潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)潛孔錘用配件的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有效提高鉆孔效率的潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)大型工程建設(shè)的需求越來越多，由此，在進(jìn)行地下鉆孔時(shí)，在大直徑及硬巖的鉆孔需求也隨之增多。
[0003]為實(shí)現(xiàn)對(duì)大直徑硬巖的鉆進(jìn)，潛孔錘由于其沖擊功率大、鉆進(jìn)快速的優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于復(fù)雜地下層的施工中。
[0004]而在現(xiàn)有技術(shù)中，鉆頭是鉆進(jìn)時(shí)的關(guān)鍵設(shè)備，在進(jìn)行鉆入時(shí)，鉆頭及鉆頭上的切削元件承受著較大的壓力和切削力，其強(qiáng)度和壽命直接影響了整個(gè)潛孔錘的使用壽命，因此，如何能得到一種應(yīng)用廣泛、硬度更高、壽命更長的潛孔錘用鉆頭成了發(fā)展我國潛孔錘的重要目標(biāo)。
[0005]為此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)者有鑒于上述缺陷，通過潛心研宄和設(shè)計(jì)，綜合長期多年從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和成果，研宄設(shè)計(jì)出一種潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭，以克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭，其整體強(qiáng)度更高，有效提高鉆孔效率，適應(yīng)更廣泛的要求。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭，包含本體，所述本體的后端設(shè)有供連接至驅(qū)動(dòng)桿的連接部，前端設(shè)有切削巖石并鉆入地層的切削部，其特征在于:
[0008]所述切削部為圓球狀向外凸起，其設(shè)有內(nèi)切削部，在內(nèi)切削部的外緣設(shè)有環(huán)形的外切削部，所述內(nèi)切削部的中部間隔設(shè)有四個(gè)通孔，所述通孔連接至潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭后部的介質(zhì)供給源；
[0009]所述內(nèi)切削部間隔設(shè)有四個(gè)第一保持槽，各第一保持槽內(nèi)連接一第一切削元件，所述外切削部間隔設(shè)有八個(gè)第二保持槽，各第二保持槽內(nèi)連接一第二切削元件；
[0010]第一切削元件和第二切削元件的結(jié)構(gòu)相同，均為分體式結(jié)構(gòu)，包含不同材質(zhì)制成的切削頭和基體，所述切削頭設(shè)置為半圓球狀，且由碳化鎢硬質(zhì)合金制成，所述基體由低碳鋼制成，所述切削頭的材質(zhì)中加入有聚晶金剛石顆粒。
[0011]其中:兩第二切削元件之間設(shè)有凹槽，在兩兩第一切削元件之間設(shè)有切肩槽，所述切肩槽的頂端設(shè)有切肩孔。
[0012]其中:所述低碳鋼內(nèi)設(shè)有0.025-0.03wt%的鈦。
[0013]其中:所述聚晶金剛石的顆粒大小為5.6-5.8 μ m，密度為15_17g/cm2。
[0014]通過上述結(jié)構(gòu)可知，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果:
[0015]1、鉆進(jìn)強(qiáng)度高，具有較好的切割和鉆入效果；
[0016]2、整體強(qiáng)度更好，確保了鉆進(jìn)精度。
[0017]本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容可通過后述的說明及所附圖而得到。
【附圖說明】
[0018]圖1顯示了本發(fā)明潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2顯示了本發(fā)明潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭的正視圖。
[0020]圖3顯示了本發(fā)明中切削元件的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參見圖1和圖2，顯不了本發(fā)明的潛孔唾用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭。
