CN108798530A - 钻头主体构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种示例性钻头，所述钻头由钻头头部部分和柄部分形成。所述钻头头部部分包括钻头面，并且所述柄包括钻头部分和钻头连接部。所述钻头连接部被配置成联接到钻柱。所述钻头头部和所述柄被配置成紧固在一起。当紧固在一起时，在所述钻头面的中心轴附近起头的一个或多个刀片延展到所述钻头的保径部分并且沿着所述柄的所述钻头部分的长度的至少一部分延展。一个或多个锚定元件联接到所述钻头头部和所述柄，以约束在所述钻头头部与所述柄之间的相对旋转或轴向移动。

Description

钻头主体构造

对相关申请的交叉参考

本申请要求2017年5月3日提交的美国专利申请No.62/500,583的优先权和权益，所述申请明确以引用的方式整体并入本文。

背景技术

当前形成在上面具有多晶金刚石切削齿的固定切削齿钻头(常常被称为“PDC钻头”)的方法可以使用模具和/或主要图案来界定PDC钻头的形状，其中可以将钻头材料在模具中置于金属坯件周围，并且经过浸润以形成钻头主体。随后可以将多晶金刚石(“PCD”)钎焊到钻头主体以形成PDC钻头。在许多情况下，模具具有若干区段，所述区段被组装在一起以形成模具。另外，形成专用的模具零件并且将所述模具零件并入到模具中，用于形成穿过PDC钻头的通道、渠道或切槽。为了实现所要的公差，常常对模具进行机械加工。

其他形成PDC钻头的方法可以包括在金属坯件周围形成坯钻头(例如，通过在坯件周围按压钻头材料和/或通过在坯件周围预先烧结钻头材料)、将坯钻头铣削成PDC钻头的形状，并且烧结被铣削的钻头以形成PDC钻头主体。可以将PCD切削齿钎焊到钻头主体以形成PDC钻头。

可以将用于形成PDC钻头的钢坯件焊接到在一端上具有API销/内螺纹(即，满足API(美国石油协会)标准的螺纹连接)的另一钢零件。可以使用所述API销/内螺纹连接将PDC钻头连接到钻柱。

发明内容

根据本公开的一些方面，一种形成钻头的方法包括形成钻头头部；形成柄；以及将钻头头部附接到所述柄。所述钻头头部可以包括具有刀片的钻头面，所述刀片沿径向向外延伸并且界定钻头头部的保径部。所述钻头头部还可以在钻头头部的与钻头面相对的端部处包括柄连接部。所述柄可以在柄的第一端处包括钻头头部连接，所述柄的所述第一端可以具有延伸到钻头头部的保径部的外径。钻头连接部可以在与柄的第一端相对的柄的第二端处。在将钻头头部附接到柄时，可以使用钻头头部的柄连接部和柄的钻头连接部。另外，可以在将钻头头部附接到柄时将至少一个锚定元件插入穿过由所述钻头头部或所述柄中的至少一者界定的开口。

根据本公开的一个或多个其他方面，钻头可以包括钻头主体，所述钻头主体包括：钻头头部，所述钻头头部由至少一种基体材料形成；柄，所述柄由不同于所述至少一种基体材料的柄材料形成；以及螺纹连接，所述螺纹连接位于钻头头部与柄之间。刀片从钻头主体沿径向向外延伸并且沿着钻头主体沿轴向延伸，并且界定钻头的保径区。在钻头连接部也联接到钻头主体时，锚定元件处于锁定凹穴中，所述锁定凹穴处于钻头的保径区中，并且处于钻头头部与柄之间的界面处。

根据一个或多个额外的方面，一种钻头可以包括钻头主体和柄。所述钻头主体包括一个或多个第一刀片部分，并且所述柄包括一个或多个第二钻头部分。在所述钻头主体和所述柄固定在一起时，所述钻头主体的所述一个或多个第一刀片部分与所述柄的一个或多个第二钻头部分对准，以共同地产生沿着钻头主体和柄延伸的刀片。钻头主体中的一个或多个锁定凹穴、柄或以上两者可以接收锚定元件，所述锚定元件在钻头主体和柄固定在一起时抵制钻头主体与柄之间的相对移动。任选地，所述锁定凹穴可以部分形成于第一钻头部分和第二钻头部分中的每一者中。

在至少一个或多个方面中，一种钻头包括钻头主体，所述钻头主体具有钻头头部、柄和将钻头头部紧固到柄的螺纹连接。从钻头主体的中心轴沿径向向外延伸的刀片具有界定保径区的外表面。所述刀片是由钻头头部上和柄上的单独部分形成，并且柄上的刀片的部分形成保径区的长度的50％以上。钻头连接部还联接到钻头主体的柄。

提供此概要以引入对下文在详细描述中进一步描述的概念的选择。此概要无意识别所要求保护的标的的关键或实质特征，并且无意用作限制所要求保护的标的的范围的辅助。通过以下描述和所附权利要求书，本公开的所描述和所要求保护的实施方案的其他方面和特征将显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的一些实施方案的钻头的侧视图。

图2是图1的钻头的横截面视图。

图3和图4示出根据本公开的一些实施方案的螺纹连接部的螺纹轮廓。

图5是根据本公开的一些实施方案的钻头的侧视图。

图6是根据本公开的一些实施方案的钻头的钻头头部的侧视图。

图7是图6的钻头头部的横截面视图。

图8是根据本公开的一些实施方案的钻头的柄的侧视图。

图9是图8的柄的横截面视图。

图10是根据本公开的一些实施方案的钻头的横截面视图。

图11是根据本公开的一些实施方案的柄的俯视图。

图12是图11的柄的透视图。

图13是根据本公开的一些实施方案的钻头头部的仰视图。

图14是图13的钻头头部的透视图。

图15是根据本公开的一些实施方案的钻头的横截面视图。

具体实施方式

包括金属基体钻头的固定切削齿钻头可以包括钻头主体和从钻头主体向外并且按方位角延伸的刀片。刀片沿着钻头的长度从钻头的轴端(钻头冠部)延伸到位于固定切削齿钻头的两个轴端之间的中间轴向点。刀片的沿径向最外表面可以界定钻头的保径或外径。

