CN104295240A - 一种新型金刚石钻头 - Google Patents
一种新型金刚石钻头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104295240A CN104295240A CN201410405442.4A CN201410405442A CN104295240A CN 104295240 A CN104295240 A CN 104295240A CN 201410405442 A CN201410405442 A CN 201410405442A CN 104295240 A CN104295240 A CN 104295240A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hole
- holes
- pressure head
- head type
- bit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title abstract description 9
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title abstract description 9
- ORILYTVJVMAKLC-UHFFFAOYSA-N adamantane Chemical compound C1C(C2)CC3CC1CC2C3 ORILYTVJVMAKLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910001573 adamantine Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 33
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 101150101567 pat-2 gene Proteins 0.000 description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/62—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable
- E21B10/627—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable with plural detachable cutting elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型金刚石钻头，包括钻头体、扇形块、水口，所述扇形块包括若干个、环绕设置在钻头体上，所述水口设置在两两扇形块之间，还包括通孔以及压头式可卸切削具，所述通孔开设在扇形块上，所述压头式可卸切削具可拆卸地安装在通孔内。每个扇形块均开设若干个通孔，各个通孔呈螺旋线状排布。各个扇形块上的通孔绕钻头体的中心对称分布。通孔中积累有岩粉存在，岩粉为工作唇面提供磨料，有助于排除钻头胎体抛光。通过通孔及通孔内安装的压头式可卸切削具加强金刚石钻头在孔底可能发生的非正常磨损部位，提高破碎岩石效率，不仅有效提高钻头寿命和钻进速度，而且钻头可应用于坚硬岩石或软硬互层的地层中钻进，可钻进地层的范围变广。
Description
技术领域
本发明属于金刚石钻头钻进领域，具体涉及一种新型金刚石钻头。
背景技术
金刚石钻头在钻进坚硬致密弱研磨性岩层如坚硬岩石以及软硬互层岩石时，经常出现钻头抛光和打滑现象，由于钻头抛光、打滑现象的发生，即使只有几米或十几米这种岩层也要耗费大量时间和钻头，导致整个钻孔施工周期延长，钻进速度低，钻头时效、使用寿命都非常低，造成勘探成本增高，经济效益明显下降。解决在这类岩层中钻进效率低的问题，是钻探行业长期存在的一大技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有常规钻头存在抛光和打滑现象而存在钻头寿命低、钻进速度低的问题，提供一种新型金刚石钻头，防止抛光提高钻进速度和钻头寿命，提高钻头在孔底破碎岩石的效果。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种新型金刚石钻头，包括钻头体、扇形块、水口，所述扇形块包括若干个、环绕设置在钻头体上，所述水口设置在两两扇形块之间，还包括通孔以及压头式可卸切削具，所述通孔开设在扇形块上，所述压头式可卸切削具可拆卸地安装在通孔内。
按上述方案，每个扇形块均开设若干个通孔，各个通孔呈螺旋线状排布。
按上述方案，各个扇形块上的通孔绕钻头体的中心对称分布（每个扇形块上的通孔与其他扇形块上对应位置的通孔位于同一切削线上）。
按上述方案，所述压头式可卸切削具的非切削端嵌入通孔内（非切削端形状与通孔匹配），压头式可卸切削具的切削端呈尖头状、且朝向所钻地层（尖头状切削端用于压入破碎岩石）。
按上述方案，所述压头式可卸切削具采用耐磨性高于扇形块的材料制成。
按上述方案，所述压头式可卸切削具采用机械式固定在通孔上，或者采用人造耐热树脂粘接在通孔上。
本发明的工作原理：通过在钻头的扇形块上开通孔，由于扇形块上有通孔存在，减小了钻头与孔底的接触面积，同时减小了振动；扇形块上开设的一定数量通孔可以存储岩粉，在弱研磨性岩石中钻进时，通孔中积累有岩粉存在，岩粉为工作唇面提供磨料，有助于排除钻头胎体非正常磨损，防止抛光。扇形块发生非正常磨损后，向与非正常磨损区同一个切削线上的通孔内安装特殊结构的压头式可卸切削具，压头式可卸切削具耐磨性高于扇形块，在钻进破碎岩石过程中，主要轴载主要分布在压头式可卸切削具上，破碎孔底岩石，形成预破碎区和破碎区，以加强这个非正常磨损部位；压头式可卸切削具与通孔相配合，可在坚硬弱研磨性地层和软硬互层地层中使用，根据不同的地层压头式可卸切削具可以在通孔中安装或拆卸，既能提高钻进速度，延长钻头寿命，避免钻头发生非正常磨损，又可以增加钻头可钻地层的范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在金刚石钻头的扇形块上开通孔，并在通孔内安装压头式可卸切削具，实现对金刚石钻头在孔底可能发生的非正常磨损处进行加强，不仅可以提高破碎岩石效率，保证钻头工作稳定，有效提高钻头寿命和钻进速度，而且钻头可应用于坚硬弱研磨性和软硬互层的地层中钻进，可钻进地层的范围变广，钻头适用面更广。
附图说明
图1为本发明新型金刚石钻头的工作唇面的结构示意图；
图2为图1中压头式可卸切削具的结构示意图；