[0022]所述潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭包含本體101，所述本體101的后端設(shè)有供連接至驅(qū)動(dòng)桿的連接部102，前端設(shè)有切削巖石并鉆入地層的切削部103。
[0023]其中，所述連接部102可設(shè)有外螺紋，可也在連接部102的外緣設(shè)為六花鍵。
[0024]參見圖2，所述切削部103為圓球狀向外凸起，其內(nèi)部設(shè)有內(nèi)切削部11，在內(nèi)切削部11的外緣設(shè)有環(huán)形的外切削部12，為便于進(jìn)行描述，所述內(nèi)切削部11和外切削部12對(duì)應(yīng)設(shè)為四個(gè)切削區(qū)域，各切削區(qū)域均占據(jù)90度的空間，其中，所述內(nèi)切削部11的中部在四個(gè)切割區(qū)域中間隔設(shè)有四個(gè)通孔13，所述通孔13連接至潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭后部的介質(zhì)供給源，以在鉆孔時(shí)提供高壓氣體或流體的通入。
[0025]所述內(nèi)切削部11間隔設(shè)有四個(gè)第一保持槽，各第一保持槽內(nèi)連接一第一切削元件14，所述外切削部12間隔設(shè)有八個(gè)第二保持槽，各第二保持槽內(nèi)連接一第二切削元件15，所述第一切削元件14和第二切削元件15的結(jié)構(gòu)相同但直徑不同，相比而言，所述第二切削元件15的直徑大于第一切削元件14的直徑。
[0026]為在第一切削元件14和第二切削元件15之間形成配合立體切削，所述第二切削元件15成對(duì)設(shè)置，且一對(duì)第二切削元件15分別對(duì)應(yīng)位于一個(gè)所述第一切削元件14的兩側(cè)。
[0027]在進(jìn)行鉆孔操作時(shí)，鉆頭上的第一切削元件14更靠近中心，且高度更高，其將更快的切削地層，而第二切削元件15靠近外緣，并高度較低，從而稍微靠后的切削地層。
[0028]其中，兩第二切削元件15之間設(shè)有凹槽16，在兩兩第一切削元件14之間設(shè)有切肩槽18，所述切肩槽18的頂端設(shè)有切肩孔17，以通過流體將切肩進(jìn)行沖洗或直接通過負(fù)壓對(duì)切肩進(jìn)行吸取。
[0029]參見圖3，本發(fā)明中第一切削元件14和第二切削元件15的結(jié)構(gòu)相同，均可為分體式結(jié)構(gòu)，其包含不同材質(zhì)制成的切削頭21和基體22，所述切削頭21設(shè)置為半圓球狀，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知的是，切削頭21也可設(shè)置為正方形或長方形，所述切削頭連接于所述基體22的頂端。
[0030]可選的是，所述切削頭由碳化鎢硬質(zhì)合金制成，所述基體22由低碳鋼制成，由于切削頭的邊緣需要進(jìn)行強(qiáng)力切割，故切削頭的材質(zhì)中可加入聚晶金剛石顆粒，以提高強(qiáng)度，且基體22通過低碳鋼制成，有效節(jié)約了成本，同時(shí)，通過低碳鋼相對(duì)的彈性，避免了切削頭21的切削力直接對(duì)基體的破壞，減少了切削元件斷裂和破損的幾率。[0031 ] 當(dāng)然，為了提高基體22的強(qiáng)度，需要對(duì)基體22進(jìn)行表面處理，在本發(fā)明中，通過兩次表面處理來對(duì)基體22的外表面進(jìn)行處理，其中，第一次表面處理為滲碳熱處理，所述滲碳熱處理的溫度為840-850攝氏度，滲碳深度為2mm，滲層表面碳濃度達(dá)2.5%?3%，從而在基體外緣獲得細(xì)小顆粒碳化物均勻、彌散分布的滲層，有效提高基體22的表面強(qiáng)度，第二次表面處理為噴砂處理，所述噴砂處理的粒度為0.01-0.03mm，時(shí)間為40分鐘，以將基體22的表面強(qiáng)度更加均衡，通過兩次表面處理，基體22的表面強(qiáng)度和硬度能夠適應(yīng)鉆孔的要求。
[0032]其中，為了防止晶粒粗化而影響滲碳處理，所述低碳鋼內(nèi)設(shè)有0.025-0.03wt%鈦，從而有效控制晶粒長大的效果。
[0033]其中，在切削頭21中加入的聚晶金剛石的顆粒大小優(yōu)選為5.6-5.8 μm，密度優(yōu)選為 15-17g/cm2o
[0034]可選的是，所述基體22下部的外緣設(shè)有用于連接的外螺紋23，所述基體22的上部設(shè)有連接凸緣24，所述連接凸緣24具有嵌槽，所述切削頭21中心設(shè)有凹陷，從而切削頭21的周緣可配合嵌入所述嵌槽內(nèi)，以有效提高接觸面積和連接強(qiáng)度。
[0035]其中，所述切削頭21和嵌槽之間可通過螺紋連接，也可通過硬釬焊連接。
[0036]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0037]1、鉆進(jìn)強(qiáng)度高，具有較好的切割和鉆入效果；
[0038]2、整體強(qiáng)度更好，確保了鉆進(jìn)精度。
[0039]顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發(fā)明的公開內(nèi)容、應(yīng)用或使用。雖然已經(jīng)在實(shí)施例中描述過并且在附圖中描述了實(shí)施例，但本發(fā)明不限制由附圖示例和在實(shí)施例中描述的作為目前認(rèn)為的最佳模式以實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)的特定例子，本發(fā)明的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權(quán)利要求的任何實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭，包含本體，所述本體的后端設(shè)有供連接至驅(qū)動(dòng)桿的連接部，前端設(shè)有切削巖石并鉆入地層的切削部，其特征在于: 所述切削部為圓球狀向外凸起，其設(shè)有內(nèi)切削部，在內(nèi)切削部的外緣設(shè)有環(huán)形的外切削部，所述內(nèi)切削部的中部間隔設(shè)有四個(gè)通孔，所述通孔連接至潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭后部的介質(zhì)供給源； 所述內(nèi)切削部間隔設(shè)有四個(gè)第一保持槽，各第一保持槽內(nèi)連接一第一切削元件，所述外切削部間隔設(shè)有八個(gè)第二保持槽，各第二保持槽內(nèi)連接一第二切削元件； 第一切削元件和第二切削元件的結(jié)構(gòu)相同，均為分體式結(jié)構(gòu)，包含不同材質(zhì)制成的切削頭和基體，所述切削頭設(shè)置為半圓球狀，且由碳化鎢硬質(zhì)合金制成，所述基體由低碳鋼制成，所述切削頭的材質(zhì)中加入有聚晶金剛石顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭，其特征在于:兩第二切削元件之間設(shè)有凹槽，在兩兩第一切削元件之間設(shè)有切肩槽，所述切肩槽的頂端設(shè)有切肩孔。
3.如權(quán)利要求1所述的潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭，其特征在于:所述低碳鋼內(nèi)設(shè)有0.025-0.03wt%的鈦。
4.如權(quán)利要求1所述的潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭，其特征在于:所述聚晶金剛石的顆粒大小為5.6-5.8 μπι，密度為15_17g/cm2。
【專利摘要】一種潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭，包含本體，所述本體的后端設(shè)有供連接至驅(qū)動(dòng)桿的連接部，前端設(shè)有切削巖石并鉆入地層的切削部，所述切削部為圓球狀向外凸起，其設(shè)有內(nèi)切削部，在內(nèi)切削部的外緣設(shè)有環(huán)形的外切削部，所述內(nèi)切削部的中部間隔設(shè)有四個(gè)通孔，所述通孔連接至潛孔錘用聚晶金剛石多點(diǎn)切割鉆頭后部的介質(zhì)供給源；所述內(nèi)切削部間隔設(shè)有四個(gè)第一保持槽，各第一保持槽內(nèi)連接一第一切削元件，所述外切削部間隔設(shè)有八個(gè)第二保持槽，各第二保持槽內(nèi)連接一第二切削元件；由此，本發(fā)明鉆進(jìn)強(qiáng)度高，具有較好的切割和鉆入效果；其整體強(qiáng)度更好，確保了鉆進(jìn)精度。
【IPC分類】E21B10-567
【公開號(hào)】CN104847277
【申請?zhí)枴緾N201510249250
【發(fā)明人】徐應(yīng)中, 李超
【申請人】中國水利水電第十工程局有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月15日