CN101701508A - 一种地质勘探用自锐式交叉钻头 - Google Patents

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Abstract

一种地质勘探用自锐式交叉钻头，其包括钢体，钢体顶端烧结有胎体，胎体至少有一对外齿和一对内齿，内齿和外齿在圆周上交错相间排列，且内外齿在旋转过程中径向有间隙，并成三角形。本发明对10-12级细颗粒高石英含量的坚硬完整岩石钻进速度可达1.5-2米/小时，使用寿命长可达26米。

Description

一种地质勘探用自锐式交叉钻头
技术领域
本发明涉及一种钻头，尤其是涉及一种地质勘探用自锐式交叉钻头。
背景技术
目前，公知的交叉钻头结构，内外齿径向无间隙，齿形径向截面和纵向形状均为直角，故称矩形齿，其工作效率低，钻进速度慢，尤其是对10-12级坚硬岩石的钻进，非常困难；矩形齿块在钻进中受力易集中，齿块易磨损，钻头使用寿命非常短。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻进效率高，使用寿命长的地质勘探用自锐式交叉钻头。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：其包括钢体，钢体顶端烧结有胎体，胎体至少有一对外齿和一对内齿，内齿和外齿在圆周上交错相间排列，且内外齿在旋转过程中径向有间隙，并成三角形，命名为三角形空白区。
以下为进一步改进的方案：
内齿和外齿的齿形采用斜坡结构，斜角角度为10°-40°。
外齿与内齿在圆周上交错排列均匀分布，且所对应的圆周角相等。
内齿、外齿前视图为等腰梯形或矩形，角度R为0°-50°，通常大多选用0°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°；只有当R＝0°时，内齿、外齿前视图形状成矩形。
内齿径向截面和外齿径向截面均成直角梯形，且内外齿斜面方向相反。
内齿根部宽度和外齿根部宽度为钻头壁厚的2/3-3/5。
内齿顶部宽度和外齿顶部宽度为钻头壁厚的1/3-2/5。
三角空白区宽度为钻头壁厚的1/5-1/3。
内齿和外齿高度为6mm-10mm，一般选择6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。
三角形空白区高度一般为齿高的1/3-3/4。
本发明交叉钻头在钻进过程中，三角形空白区处产生突出尖角岩石，形成压裂破碎；在岩石破碎过程中所产生的破碎岩石进一步磨损胎体，提高了钻头的锋利度，同时也加快了钻进速度。
齿形采用双斜坡结构，改善了齿块的受力条件，并在孔底形成破岩自由面。
本发明对10-12级细颗粒高石英含量的坚硬完整岩石钻进速度可达1.5-2米/小时，使用寿命长可达26米。
附图说明
图1是本发明一实施例的三维形状示意图。
图2是图1所示实施例的俯视图。
图3是图2A-A处剖视图。
图4是图1所示实施例外齿径向截面示意图。
图5是图1所示实施例内齿径向截面示意图。
图6是图1所示实施例内外齿径向排布位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1、2，本实施例包括钢体10，钢体顶端烧结有胎体20，胎体20有一对外齿1-1、1-2和一对内齿2-1、2-2，内齿和外齿在圆周上交错相间排列，均匀分布，且所对应的圆周角相等，内外齿在旋转过程中径向有三角形空白区。
参照图1、3，图1中的斜坡3、斜坡4为图3中角度R对应的两个对称斜面，斜坡5为图3中角度Q对应的斜坡。
内外齿前视图成等腰梯形，角度R为30°，斜角Q为30°。
参照图4、图5、图6，内、外齿径向截面成直角梯形，且内外齿斜面方向相反；内齿根部宽度和外齿根部宽度W1为钻头壁厚W的2/3；内齿顶部宽度和外齿顶部宽度W2为钻头壁厚W的1/3；三角空白区宽度W3为钻头壁厚W的1/3；内外齿高度H为7mm；三角形空白区高度H1为齿高H的1/3。
本实施例产品对12级细颗粒高石英含量的坚硬完整岩石钻进速度达2.2米/小时；使用寿命长达26米。
实施例2
本实施例齿斜坡斜角Q为35°；
内齿、外齿前视图等腰梯形角度R为40°；
内齿根部宽度和外齿根部宽度W1为钻头壁厚W的3/5；内齿顶部宽度和外齿顶部宽度W2为钻头壁厚W的2/5；三角空白区宽度W3为钻头壁厚W的3/4；内外齿高度H为9mm；三角形空白区高度H1为齿高H的3/4。
余同实施例1。
本实施例产品对12级细颗粒高石英含量的坚硬完整岩石钻进速度达1.6米/小时；使用寿命长达32米。

Claims (10)

1.一种地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，包括钢体，钢体顶端烧结有胎体，胎体至少有一对外齿和一对内齿，内齿和外齿在圆周上交错相间排列，且内外齿在旋转过程中径向有间隙，并成三角形，命名为三角形空白区。
2.根据权利要求1所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，内齿和外齿的齿形采用斜坡结构，斜角角度为10°-40°。
3.根据权利要求1或2所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，外齿与内齿在圆周上交错排列均匀分布，且所对应的圆周角相等。
4.根据权利要求1或2所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，内齿、外齿前视图为等腰梯形或矩形，角度R为0°-50°。
5.根据权利要求1或2所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，内齿径向截面和外齿径向截面均成直角梯形，且内外齿斜面方向相反。
6.根据权利要求1或2所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，内齿根部宽度和外齿根部宽度为钻头壁厚的2/3-3/5。
7.根据权利要求1或2所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，内齿顶部宽度和外齿顶部宽度为钻头壁厚的1/3-2/5。
8.根据权利要求1或2所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，三角空白区宽度为钻头壁厚的1/5-1/3。
9.根据权利要求1或2所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，内齿和外齿高度为6mm-10mm。
10.根据权利要求1或2所述的地质勘探用自锐式交叉钻头，其特征在于，三角形空白区高度为齿高的1/3-3/4。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103352660A (zh) * 2013-07-26 2013-10-16 长沙锐合钻石工具有限公司 一种半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头
CN103510858A (zh) * 2013-10-09 2014-01-15 无锡中地地质装备有限公司 钻探用齿形钻头
CN113530455A (zh) * 2021-08-31 2021-10-22 中国地质大学（武汉） 一种同心圆齿和螺旋齿相结合的金刚石钻头

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