切削元件可以附接到固定切削齿钻头的刀片。切削元件可以包括平坦或非平坦的切削元件，并且可以包括在于刀片的表面中形成的凹穴中接纳和紧固的细长和大体上圆柱形碳化钨衬底。切削元件还可以包括所述衬底上的多晶金刚石(PCD)或其他超硬磨料材料(例如，热稳定金刚石或多晶立方氮化硼)的硬切削层。出于方便起见，如本文所使用，对“PDC钻头”或“PDC切削齿”的参考是指采用多晶金刚石或其他超硬磨料材料的硬切削层的固定切削齿钻头或切削元件。

PDC钻头可以进一步包括位于与钻头冠部相比在钻头的相对的轴端处的钻头连接部。所述钻头连接部可以从钻头冠部沿轴向向下延伸，并且可以包括带螺纹销。带螺纹销可以具有螺纹，包括具有双肩连接部的满足美国石油协会(API)标准的螺纹等。所述钻头连接部可以连接到钻柱以用于使用钻头。

本公开的一些实施方案大体上涉及钻头，包括具有改进的钻头连接部的固定切削齿或混合钻头，并且涉及其制造方法。在更具体的实施方案中，钻头可以由旋拧在一起的两个零件形成。在一些说明性实施方案中，多零件钻头的一个零件可以形成钻头的保径部分的部件，并且第二部分可以形成钻头的保径部分的部件。通过使用钻头的保径部分形成钻头连接部分，可以增加连接强度。在一些实施方案中，钻头冠部或钻头面部分可以具有钻头的保径部分的长度的更大的或更小的部分，而钻头连接部分可以具有钻头的保径部分的长度的对应的更小或更大的部分。

图1和图2分别是根据本公开的一些实施方案的固定切削齿钻头100的侧视图和横截面视图。钻头100具有钻头主体110，所述钻头主体包括钻头头部112、柄114和用于将钻头头部112联接到柄114的螺纹连接部116。多个刀片120从钻头主体110向外延伸，并且可以将切削元件(未示出)钎焊、焊接或以其他方式紧固在沿着刀片120的一个或多个表面形成的切削齿凹穴127中。钻头100进一步包括位于第一轴端处的钻头面102和位于钻头100的相对的第二轴端处的钻头连接部130。中心纵轴104沿轴向延伸穿过钻头100的轴端，并且钻头100可以在切削方向上围绕中心轴104旋转。在图1中，箭头说明切削方向，所述切削方向大体上在允许联接到刀片的切削元件上的多晶金刚石或其他超硬磨料材料旋转地引导切削元件的衬底的方向上。

如所示，刀片120从钻头面102沿轴向并且沿径向延伸，并且还可以围绕钻头主体110旋转地延伸。在图1中，刀片120示出为在第一轴端处从钻头面102沿轴向延伸，并且沿着钻头主体110延伸轴向距离到达与钻头面102偏移的轴向位置。刀片120可以具有大体上被分割成三个区的刀片轮廓：所述三个区在常规上被标记为圆锥体区122、肩区124和保径区126。圆锥体区122包括钻头100的沿径向最内区，并且大体上从中心轴104延伸到肩区124。圆锥体区122可以在其最里面的部分处具有大体上凹状。可以具有大体上凸状的肩(或者朝上弯曲)区124与所述圆锥体区122相邻。沿径向向外移动，保径区126与所述肩区124相邻，所述保径区可以在刀片轮廓的外部径向周边处大致平行于中心轴104延伸。在一些实施方案中，保径区126可以具有略微的锥状。例如，当在朝向钻头柄114延伸的轴向方向上观看时，保径区126可以向内逐渐变细。在一些实施方案中，锥角可以在0°与5°之间。

在图2的实施方案中，由柄114界定的刀片120的部分可以形成保径区126的轴向长度的大部分。举例来说，根据本公开的实施方案，从柄114延伸的刀片120的部分可以形成刀片120的保径区126的轴向长度的50％、60％、75％或90％以上。在一个或多个实施方案中，刀片120的保径区126起于钻头头部112并且终于柄114。举例来说，在这些实施方案中，刀片120的保径区126的轴向长度的至少2％、5％、10％或20％可以从钻头头部112延伸。在其他实施方案中，柄114可以界定保径区126的轴向长度的90％以上或50％以下，或者钻头头部112可以界定保径区126的轴向长度的20％以上或2％以下。

在一些实施方案中，由钻头100的柄114上的刀片120的部分形成的保径区126的轴向长度142大于钻头头部112的钻头面部分的轴向长度144，其中钻头头部112的钻头面部分是指当钻头头部112和柄114联接在一起时形成钻头面102并且暴露在钻头100的柄114上方的钻头头部112的部分。可以将钻头头部112描述成具有两个区或部分，包括钻头面部分和螺纹连接部分，其中螺纹连接部分包括形成与柄114相配的螺纹或其他连接的钻头头部112的部分，并且钻头面部分包括沿轴向邻近于螺纹连接部分的钻头头部112的部分。在一些实施方案中，由钻头100的柄114形成的保径区的轴向长度142可以小于或等于钻头100的钻头头部112的钻头面部分的轴向长度144。

此外，在一些实施方案中，与在钻头头部112与柄114之间的螺纹连接部116的轴向长度相比，钻头头部112的钻头面部分的轴向长度144可以相对更小。通过提供钻头头部112的相对较短的钻头面部分，螺纹连接部116可以在钻头使用期间经受减小的弯曲应力。

柄114可以进一步具有在柄114的轴端处形成的钻头连接部130或销，并且所述钻头连接部或销与具有钻头头部112的柄114的部分相对。钻头连接部130可以具有围绕钻头连接部130的圆周形成的多个螺纹132。钻头连接部130可以是销连接部或套筒连接部，并且可以具有螺纹132，所述螺纹具有合适的螺距(即，螺纹峰之间的距离)、每英寸的螺纹和高度(即，螺纹的根部或最内点到螺纹的峰或最外点的距离)。螺纹132可以具有任何合适的配置，并且可以是锥形或笔直的，可以是API连接、双肩连接等。螺纹132可以被配置成与钻环或井底钻具组合件(BHA)或钻柱的其他组件相配。