图中，1-钻头体；2-扇形块；3-水口；4-通孔；5-压头式可卸切削具。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1所示，本发明所述的新型金刚石钻头，包括钻头体1、扇形块2、水口3，所述扇形块2包括若干个、环绕设置在钻头体1上，所述水口3设置在两两扇形块2之间，还包括通孔4以及压头式可卸切削具5，所述通孔4开设在扇形块2上，所述压头式可卸切削具5可拆卸地安装在通孔4内（压头式可卸切削具5与通孔4相配合）。
每个扇形块2均开设若干个通孔4，各个通孔4呈螺旋线状排布。
各个扇形块2上的通孔4绕钻头体1的中心对称分布（每个扇形块2上的通孔4与其他扇形块2上对应位置的通孔4位于同一切削线上）。
所述压头式可卸切削具5的非切削端嵌入通孔4内（非切削端形状与通孔4匹配），压头式可卸切削具5的切削端呈尖头状、且朝向所钻地层（尖头状切削端用于压入破碎岩石）。
所述压头式可卸切削具5采用耐磨性高于扇形块2的材料制成。
所述压头式可卸切削具5采用机械式固定在通孔4上，或者采用人造耐热树脂粘接在通孔4上；可4倍覆盖钻头工作唇面4（同一半径的同心圆有4个通孔，可插入4个可卸切削具），保证钻头工作稳定，有效破碎岩石和提高钻头寿命。
本发明新型金刚石钻头在地层中工作过程如下：
钻头体1通过螺纹连接到岩心管上，下到孔底，冷却钻头、排出岩粉的冲洗液，沿着钻杆柱通过水口3到达孔底，钻头的扇形块2在轴载和扭矩作用下，与孔底岩石相互作用，破碎岩石。由于扇形块2上有通孔4存在，减小了钻头与孔底的接触面积，同时减小了振动，振动的减小，是由于接触面积减小、轴载减小决定的。在弱研磨性岩石中钻进时，在通孔4中积累有岩粉存在，岩粉为钻头的工作唇面提供磨料，有助于排除钻头体非正常磨损，防止抛光。
在钻进过程中，扇形块2的钻头唇面上可能发生非正常磨损，如环状拉槽、倒角等，钻头不能继续使用；在检查并确认扇形块2发生非正常磨损后，向与非正常磨损区同一个切削线上的通孔4内安装压头式可卸切削具5，压头式可卸切削具5的非切削端嵌入通孔4内，压头式可卸切削具5的切削端（尖头端）朝向所钻地层、用于压入破碎岩石，以加强这个非正常磨损部位，增加钻头寿命。
在钻进坚硬岩石或软硬互层岩石时，在钻头下孔前，向通孔4内安装压头式可卸切削具5，由于压头式可卸切削具5用耐磨性高于扇形块2的材料制成，所以在钻进破碎岩石过程中，主要轴载主要分布在压头式可卸切削具5上，破碎孔底岩石，形成预破碎区和破碎区，可以提高钻进速度。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种新型金刚石钻头，包括钻头体（1）、扇形块（2）、水口（3），所述扇形块（2）包括若干个、环绕设置在钻头体（1）上，所述水口（3）设置在两两扇形块（2）之间，其特征在于：还包括通孔（4）以及压头式可卸切削具（5），所述通孔（4）开设在扇形块（2）上，所述压头式可卸切削具（5）可拆卸地安装在通孔（4）内。
2.根据权利要求1所述的新型金刚石钻头，其特征在于：每个扇形块（2）均开设若干个通孔（4），各个通孔（4）呈螺旋线状排布。
3.根据权利要求2所述的新型金刚石钻头，其特征在于：各个扇形块（2）上的通孔（4）绕钻头体（1）的中心对称分布。
4.根据权利要求1所述的新型金刚石钻头，其特征在于：所述压头式可卸切削具（5）的非切削端嵌入通孔（4）内，压头式可卸切削具（5）的切削端呈尖头状、且朝向所钻地层。
5.根据权利要求1所述的新型金刚石钻头，其特征在于：所述压头式可卸切削具（5）采用耐磨性高于扇形块（2）的材料制成。
6.根据权利要求1所述的新型金刚石钻头，其特征在于：所述压头式可卸切削具（5）采用机械式固定在通孔（4）上，或者采用人造耐热树脂粘接在通孔（4）上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410405442.4A CN104295240B (zh) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | 一种新型金刚石钻头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410405442.4A CN104295240B (zh) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | 一种新型金刚石钻头 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104295240A true CN104295240A (zh) | 2015-01-21 |
| CN104295240B CN104295240B (zh) | 2017-03-22 |
Family
ID=52315157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410405442.4A Expired - Fee Related CN104295240B (zh) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | 一种新型金刚石钻头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104295240B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105201413A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-30 | 无锡市永亿精密铸造有限公司 | 一种具有高锰钢颗粒的金刚石钻头 |
| CN105201412A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-30 | 无锡市永亿精密铸造有限公司 | 一种含有高锰钢锥的金刚石钻头 |
| CN113622827A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-09 | 中国地质大学（武汉） | 一种用于钻进裂隙硬岩层的金刚石钻头 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86202204U (zh) * | 1986-04-21 | 1987-03-04 | 地质矿产部探矿工程研究所 | 一种金刚石岩心钻头 |
| RU1799983C (ru) * | 1991-04-16 | 1993-03-07 | Производственное Геологическое Объединение "Приморгеология" | Алмазна бурова коронка |
