CN103352660A - 一种半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头 - Google Patents

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Abstract

一种半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，包括钢体和设有至少两个翼的工作层，还包括梯级水槽和半漏斗型水口，半漏斗型水口设于工作层底唇面，梯级水槽设于半漏斗型水口下方，梯级水槽位于工作层内表面和外表面上。使用本发明，钻头钻进深度累计可达80-100m，相比于现有钻头的40-60m，使用寿命更长，且有利于减少提钻次数，降低工人劳动强度，提高工作效率。

Description

一种半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头
技术领域
本发明涉及一种半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头。 
背景技术
地质勘探钻进可分为单管钻进、双管钻进和绳索取芯钻进。绳索取芯钻进是一种不提钻取芯的方法，其优点是钻头结构简单，钻进效率高，岩芯采取率高，劳动强度低，钻探成本低等。目前，现有绳索取芯钻头一般为单级水槽，水口采用矩形水口或梯形水口，水口通过机械加工成型，效率低，劳动强度高；现有水口因底唇面厚，冷却液往往不能更好的进行冷却，无法达到更好的效果，且排屑效果不佳，增加了钻头的重复破碎，增加了钻头的受力等情况，影响金刚石钻头的使用寿命；另外，其工作层高度一般为7-10mm，当钻头钻进深度累计达到40-60m，钻头就会报废，使用寿命短。现有单级水槽并不适用于超高工作层，否则冷却液将无法达到钻头工作层底唇面。现有钻头大多采用合金、聚晶对非工作层进行保径，这样，往往会使得工作层内外径损耗加快，磨损严重，使用寿命短。且钻进时大多数采用深孔钻进，提钻一次需要较长时间，有时甚至1-2个班（8-10小时以上），工作效率低，人工劳动强度大。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种使用寿命长，且有利于减少提钻次数，降低工人劳动强度，提高工作效率的半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，包括钢体和设有至少两个翼的工作层，还包括梯级水槽和半漏斗型水口，半漏斗型水口设于工作层底唇面，梯级水槽设于半漏斗型水口下方，梯级水槽位于工作层内表面和外表面上。 
进一步，所述半漏斗型水口的倾斜面与竖直方向宜呈120-170度（优选130-160度，更优选150度）角设置，以利于减少冷却水阻力，提高冷却效果，改善受力情况，增加工作层强度，延长钻头使用寿命。 
进一步，所述工作层高度为25-26mm。 
进一步，所述梯级水槽是通过石墨柱预成型，半漏斗型水口是通过石墨塞预成型，梯级水槽无需使用机械加工方式成型，以利于降低工人劳动强度，减少加工成本，提高工作效率。 
进一步，所述梯级水槽包括至少两级水槽（一般情况下，两级水槽、三级水槽、四级水槽即可满足需求，但具体级数可根据现实情况确定）。各级水槽均为由外水槽和内水槽构成的双层水槽，所述外水槽和内水槽采用交错排布方式分别分设于工作层外表面和内表面上。使用梯级水槽能更好的解决冷却液对钻头工作层底唇面的冷却效果，有利于延长钻头的使用寿命。 
钻头钻进时，当第一级水槽磨损到一定程度，下一级水槽会提前显露，辅助工作层进行碎岩钻进。 
进一步，所述工作层的每翼的内表面和外表面均可设有金刚石，数量优选为八颗，其中四颗设于工作层内表面，另外四颗设于工作层外表面，所述金刚石选用粒径为20/30SPC的天然金刚石。钻头在钻进过程中，工作层内外径角刃位置（即工作层内表面和外表面的端部）受力情况复杂，承担的碎岩任务重，通过金刚石加强保径，有利于防止内外超前消耗而缩短钻头寿命。 
进一步，所述钢体上焊有耐磨堆焊焊条，以利于延长钢体的使用寿命。              
本发明使用半漏斗型水口，冷却液能更好的对工作层底唇面进行冷却，半漏斗型水口的上半部分作为第一层水口，可对工作层底唇面进行冷却；当钻头工作层磨损到一定程度时，半漏斗型水口的下半部分作为第二层水口，辅助工作层进行碎岩，由此解决了现有水口因底唇面厚，冷却液不能较好的进行冷却的问题；且使用半漏斗型水口后，排屑效果较好，有利于分散钻头的受力，有利于延长钻头的使用寿命。
使用本发明，钻头钻进深度累计可达80-100m，相比于现有钻头的40-60m，使用寿命更长，且有利于减少提钻次数，降低工人劳动强度，提高工作效率。 
附图说明
图1为本发明一实施例钻头三维形状结构示意图； 
图2是图1所示实施例第二级内水槽与半漏斗型水口截面结构示意图；
图3是图1所示钻头的俯视图； 
图4是图1所示钻头的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 
实施例1： 
参照图1，本实施例包括设有六个翼的工作层1和钢体2，还包括梯级水槽和半漏斗型水口3，半漏斗型水口3设于工作层1底唇面8，梯级水槽设于半漏斗型水口3下方，梯级水槽位于工作层1内表面和外表面上。
参照图2，所述半漏斗型水口3的倾斜面与竖直方向呈150度角设置，以利于减少冷却水阻力，提高冷却效果，改善受力情况，增加工作层强度，延长钻头使用寿命。 
使用半漏斗型水口，冷却液能更好的对工作层底唇面进行冷却，半漏斗型水口的上半部分作为第一层水口，可对工作层底唇面进行冷却；当钻头工作层磨损到一定程度时，半漏斗型水口的下半部分作为第二层水口，辅助工作层进行碎岩，由此解决了现有水口因底唇面厚，冷却液不能较好的进行冷却的问题；且使用半漏斗型水口后，排屑效果较好，有利于分散钻头的受力，有利于延长钻头的使用寿命。 
所述工作层1高度为25-26mm。 
所述梯级水槽是通过石墨柱预成型，半漏斗型水口3是通过石墨塞预成型，梯级水槽无需使用机械加工方式成型，无需使用机械加工成型，以利于降低工人劳动强度，减少加工成本，提高工作效率。 
本实施例中，所述梯级水槽为两级水槽，第一级水槽、第二级水槽均为由外水槽和内水槽构成的双层水槽，第一级水槽的内水槽5、第一级水槽的外水槽4和第二级水槽的内水槽7、第二级水槽的外水槽6采用交错排布方式设于工作层1上；第一级外水槽4和第一级内水槽5分别分设于工作层1外表面和内表面上；第二级外水槽6和第二级内水槽7亦分别分设于工作层1外表面和内表面上。钻头工作时，当第一级水槽磨损到一定程度，第二级水槽会提前显露，辅助工作层1进行碎岩钻进。使用梯级水槽能更好的解决冷却液对钻头工作层1底唇面8的冷却效果，有利于延长钻头的使用寿命。 
所述工作层1的每翼的内表面和外表面设有金刚石9，数量为八颗，其中四颗设于工作层内表面，另外四颗设于工作层外表面，所述金刚石选用20/30SPC天然金刚石。钻头在钻进过程中，工作层1内外径角刃位置（即工作层1内表面和外表面的端部）受力情况复杂，承担的碎岩任务重，通过设置金刚石9加强保径，有利于防止内外径超前消耗而缩短钻头寿命。 
所述钢体2上焊有耐磨堆焊焊条10，以利于延长钢体的使用寿命。 
实施例2： 
本实施例与实施例1的区别在于：所述梯级水槽为三级水槽，所述半漏斗型水口3的倾斜面与竖直方向呈130度角设置。其余同实施例1。
实施例3： 
本实施例与实施例1的区别在于：所述半漏斗型水口3的倾斜面与竖直方向呈160度角设置。其余同实施例1。 