将钻头头部112联接到柄114的螺纹连接部116还可以包括多个螺纹117，所述螺纹也可以具有合适的螺距、高度、每英寸的螺纹的数目、形状和其他配置。根据本公开的一些实施方案，螺纹连接部116的螺纹117之间的螺距可以大于钻头连接部130的螺纹132之间的螺距。在一些实施方案中，螺纹连接部116的螺纹117的高度可以大于钻头连接部130的螺纹132的高度。此外，在一些实施方案中，螺纹117可以是笔直的，而螺纹132可以是锥形的；螺纹117和132都可以是锥形的；螺纹117和132都可以是笔直的；或螺纹117可以是锥形的，而螺纹132可以是笔直的。

在钻头头部112与柄114之间的螺纹连接部116的螺纹117还可以在不同的实施方案中具有不同的螺纹轮廓。举例来说，螺纹117可以具有锯齿螺纹轮廓或统一螺纹轮廓。此外，在钻头头部112与柄114之间的螺纹连接部116的螺纹117可以具有满足API标准或不满足API标准的螺纹轮廓。在一些实施方案中，螺纹117可以满足ACME标准。

图3示出根据本公开的一些实施方案的具有统一螺纹轮廓的螺纹30的实例。螺纹30具有以V形轮廓从螺纹的根部32延伸到螺纹30的相对的峰34的相对的侧翼31。侧翼31以峰夹角33从共同的峰34向下和向外延伸。此外，相邻螺纹30的侧翼31以根部夹角35在相邻螺纹30之间的根部32处会合。峰角度33可以与根部角度35相同或不同。在所示出的实施方案中，峰34和根部32各自具有平坦的轮廓；然而，在一些实施方案中，螺纹峰和/或根部可以具有弯曲、尖的、非对称的、楔形或其他轮廓。螺纹30具有从螺纹根部32延伸到螺纹峰34的高度36。此外，相邻的螺纹30间隔开螺距38，其中在相邻的螺纹30的峰34的中心之间测得螺距38。

图4示出具有锯齿螺纹轮廓的螺纹40的实例。螺纹40具有相对的侧翼41、47。第一侧翼41从螺纹40的根部42基本上垂直地或者以略微倾斜的角度延伸到螺纹40的峰44，而第二侧翼47从第一侧翼41在峰44与根部42之间以峰夹角43延伸。此外，相邻螺纹40的侧翼41、47以根部夹角45在相邻螺纹42之间的根部42处会合。峰角度43可以与根部角度45相同或不同。在所示出的实施方案中，峰44和根部42各自具有平坦的轮廓，然而，峰44或根部43可以具有其他轮廓，例如关于图3的螺纹30而论述的轮廓。峰44的轮廓可以具有宽度49，并且相邻的螺纹40间隔开螺距48，其中在相邻的螺纹40的峰44的之间测得螺距48。此外，螺纹40具有从螺纹根部42延伸到螺纹峰44的高度46。

根据本公开的一些实施方案，在钻头的钻头头部与柄之间的螺纹连接部可以沿轴向与钻头的钻头连接部间隔，其中螺纹连接部和钻头连接部任选地共享相同的中心纵轴。此外，根据本公开的实施方案的钻头可以包括在钻头头部与柄之间的螺纹连接部，其中螺纹连接部与钻头的保径区同心地并且在所述保径区内部延伸。

举例来说，再次参看图2，钻头100包括螺纹连接部116，所述螺纹连接部与钻头100的保径区126的外部保径表面同心并且在所述外部保径表面内部。如所示，螺纹连接部116可以延伸大于保径区126的轴向长度的轴向长度，使得螺纹连接部116的一部分不与保径区126共享轴向位置(例如，比保径区120沿轴向延伸得更远，并且更接近钻头连接部130)。在一些实施方案中，螺纹连接部116可以具有等于或小于钻头的保径区的轴向长度的轴向长度。在这些实施方案中，螺纹连接部116的至少一部分可以与保径区共享沿着钻头的轴向位置，使得轴向位置处的横截面可以包括保径区的一部分和螺纹连接部的一部分。在一些实施方案中，在钻头头部与柄之间的螺纹连接部可以相对于钻头的保径区沿轴向偏移，使得螺纹连接部的全部或部分轴向长度不与保径区共享轴向位置。

根据本公开的一些实施方案，钻头可以包括：钻头主体，所述钻头主体具有钻头头部、柄和在钻头头部与柄之间的螺纹连接部；以及多个刀片，所述多个刀片从钻头主体向外延伸到钻头的保径。任选地，一个或多个额外的元件或特征可以将钻头头部锚定到柄。例如，可以在钻头头部112与柄114的界面处使用焊接、粘合剂或其他组件，以通过抵制钻头头部112与柄114的相对轴向或旋转运动而将钻头头部112锚定到柄114。在其他实施方案中，可以使用一个或多个其他锚定元件。例如，可以将锚定销或其他组件定位在于钻头的保径部或其他部分中并且在钻头头部与柄之间形成的锁定凹穴中。

举例来说，图5示出根据本公开的一些实施方案的钻头500的透视图。钻头500具有钻头主体510，所述钻头主体包括连接到柄514(例如，通过螺纹连接部)的钻头头部512。多个刀片520从钻头主体510沿径向向外延伸，并且沿着钻头面且沿着钻头500的周边沿轴向延伸一定长度。延伸到钻头500的保径的刀片520的部分可以被称为刀片520的保径区526。

根据一些实施方案，可以沿着刀片520的保径区526形成一个或多个锁定凹穴527。锁定凹穴527任选地定位在钻头头部512内和柄514内。举例来说，在所示出的实施方案中，锁定凹穴527界定圆柱形空间，其中锁定凹穴527的部分(例如，一半)形成于钻头头部512的外表面中，并且锁定凹穴527的部分(例如，一半)形成于柄514的外表面中。可以沿着钻头的外表面在钻头头部与柄之间形成锁定凹穴527，使得通过钻头头部形成锁定凹穴的一部分，并且通过柄形成锁定凹穴的另一部分。可以通过钻头的钻头头部和柄形成锁定凹穴，其中通过钻头的钻头头部和柄中的每一者形成锁定凹穴的不同部分。例如，在钻头头部中形成的锁定凹穴的体积与在钻头的柄中形成的锁定凹穴的体积的比率可以在具有下限值、上限值或下限值和上限值的范围内，包括20:80、30:70、40:60、50:50、60:40、70:30、80:20或其间的值中的任一者。在其他实施方案中，所述比率可以小于20:80或大于80:20。此外，可以在钻头的钻头头部和柄零件之间形成不同形状的锁定凹穴，例如，锁定凹穴界定非圆柱形空间，此类凹穴具有矩形、椭圆形、梯形、泪珠形或其他横截面形状。在一些实施方案中，横截面形状的大小或形状可以在凹穴的长度上变化。

当钻头头部512配合到柄514(例如，通过使用螺纹连接部)时，由钻头头部512界定的刀片520的部分可以与由柄514界定的刀片520的部分对准。此对准还可以对准界定锁定凹穴527的钻头头部512和柄514的部分。随后可以将锚定元件528定位在锁定凹穴527中，并且所述锚定元件可以具有在锁定凹穴527内配合的尺寸。举例来说，锚定元件528可以具有基本上等于锁定凹穴527的内径的外径，并且具有足以允许将锚定元件插入到锁定凹穴527中的公差。通过将锚定元件528装配到锁定凹穴527中从而界定与锚定元件528的形状对应的空间，锚定元件528可以约束并且潜在地防止钻头头部512与柄514之间的旋转移动。

此外，锚定元件可以由能够承受钻头头部与柄之间的旋转负荷的材料形成。形成锚定元件的合适的材料可以包括(例如)碳化钨或其他碳化物材料，其中形成锚定元件的材料可以至少与形成钻头头部512和柄514的刀片520的材料一样硬或比所述材料更硬。在一些实施方案中，锚定元件528可以用作保径保护元件，并且可以包括碳化钨插入件、PDC切削齿、金刚石孕镶插入件，或具有可以等于或大于刀片520的耐磨性的耐磨性的其他元件。

锚定元件还可以具有能够承受钻头头部与柄之间的旋转负荷的横截面形状(沿着垂直于锚定元件的纵轴的横截面)。举例来说，在图5中示出的实施方案中，锚定元件528可以具有圆形横截面形状。锚定元件可以具有如本文论述的其他横截面形状。

对应形状的一个或多个锁定凹穴和锚定元件可以沿着钻头的外表面定位在钻头头部和柄的界面处(例如，定位在刀片520的保径部分处、刀片520之间的排屑槽内等)。当组装好时，对应的锁定凹穴和锚定元件可以共享中心纵轴，并且可以沿着垂直于锁定凹穴和锚定元件的中心纵轴的横截面具有基本上相同的横截面轮廓。锁定凹穴和对应的锚定元件的横截面轮廓的大小和形状可以被设计成当钻头头部和/或柄经受旋转力时(例如，在钻孔或钻头的其他用途期间)向钻头的钻头头部和柄提供相对的负荷。例如，锚定元件可以向由钻头的钻头头部和柄形成的锁定凹穴的侧壁提供相对的负荷，其中相对的负荷可以抑制或者甚至防止钻头头部和柄相对于彼此旋转(进而抑制或者甚至防止钻头头部从柄松脱)。

可以将锁定凹穴527形成为允许从多个方向中的任一者插入锚定元件528。如图5中所示，例如，可以从刀片或保径垫的向外、面向地层的表面中的开口将锚定元件528插入到锁定凹穴527中。在此实施方案中，锁定凹穴527可以大体上朝向钻头500的纵轴沿径向向内延伸。然而，在其他实施方案中，可以将锁定凹穴527形成为允许在其他方向上插入。可以替代地(或者另外)将凹穴形成为在刀片520的前面或后面中界定开口，如在图5中示出的虚线圆所反映。在这些实施方案中，可以将锚定元件528插入穿过刀片520的前面或后面，并且凹穴可以围绕钻头500的纵轴在大体上周向方向上延伸。

继续参考图5，钻头500可以进一步具有在刀片520中形成的多个凹穴521、522。凹穴521、522可以包括沿着刀片520的保径区526中的外表面形成的保径凹穴522，和沿着刀片520的肩区和鼻区中的外表面形成的切削齿凹穴521。可以将切削元件定位和紧固在凹穴521、522(例如，通过钎焊、压入配合或使用机械紧固件)中，以向刀片520提供切削动作和/或磨损保护。举例来说，可以将多个保径元件530定位在刀片520的保径区526的外表面上的保径凹穴522中，并且可以将多个PDC切削齿532紧固在切削齿凹穴521中。应注意，锁定凹穴527可以是在保径区526中的外表面处形成的特定类型的保径凹穴522，但所述保径凹穴部分由钻头头部112形成并且部分由柄114形成，如本文论述。

可以通过将钻头头部和柄形成为单独的零件并且将钻头头部附接到柄来形成根据本公开的实施方案的钻头。钻头头部可以是：固定切削齿钻头，其中每个刀片是固定切削齿；混合钻头，其包括辊锥和固定刀片；孕镶钻头或其他类型的钻头。示例性钻头可以在钻头面处具有一个或多个刀片，所述一个或多个刀片在钻头头部的与钻头面相对的端部处沿径向向外延伸到钻头和柄连接部的保径。柄可以形成为在柄的第一轴端处具有钻头头部连接部，并且在与第一轴端相对的柄的第二轴端处具有钻头连接部。钻头头部和柄可以(例如)通过将钻头头部旋拧到柄而联接在一起以形成钻头，其中柄连接部和钻头头部连接部各自是螺纹连接部。与柄成一体或连接到柄的钻头连接部也可以是螺纹连接部。在将钻头头部旋拧到柄的方法中，在钻头头部上形成的柄连接部和在柄上形成的钻头头部连接部可以具有对应成形的螺纹，所述螺纹可以在将钻头头部旋拧到柄时互锁。

钻头头部部件和柄部件可以由相同或不同的材料形成。举例来说，钻头头部和柄可以由钢、钛、金属基体材料或另一种材料形成。在其他实施方案中，钻头头部可以由至少一种基体材料(例如，碳化钨)形成，并且柄可以由与钻头头部的基体材料不同的材料(例如，不同的金属基体材料、钢或钛)形成。在一些实施方案中，钻头头部或柄可以由多种材料形成。举例来说，例如过渡金属碳化物等基体材料可以形成钻头头部的钻头面部分的至少部分，并且钢或钢和过渡金属碳化物的混合物可以形成钻头头部的螺纹连接部分的至少部分。同样地，在一些实施方案中，柄可以由多种类型的材料形成，例如，在柄的第一轴端处的相对较硬的钢和在柄的第二相对的轴端处的相对较软的钢。通过使用不同类型的材料形成钻头头部和柄的部分，钻头头部的柄连接部和柄的钻头头部连接部可以由具有相对更接近的材料性质(例如，相对更接近的膨胀系数或相对更接近的韧性)的材料形成，这可以向钻头提供在钻头头部与柄之间的更好的连接，同时还允许钻头的轴端由适合于它们的既定用途的材料形成(例如，较硬和/或较耐磨的材料用于形成钻头的切削端，并且较软的材料用于形成根据API或其他螺纹连接标准的钻头连接部)。

图6和图7分别是根据本公开的一些实施方案而形成的钻头头部600的实例的侧视图和横截面视图。钻头头部600包括钻头面部分610和螺纹连接部分615。钻头面部分610可以形成可以在钻孔期间接触和啮合地层的钻头面602，并且螺纹连接部分615可以形成连接部。

多个间隔开的刀片620形成在钻头头部600的钻头面部分610周围。刀片620跨越钻头面沿径向延伸并且沿着钻头面部分610的轴向长度沿轴向延伸。刀片620以不同的周向/方位角位置端接在钻头600的周边周围。锁定凹穴627的一部分可以形成于刀片620的外表面的轴端处。当钻头头部600上的锁定凹穴627的部分与柄上的锁定凹穴的另一部分对准时(参看图8)，可以将锚定元件插入到锁定凹穴中。此外，可以沿着刀片620的外表面形成多个切削齿凹穴621，所述多个切削齿凹穴可以接纳切削齿(例如，平坦或非平坦的PDC切削齿)。

钻头头部600的螺纹连接部分615可以具有大体上圆柱形形状或截头锥体形状。如所示，螺纹连接部分615具有呈锥形并且沿着钻头头部600的中心轴604从接近钻头头部612的钻头面部分610的地方逐渐减小到螺纹连接部分615的相对轴端的直径603。此外，具有一个或多个螺纹起始部的螺纹617可以成螺旋形地缠绕在螺纹连接部分周围并且沿着螺纹连接部分615的轴向长度沿轴向缠绕。

可以形成穿过钻头头部600的内部并且基本上延伸钻头头部600的整个轴向长度的流体通道640。在所示出的实施方案中，流体通道640可以包括延伸穿过钻头头部的螺纹连接部分615的中央流体通道，和从所述中央流体通道延伸穿过钻头头部的钻头面部分610的一个或多个流体通道分支。流体通道分支可以延伸到钻头面602处(例如，在钻头面602的刀片之间的排屑槽中)的喷嘴开口642。在操作中，流过钻柱的钻孔流体可以进入制成的钻头的中央流体通道并且被引导穿过所述中央流体通道。流体可以从钻头的喷嘴外流过钻头，其中钻孔流体可以冷却钻头并且引导钻屑远离钻头面602。

图8和图9分别是柄800的实例的侧视图和横截面视图。柄800可以包括钻头部分814和连接部分830。连接部816可以形成为钻头部分814中的套筒连接部，并且在柄800的第一轴端802处开放。连接部816可以被配置成联接到钻头头部的销连接部(例如，图7的螺纹连接部分615)。连接部分830是在与第一轴端802相对的柄800的第二轴端804处形成的螺纹钻头连接部。具有一个或多个螺纹起始部的螺纹832可以成螺旋形地在连接部分830周围延伸并且沿着连接部分830的长度沿轴向延伸。连接部分830可以是销连接部或套筒连接部。

流体通道840从第二轴端804处的开口沿轴向延伸穿过柄800到达钻头头部连接部816的基底处的开口。当柄800连接到钻头头部时，流体通道840可以与延伸穿过钻头头部的流体通道成流体连通。

柄800的钻头部分814可以具有以不同的间隔开的周向/方位角位置在柄800的周边周围形成的多个保径垫820。当连接到钻头头部时，保径垫820可以与在钻头头部上形成的刀片对准，并且对准了的保径垫任选地形成刀片的保径区的部分826。此外，锁定凹穴827的一部分可以形成于保径垫820的外表面中，其中所述保径垫端接在柄的第一轴端802处。当连接到钻头头部时，锁定凹穴827的部分可以与形成于钻头头部上的刀片的外表面中的锁定凹穴的另一部分对准。一旦钻头头部和柄上的锁定凹穴的部分经过对准，就可以将锚定元件旋拧、放置或以其他方式插入到锁定凹穴中，以抑制钻头头部与柄之间的相对旋转。

在所示出的实施方案中，用于联接到钻头头部的连接部816从柄800的第一轴端802延伸轴向距离进入柄800的内部中。连接部816所延伸的轴向距离可以大于保径垫820的轴向长度，使得钻头头部连接部816的一部分沿轴向不与保径垫820重叠。在一些实施方案中，螺纹连接部816可以从柄的第一轴端延伸轴向距离，所述轴向距离等于或小于从柄的第一轴端延伸的保径垫的轴向长度。

此外，在所示出的实施方案中，用于联接到钻头头部的连接部816的轴向长度大于螺纹钻头连接部830的轴向长度。在一些实施方案中，形成于柄800中的连接部816的轴向长度可以等于或小于钻头连接部830的轴向长度。在钻头头部与柄之间形成螺纹连接部的螺纹的大小和间距可以与形成到达钻柱的连接部的螺纹的大小和间距相同或不同，并且在一些实施方案中可以在弯曲期间提供不同的连接强度或提供不同的密封表面积。举例来说，与在螺纹钻头连接部上提供的螺纹相比，可以在钻头头部与柄之间的螺纹连接部上提供相对较大的螺纹，其中相对较大的螺纹可以承载更大的转矩。根据一些实施方案，钻头头部与柄之间的螺纹连接部可以强于钻头与钻柱之间的螺纹钻头连接部，因此当在使用期间的力使钻头出故障时，钻头与钻柱之间的钻头连接部会在钻头头部与柄之间的连接部之前出故障。