| RU1804539C (ru) * | 1991-04-08 | 1993-03-23 | Малое государственное предприятие "Арсен" | Алмазна бурова коронка |
| UA80616C2 (en) * | 2005-12-13 | 2007-10-10 | Bakul Inst Of Superhard Materi | Drill bit |
| CN201963235U (zh) * | 2011-03-14 | 2011-09-07 | 唐山市金石超硬材料有限公司 | 一种金刚石取心钻头 |
| RU2430233C1 (ru) * | 2010-04-20 | 2011-09-27 | Николай Митрофанович Панин | Алмазная буровая коронка |
-
2014
- 2014-08-18 CN CN201410405442.4A patent/CN104295240B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86202204U (zh) * | 1986-04-21 | 1987-03-04 | 地质矿产部探矿工程研究所 | 一种金刚石岩心钻头 |
| RU1804539C (ru) * | 1991-04-08 | 1993-03-23 | Малое государственное предприятие "Арсен" | Алмазна бурова коронка |
| RU1799983C (ru) * | 1991-04-16 | 1993-03-07 | Производственное Геологическое Объединение "Приморгеология" | Алмазна бурова коронка |
| UA80616C2 (en) * | 2005-12-13 | 2007-10-10 | Bakul Inst Of Superhard Materi | Drill bit |
| RU2430233C1 (ru) * | 2010-04-20 | 2011-09-27 | Николай Митрофанович Панин | Алмазная буровая коронка |
| CN201963235U (zh) * | 2011-03-14 | 2011-09-07 | 唐山市金石超硬材料有限公司 | 一种金刚石取心钻头 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105201413A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-30 | 无锡市永亿精密铸造有限公司 | 一种具有高锰钢颗粒的金刚石钻头 |
| CN105201412A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-30 | 无锡市永亿精密铸造有限公司 | 一种含有高锰钢锥的金刚石钻头 |
| CN113622827A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-09 | 中国地质大学（武汉） | 一种用于钻进裂隙硬岩层的金刚石钻头 |
| CN113622827B (zh) * | 2021-08-31 | 2022-05-17 | 中国地质大学（武汉） | 一种用于钻进裂隙硬岩层的金刚石钻头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104295240B (zh) | 2017-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206280004U (zh) | 一种具有多重切削功能的混合pdc钻头 | |
| CN102852462A (zh) | 一种复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头 | |
| CN103867133A (zh) | 一种保持持续破碎能力的自锐孕镶人造金刚石钻头 | |
| CN208122768U (zh) | 一种大口径钻进施工用金刚石钻头 | |
| CN104295240A (zh) | 一种新型金刚石钻头 | |
| CN110671055B (zh) | 一种锥形齿pdc钻头设计方法 | |
| CN203669757U (zh) | 适应于多种岩性及硬度地层的pdc钻头 | |
| CN103758463A (zh) | 弧形齿的孕镶金刚石钻头 | |
| CN201865582U (zh) | 一种钢体金刚石钻头 | |
| CN104499948A (zh) | 一种双切削金刚石孕镶块 | |
| RU2468178C1 (ru) | Алмазная буровая коронка | |
| CN201695954U (zh) | 嵌插铁丝的高锋利烧结式金刚石钻头 | |
| CN201517372U (zh) | 一种复杂山地气动冲刮钎头 | |
| CN203729885U (zh) | 深部硬岩钻进用钎焊镍基孕镶金刚石钻头 | |
| CN208122767U (zh) | 一种金刚石钻头的主动保径垫结构 | |
| CN102587840A (zh) | 一种硬地层套管开窗钻头 | |
| CN103742078B (zh) | 一种梳状扇形块孕镶金刚石钻头 | |
| CN207470124U (zh) | 一种适用于含砾硬地层钻进的锥形齿钻头 | |
| CN201972606U (zh) | 一种金刚石聚晶钻头 | |
| CN203729884U (zh) | 弧形齿的孕镶金刚石钻头 | |
| CN103867132A (zh) | 一种具有犁入破碎功能的孕镶金刚石地质勘探取芯钻头 | |
| CN103184833A (zh) | 大锯齿金刚石钻头 | |
| CN203640608U (zh) | 一种具有内锥的复合式单牙轮钻头 | |
| CN202194576U (zh) | 三刀翼金刚石钻头 | |
| CN206233866U (zh) | 一种强化环形减震垫的pdc钻头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170322 Termination date: 20200818 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |