CN103867132A - 一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头 - Google Patents

一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头 Download PDF

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郑凤祥
赵世伟
张秀梅
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Abstract

本发明涉及地质勘探取芯用工具,具体涉及一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头,包括有基体、胎体工作层和胎体非工作层;所述胎体(1)工作层内包镶有为所钻岩石提供犁入破碎源的犁入-破碎材料;所述的犁入-破碎材料(2)为具有破碎功能的人造或天然金刚石、聚晶金刚石、硬质合金中的一种或几种材料的混合物;所述犁入-破碎材料(2)的粒径为1mm-5mm:所述的犁入-破碎材料(2)贯穿胎体的整个工作层。钻进过程中犁入破碎材料提供岩石破碎源,由破碎源产生的岩石粉粒研磨包镶孕镶金刚石磨料的胎体,促使孕镶金刚石出刃的同时岩石粉粒能够协助金刚石磨料工作,提高钻头钻进效率及使用寿命。

Description

一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头技术领域
[0001] 本发明涉及地质勘探取芯用工具,具体说是一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头。
背景技术
[0002] 孕镶金刚石钻头是地质勘探工程中必不可少的工具,在钻进硬、弱研磨性地层时,传统孕镶金刚石钻头存在两方面不足:一是胎体不耐磨,寿命无法保证;二是孕镶的金刚石出刃低,切入量小。冲洗液很难从钻头端面和空地之间流动,由于没有很快带走岩粉的条件,容易出现拉(沟)槽等非正常磨损,岩粉重复破碎多,对胎体唇部没有研磨能力,难于稳定钻速。因此改进胎体是制造闻品质钻头的一种有效途径。
发明内容
[0003] 为了提高钻头的钻进效率,并延长使用寿命,本发明设计了一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头。
[0004] 一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头,所述钻头包括有基体、胎体工作层和胎体非工作层;所述的胎体非工作层用于连接胎体工作层和基体;所述胎体工作层的胎体内包镶有人造金刚石磨料,所述的人造金刚石磨料的粒径为0.lmm-0.6mm ;其特征在于所述的胎体内还包镶有为所钻岩石提供犁入破碎源的犁入-破碎材料;所述的犁入-破碎材料为具有破碎功能的人造或天然金刚石、聚晶金刚石、硬质合金中的一种或几种材料的混合物;所述犁入-破碎材料的粒径为:所述的犁入-破碎材料贯穿胎体的整个工作层。
[0005] 一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头,所述犁入-破碎材料在胎体内为上下多层排列且沿胎体圆周多层排列。
[0006] 钻头在孕镶金刚石磨料的胎体中植入贯穿工作层高度的大颗粒犁入-破碎材料,产生岩石破碎源;所述的犁入-破碎材料和人造金刚石磨料(0.lmm-0.6mm)相互配合,共同工作;一方面,大颗粒犁入-破碎材料不易压碎,支撑胎体保护出露的孕镶人造金刚石不损坏,钻进旋转的过程中能够加快冲洗液在钻头底部的流动速度,有利于及时排除底唇失去研磨能力的岩粉。另一方面,大颗粒犁入-破碎材料对硬岩有挤压的作用,能抓破硬岩的表面,形成多个细小沟槽及微小压碎区,压碎区岩粉颗粒粗大,对胎体有较强的研磨作用,促使胎体中的孕镶金刚石出刃,有效破碎岩石。犁入-破碎材料同时使钻头唇面得以加强,支撑胎体保护出露的孕镶金刚石不损坏,增强含孕镶金刚石胎体的耐磨性。
[0007] 钻进过程中犁入-破碎材料犁削和孕镶金刚石的研磨相互配合,提高钻头钻进效率和延长钻头使用寿命。
[0008] 钻头使用效果对比
I使用孔段m I平均寿命m I平均时效
本发明钻头 1500-2000 40.17 1.66_
现有钻头 |l500-2000 +36.53 |l.17附图说明
[0009] 图1是本发明实施例1钻头工作层的示意图。
[0010] 图2是本发明实施例2钻头工作层的示意图。
[0011] 图3是本发明实施例3钻头工作层的示意图。
[0012] 图4是本发明实施例4钻头工作层的示意图 图中,1、胎体,2、犁入-破碎材料,3、人造金刚石。
具体实施方式
[0013] 结合实施例对本发明加以说明:
如图1、图2、图3、图4所示,一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头,所述钻头的主体结构与现有的人造金刚石钻头相同,包括有基体、胎体工作层和胎体非工作层;所述的胎体非工作层用于连接胎体工作层和基体;胎体材料与现有人造金刚石钻头的胎体材料相同,包括铜、铁、钴、锰、锌等元素;图1、图2、图3、图4仅给出钻头的胎体工作层的示意;所述胎体工作层的胎体内包镶有人造金刚石磨料,所述的人造金刚石磨料的粒径为0.lmm-0.6mm ;所述的胎体内还包镶有为所钻岩石提供犁入破碎源的犁入-破碎材料;所述的犁入-破碎材料2为具有破碎功能的人造或天然金刚石、聚晶金刚石、硬质合金中的一种或几种材料的混合物;所述犁入-破碎材料的粒径为:所述的硬质合金为碳化钨基硬质合金、碳化钛基硬质合金等;所述的犁入-破碎材料贯穿胎体的整个工作层。
[0014] 结合图2、图3、图4,所述犁入-破碎材料在胎体内为上下多层排列且沿胎体圆周多层排列。

Claims (2)

1.一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头,所述钻头包括有基体、胎体工作层和胎体非工作层;所述的胎体非工作层用于连接胎体工作层和基体;所述胎体工作层的胎体(I)内包镶有人造金刚石磨料,所述的人造金刚石粒径为0.lmm-0.6mm ;其特征在于所述的胎体(I)内还包镶有为所钻岩石提供犁入破碎源的犁入-破碎材料(2);所述的犁入-破碎材料(2)为具有破碎功能的人造或天然金刚石、聚晶金刚石、硬质合金中的一种或几种材料的混合物;所述犁入-破碎材料(2)的粒径为:所述的犁入-破碎材料(2)贯穿胎体的整个工作层。
2.如权利要求1所述的一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头,其特征在于:所述犁入-破碎材料(2)在胎体(I)内为上下多层排列且沿胎体圆周多层排列。
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