根据本公开的实施方案，钻头头部可以通过在具有钻头头部的一般阴性形状的模具中模制所述部件而形成。举例来说，可以提供具有钻头头部的一般阴性形状的模具，其中切削齿坯件可以沿着模具定位在将要形成切削齿凹穴和/或锁定凹穴的位置，并且位移沿着模具定位在喷嘴或流体通道的区域中。基体材料可以与金属粘结剂混合并且置于模具中。用于形成钻头头部的合适的基体材料可以包括(例如)过渡金属碳化物，例如粗晶或铸造碳化钨、碳化钛或碳化钽，以及渗碳或烧结的碳化钨。合适的金属粘结剂可以包括(例如)钴、铁、镍和其合金、铜以及铜与镍、锰、锌、锡或其组合的合金。在将基体材料混合物中的颗粒灌注或以其他方式置于模具中之后，可以将混合物加热到恰好在金属粘结剂的熔点以下的点，并且可以通过扩散结合或通过液相材料运输而在金属粘结剂与基体材料之间形成结合，从而烧结基体材料混合物以形成钻头头部。

在一些实施方案中，可以将基体材料装载到钻头头部的模具中，其中可以将金属粘结剂的小块或立方体放置在模具中的基体材料的相邻处。可以将模具和其内含物放置到熔炉中以将金属粘结剂加热到其熔点。通过毛细管作用和重力，熔化的金属粘结剂使金属粘结剂浸润到模具中，从而将模具的内含物粘结在一起。在一些实施方案中，可以通过对钢、钛或某一其他金属或金属合金进行机械加工来形成钻头头部。在其他实施方案中，可以通过直接的3D打印或其他增材制造来形成钻头头部。例如，可以通过使用激光、电子束等熔化(烧结)在一起的碳化钨和粘结剂逐层地打印钻头头部。在其他情况下，可以使用合成粘结剂(聚合物、有机物等)来打印钻头头部以首先形成生坯，并且可以使用后续的浸润过程来引入金属或其他粘结剂材料。

根据本公开的实施方案，可以通过提供钢块并且将柄的特征机械加工于所述钢块中来形成柄。举例来说，可以通过移除保径垫所处的钢块的周边周围的周向位置之间的钢部分而将多个间隔开的保径垫机械加工于钢块中(其中保径垫之间的剩余空间可以被称为排屑槽)。此类机械加工过程可以在保径垫之间产生排屑槽。当在将柄连接到钻头头部之前机械加工出排屑槽时，排屑槽和保径垫的大小和位置可以被设计成与在钻头头部周围形成的刀片的大小和位置相对应，使得当将柄连接到钻头头部时，钻头头部周围的刀片与柄周围的保径垫对准。在一些实施方案中，可以从钢块机械加工出排屑槽，用于在将柄连接到钻头头部之后形成保径垫。当在将柄连接到钻头头部之后机械加工出排屑槽时，可以从柄机械加工出排屑槽，以形成周向间距和宽度与在钻头头部上形成的刀片相对应的保径垫。根据一些实施方案，可以通过其他方式产生柄，例如通过如本文结合钻头头部的制造而论述的模制或增材制造方法。

根据其中通过增材制造方法来形成钻头头部、柄或钻头头部和柄两者的一些实施方案，可以将组合物逐层沉积为钻头或柄的三维结构。通过增材制造来沉积材料组合物的方法可以使用增材制造沉积装置，其中可以通过一个或多个供料器从所述沉积装置沉积每个层。可以根据部件的横截面图案来沉积材料的每个连续沉积的层，从而建立所述部件的三维几何形状。

可以在沉积之前使用软件建模程序(例如，计算机辅助设计(“CAD”)系统)来设计每个层的材料组合物以及每个层的物理设计参数(例如，每个层的外部周边的形状、每个层的面积以及每个层的厚度)。举例来说，根据本公开的实施方案，一种制作钻头头部和/或柄的方法可以包括：使用软件建模程序对所述部件进行建模(其中所述部件模型可以具有所设计的组合物(包括轴向梯度组合物)和所设计的物理参数(例如，形状和大小))；将所述部件模型分割成多个平面；以及将所述平面的组合物映射成网格图案。可以根据网格图案来沉积在沉积过程期间沉积的每个层以建立三维部件。

增材制造可以允许通过在指定区中沉积选定材料的相继层或连续层来形成钻头头部和/或柄。在一些实施方案中，一种制造钻头头部和/或柄的方法包括：在衬底上沉积第一层；以及沉积至少部分邻近于所述第一层的多个相继层。在一个或多个实施方案中，多个相继层的至少一部分是由与相邻层的相邻部分相同的材料混合物或组合物制成，但本公开不限于此，并且可以包括具有不同的材料混合物和/或组合物的相邻层。在一些实施方案中，可以使用有机粘结剂或粘合剂来粘结在制造过程期间在层中沉积的组合物，之后烧结所述层。在一些实施方案中，有机粘结剂或粘合剂可以在通过沉积装置沉积之前混合于材料组合物内，所述有机粘结剂或粘合剂可以通过沉积装置的单独的供料器施加，并且与剩余的材料组合物同时施加，或者可以在剩余的材料组合物的层之间沉积有机粘结剂或粘合剂的层。在一些实施方案中，当与材料组合物分开地施加时，可以通过沉积装置将有机粘结剂或粘合剂的布置选择性地置于所沉积的材料组合物的一些特定区域处，并且置于所沉积的材料组合物的少于所有区域中。

在一个或多个实施方案中，用于钻头部件的增材制造过程可以通过以下操作开始：取得所述部件的CAD模型，并且使用计算机辅助接口来确定其在增材制造仪器的“构造框”(还被称为发生材料沉积的衬底或区域)内的放置。在一些实施方案中，钻头头部和/或柄的多个CAD模型可以排列在构造框内，以通过在同一沉积会话期间完成多个部件来使增材制造过程的效率最大化。增材制造过程随后可以进行到在增材制造仪器的整个构造框中沉积注定要形成所述部件的材料组合物的层。

可以任选地将粘结剂或粘合剂施加到构造框的特定区域，其中确定将CAD模型置于所述构造框的初始设置中。在一些实施方案中，可以通过喷涂粘合剂或粘结剂来实现所述将粘合剂或粘结剂施加到构造框的特定区域。在施加粘合剂或粘结剂之后，可以在增材制造仪器的整个构造框中将材料组合物的另一层分层，并且可以在新的材料组合物层的指定区域上施加粘结剂或粘合剂以形成所述部件的第二层。可以重复所述在整个构造框中将材料组合物分层并且紧接着将粘结剂或粘合剂施加到指定区域的过程，直到沉积了形成所述部件的每个层为止。在其他实施方案中，不是在进一步处理之前在相邻的所沉积的层之间使用粘合剂来将组件保持在一起，而是可以在沉积每个层时烧结每个层。随后可以从构造框收获或移除所述部分以供进一步处理或者作为成品的钻头头部和/或柄。