Claims (8)

1.一种半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，包括钢体和设有至少两个翼的工作层，其特征在于，还包括梯级水槽和半漏斗型水口，半漏斗型水口设于工作层底唇面，梯级水槽设于半漏斗型水口下方，梯级水槽位于工作层内表面和外表面上。
2.根据权利要求1所述的半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，其特征在于，所述半漏斗型水口的倾斜面与竖直方向呈120-170度角设置。
3.根据权利要求2所述的半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，其特征在于，所述半漏斗型水口的倾斜面与竖直方向呈130-160度角设置。
4.根据权利要求3所述的半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，其特征在于，所述半漏斗型水口的倾斜面与竖直方向呈150度角设置。
5.根据权利要求1或2所述的半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，其特征在于，所述工作层高度为25-26mm。
6.根据权利要求1或2所述的半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，其特征在于，所述梯级水槽包括至少两级水槽；各级水槽均为由外水槽和内水槽构成的双层水槽，所述外水槽和内水槽采用交错排布方式分别分设于工作层外表面和内表面上。
7.根据权利要求1或2所述的半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，其特征在于，所述工作层的每翼的内表面和外表面设有金刚石，金刚石数量为八颗，其中四颗设于工作层内表面，另外四颗设于工作层外表面。
8.根据权利要求1或2所述的半漏斗型水口双层水槽孕镶金刚石钻头，其特征在于，所述钢体上焊有耐磨堆焊焊条。
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