水槽135連通所述空心圓柱體鉆頭本體11的內(nèi)腔和外側(cè)。
[0025]所述齒槽137的深度等于所述過(guò)水槽135的深度，所述齒槽137沿徑向方向貫穿于外三圈所述凸齒131直至內(nèi)圈所述凸齒131，所述齒槽137與所述過(guò)水槽135呈間隔排列。
[0026]所述鉆頭胎體13采用高耐磨的鑄造碳化鎢粉和粘結(jié)金屬熱壓燒結(jié)而成，所述鉆頭胎體13的內(nèi)外都孕鑲有多晶體金剛石顆粒保徑。
[0027]本實(shí)用新型提供的孕鑲金剛石鉆頭I的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，所述孕鑲金剛石鉆頭I包括形狀為空心圓柱體的鉆頭本體11，以及沿所述鉆頭本體11端部環(huán)形平面燒結(jié)在一起的所述鉆頭胎體13，所述鉆頭胎體13的端面沿徑向方向設(shè)有所述多圈環(huán)狀凸齒131，所述相鄰兩圈環(huán)狀凸齒131之間設(shè)有所述凹槽133，所述多圈環(huán)狀凸齒131沿徑向方向設(shè)有所述過(guò)水槽135和所述齒槽137，所述鉆頭胎體13孕鑲有多晶體金剛石顆粒。因此，所述孕鑲金剛石鉆頭I具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]一、鉆進(jìn)效率高:所述鉆頭胎體13的所述凸齒131與待鉆面的接觸點(diǎn)多，且所述凸齒131中多晶體金剛石顆粒的出露量大，使多晶體金剛石顆粒的所述凸齒131不會(huì)發(fā)生解理破裂而始終保持銳利，因而大大提高進(jìn)尺速度；
[0029]二、保徑效果好:所述鉆頭胎體13采用高耐磨的鑄造碳化鎢粉和粘結(jié)金屬熱壓燒結(jié)而成，所述鉆頭胎體13的內(nèi)外都鑲嵌有金剛石聚晶保徑，耐磨性強(qiáng)，保徑性能好，能使不斷產(chǎn)生的切削齒得到高效利用；
[0030]三、可低壓低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn):所述孕鑲金剛石鉆頭I的環(huán)狀凹槽133配合齒槽137設(shè)計(jì)，以刮擦、剪切來(lái)破碎巖石，比沖擊、壓碎巖石所需要的作用力小，其鉆壓只需同徑孕鑲金剛石鉆頭的三分之一左右，且轉(zhuǎn)速大大低于普通金剛石鉆頭，只有普通金剛石鉆頭轉(zhuǎn)速的二分之一，因此，顯著減少了所述孕鑲金剛石鉆頭I的磨損；
[0031]四、使用范圍廣:經(jīng)實(shí)踐證明，所述孕鑲金剛石鉆頭I適用于碳酸鹽巖、灰?guī)r、白堊巖、粘土巖、粉砂巖、砂巖等軟、中硬巖層的鉆進(jìn)，與一般的鉆頭相比，特別是鉆進(jìn)硬和強(qiáng)研磨性巖層，效果尤為顯著。
[0032]五、鉆頭壽命長(zhǎng):由于鉆進(jìn)過(guò)程中，不斷產(chǎn)生的多晶體金剛石復(fù)合切削齒的磨耗比是硬質(zhì)合金的二十到四十倍以上，是普通金剛石鉆齒的十倍以上，提高了所述孕鑲金剛石鉆頭I的壽命，此外，通過(guò)所述過(guò)水槽135不斷注水降低工作狀態(tài)下鉆頭胎體13的溫度，也使得所述孕鑲金剛石鉆頭I的壽命大大延長(zhǎng)。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種孕鑲金剛石鉆頭，包括鉆頭本體和鉆頭胎體，所述鉆頭本體為空心圓柱體，所述鉆頭本體的一端面通過(guò)燒結(jié)方式連接所述鉆頭胎體的一端面，其特征在于:所述鉆頭胎體的另一端面沿徑向方向設(shè)有多圈環(huán)狀凸齒，所述相鄰兩圈環(huán)狀凸齒之間設(shè)有凹槽，所述多圈環(huán)狀凸齒沿徑向方向開(kāi)設(shè)有過(guò)水槽和齒槽，所述過(guò)水槽與所述齒槽呈間隔排列，所述鉆頭胎體孕鑲有多晶體金剛石顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述凸齒的橫截面形狀為圓弧形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述過(guò)水槽連通所述空心圓柱體鉆頭本體的內(nèi)腔和外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述凹槽深度為所述凸齒高度的20%?100%之間的任意值。
【文檔編號(hào)】E21B10/54GK204212699SQ201420458715
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】鎖銀飛, 蔣文峰, 鄒鋒, 胡朝輝, 劉若飛, 于錦 申請(qǐng)人:湖南飛碟新材料有限責(zé)任公司