进一步处理可以包括清洗所述部件以移除松散地连接或另外未粘结到所述部件的任何材料组合物、对螺纹或其他组件进行机械加工、抛光所述部件等。在一些实施方案中，进一步处理可以包括对所述部件进行加热以辅助将所述部件固化和固结为具有其既定功能的固体和适合地粘结在一起的质量。在一些实施方案中，通过增材制造过程形成的部件可以经历浸润过程，这进一步增强了材料组合物的结合。

当通过增材制造打印钻头头部和/或柄时，可以通过增材制造来沉积不同材料以形成穿过所述部件的一个或多个材料梯度。增材制造可以允许近颗粒水平下的梯度组合物，使得梯度组合物可以在梯度组合物的至少一部分中具有组合物的连续或近连续的变化。如本文所使用，梯度组合物是指组合物中的一种或多种材料沿着梯度的逐步增加或减小的量(按百分比的组合物计)。变化量可以取决于(例如)梯度组合物区的组合物(例如，包括颗粒大小、材料类型)和大小。梯度可以具有连续增加/减小的组合物、逐步增加-减小的组合物等。

钻头头部和/或柄的组合物可以包括耐磨或耐蚀材料中的一者或多者，例如过渡金属碳化物(例如，碳化钨)、金属粘结剂和钢，其中材料的不同组合和不同量的材料可以分布在所述部件的不同区中。举例来说，形成钻头面的钻头头部的一部分可以由至少一种基体材料(例如，碳化钨)形成，并且钻头头部的螺纹连接部分可以由钢形成。

在一些实施方案中，可以使用第一材料打印或以其他方式形成钻头头部的钻头面，并且可以使用第二材料打印用于联接到柄的钻头头部的连接部分，其中所述第一材料比所述第二材料更硬或更耐磨或耐蚀。举例来说，形成钻头头部的钻头面部分的组合物可以包括碳化钨与金属粘结剂的混合物，而没有钢，而钻头头部的螺纹连接部分可以具有包括钢的没有碳化钨(或者较少量的碳化钨)的组合物。在一些实施方案中，可以使用第一材料打印或以其他方式形成柄的钻头头部连接部分，并且可以使用第二材料打印或以其他方式形成柄的钻头连接部分，其中所述第二材料具有比所述第一材料更大的韧性。举例来说，形成柄的将要连接到钻头头部的第一端的组合物可以包括第一类型的钢，而柄的钻头连接部分可以具有比所述第一类型的钢(例如，工具钢)更具韧性的第二类型的钢的组合物。

根据本公开的实施方案的钻头头部和柄可以通过将钻头头部的柄连接部分插入到柄的钻头头部连接部分中而进行附接。钻头头部连接部和柄连接部可以具有在上面形成的对应的螺纹，其中可以将钻头头部连接部旋拧到柄连接部。钻头头部连接部的轴向长度可以基本上等于柄连接部的轴向长度，使得柄连接部的基底表面可以接触钻头头部连接部的基底表面，并且柄的肩表面可以接触钻头头部的肩表面，从而形成金属-金属或其他类似的密封表面。

举例来说，现在参看图10，提供根据本公开的一些实施方案的钻头200的横截面视图。钻头200包括附接到柄214的钻头头部212。钻头头部212具有柄连接部分，将所述柄连接部分旋拧到柄214的钻头头部连接部分中以通过螺纹连接部216来附接钻头头部212和柄214。钻头头部连接部和柄连接部可以具有基本上相等的轴向长度，使得柄连接部的基底表面220可以接触钻头头部连接部的基底表面222，并且柄的肩表面224可以接触钻头头部的肩表面226。

如所示，钻头头部连接部和柄连接部的基底表面220、222以及柄和钻头头部的肩表面可以沿径向延伸远离钻头的中心轴，其中所述基底表面和肩表面中的每一者形成径向或环形表面。在一些实施方案中，基底表面和/或肩表面可以垂直或几乎垂直于钻头的中心轴。然而，在其他实施方案中，预期所述表面还可以相对于所述中心轴不垂直。

如所示，一种或多种密封件230可以任选地在螺纹连接部216的相对的轴端中的一者或多者上定位在钻头头部212与柄214之间。密封件230可以定位在钻头头部212和柄214的径向表面之间，例如在图10中所示，或者一个或多个密封件可以在径向表面与沿轴向延伸的螺纹连接部分之间的拐角或弯头处。

在一些实施方案中，钻头头部连接部和柄连接部的基底表面自身可以彼此密封地啮合，和/或钻头头部和柄的肩表面自身可以彼此密封地啮合，以在钻头头部与柄之间的螺纹连接部的一个或两个轴端处在钻头头部与柄之间形成一个或多个密封。

根据本公开的一些实施方案，将钻头头部附接到柄可以包括：将柄的肩部钎焊、焊接或以其他方式紧固到钻头头部的肩部。举例来说，可以在将钻头头部的柄连接部分插入到柄的钻头头部连接部分中之前将钎焊材料施加到钻头头部的肩表面和/或柄的肩表面。当钎焊材料夹在钻头头部和柄的肩表面之间时，可以对钎焊材料进行加热以将钻头头部钎焊到柄。合适的钎焊材料可以包括(例如)铝、锌、银和/或基于铜的合金。

图11和图12分别是根据本公开的一些实施方案的钻头300的一部分的俯视图和透视图。钻头300包括柄310，所述柄具有在柄310的周边周围的不同周向位置处间隔开并且从柄310的第一轴端302沿轴向延伸的多个保径垫320。保径垫320具有沿径向延伸远离柄的中心轴的柄肩表面322并且位于柄310的第一轴端302处。锁定凹穴330的一部分形成于保径垫320的柄肩表面322中的每一者中，其中锁定凹穴330的部分从保径垫320的外表面延伸径向距离，并且从柄肩表面322沿轴向向柄中延伸某一深度。在一些实施方案中，锁定凹穴的一部分可以形成于每个保径垫肩表面中，或者形成于少于所有保径垫肩表面中。在图11和图12中，钻头连接部形成于与第一轴端302相对的柄的第二轴端304处。

图13和图14分别是根据本公开的实施方案的钻头400的另一部分的仰视图和透视图。钻头400包括钻头头部410，所述钻头头部具有在钻头头部410的周边周围的不同的周向/方位角位置处间隔开的多个刀片420。刀片420可以从钻头400的中心轴处或附近的位置跨越钻头面沿径向延伸，并且沿着钻头头部周边沿轴向延伸，以端接在钻头头部肩表面422处。锁定凹穴430的一部分可以形成于刀片420的钻头头部肩表面422中的每一者中，其中锁定凹穴430的部分从刀片420的外表面朝向中心轴延伸径向距离，并且从钻头头部肩表面422向钻头头部410中延伸某一深度。在一些实施方案中，锁定凹穴的一部分可以形成于一些但不是所有的钻头头部肩表面中。

根据本公开的一些实施方案，柄310和钻头头部410可以形成为具有定位在柄310和钻头头部410的周边周围的相同周向/方位角位置的保径垫320和刀片420。此外，形成于保径垫和刀片处的肩表面322、422的大小和形状可以相同。在这些实施方案中，当将钻头头部410附接到柄310时，钻头头部肩表面422可以与保径垫肩表面322对准，并且可以在钻头头部410与柄310之间产生密封或啮合表面。

对准柄310和钻头头部410的保径垫320和刀片420可以进一步具有锁定凹穴330、430的对准的部分，使得锁定凹穴沿径向延伸穿过在保径垫和刀片的肩表面322、422之间的界面。可以将锚定元件插入到整个锁定元件中，以抑制或甚至防止柄310的对准的保径垫320与钻头头部410的刀片420之间的相对旋转。

在一些实施方案中，钎焊材料、焊接材料、粘合剂等可以位于在柄的肩表面与钻头头部的肩表面之间形成的间隙中。例如，可以对示例性钎焊材料进行加热以在肩表面之间流动，从而随后凝固并且将肩表面接合在一起。举例来说，图15示出实施方案，其中钻头头部910和柄920的一个或两个肩表面912、922可以具有凹进部分，使得当钻头头部910和柄920被组装在一起并且肩表面912、922定位成彼此面向时，可以在肩表面912、922的凹进部分之间形成深度足以允许钎焊材料装配在其间的间隙930。在一些实施方案中，在组装在一起的肩表面912、922之间形成的间隙930的范围可以是(例如)约0.25mm到约4mm。可以在钻头900的外表面905的附近处形成一个或两个肩表面912、922的凹进部分，而肩表面的内部部分可以在钻头头部910和柄920被组装在一起时彼此接触。在一个或多个实施方案中，凹进部分可以从距钻头中心的选定半径延伸到外表面905。举例来说，凹进的区可以从具有小于刀片之间的排屑槽的外表面的半径的半径的径向位置沿径向向外延伸。因此，凹进的区可以包括刀片和刀片之间的钻头主体。在一些实施方案中，锚定元件可以置于凹进部分中。可以使用将钻头头部910联接到柄920的具有或不具有钎焊或其他材料的锚定部分。

在一些实施方案中，可以通过使用增材制造(例如，电子束或激光熔化增材制造(其中电子束或激光在沉积材料时将所沉积的材料的层一起熔化))、粘结剂喷流或其他直接增材制造方法形成钻头头部和柄来提供钻头头部与柄之间的更准确的对准。举例来说，可以使用计算机软件程序将固定切削齿钻头建模，其中将钻头建模成具有根据本公开的实施方案的钻头头部和柄以及沿着钻头的长度沿轴向延伸的刀片。随后可以使用增材制造方法来形成所建模的钻头部分，其中增材制造方法可以允许对材料的受控和相对精确的沉积，以形成钻头部分的所建模的尺寸。因此，在成形的部分被组装在一起时，所述部分可以更准确地对准。

虽然已经关于有限数目的实施方案并且结合某些特征描述了本公开的实施方案，但受益于本公开的本领域技术人员将了解，可以设计不背离本公开的范围的其他实施方案。例如，可以按任何组合来组合不同实施方案的特征，除了所述特征互相排斥之外。因此，本公开和权利要求书的范围应包括所公开的实施方案以及现在已知或稍后发现的特征的组合，或所公开的概念的范围内的等效物。

Claims (20)

1.一种形成钻头的方法，所述方法包括：

形成钻头头部，所述钻头头部包括：

钻头面，所述钻头面具有多个刀片，所述多个刀片沿径向向外延伸并且界定所述钻头头部的保径部；以及

柄连接部，所述柄连接部处于所述钻头头部的与所述钻头面相对的端部处。

形成柄，所述柄包括：

钻头头部连接部，所述钻头头部连接部处于所述柄的第一端处，所述柄的所述第一端具有延伸到所述钻头头部的所述保径部的外径；以及

钻头连接部，所述钻头连接部处于所述柄的第二端处，所述第二端与所述第一端相对；以及

通过使用所述钻头头部的所述柄连接部和所述柄的所述钻头连接部将所述钻头头部附接到所述柄，其中将所述钻头头部附接到所述柄进一步包括将至少一个锚定元件插入穿过由所述钻头头部或所述柄中的至少一者界定的开口。

2.如权利要求1所述的方法，其中形成所述钻头头部包括通过增材制造来形成所述钻头头部。

3.如权利要求2所述的方法，其中通过增材制造来形成所述钻头头部进一步包括：

使用第一材料形成所述钻头面；以及

使用具有与所述第一材料不同的硬度的第二材料形成所述柄连接部。

4.如权利要求1所述的方法，其中形成所述柄包括：通过增材制造来形成所述柄。

5.如权利要求4所述的方法，其中通过增材制造来形成所述柄包括：

使用第一材料形成所述钻头头部连接部；以及

使用具有与所述第一材料不同的韧性的第二材料形成所述钻头连接部。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述柄的所述第一端的外表面中机械加工出排屑槽，并且因此界定与所述钻头头部的所述多个刀片中的一者或多者对应的一个或多个保径垫。

7.如权利要求1所述的方法，其中形成所述钻头头部包括：将第一材料置于所述钻头头部的模具中并且浸润所述第一材料。

8.如权利要求1所述的方法，其中插入至少一个锚定元件包括：将所述锚定元件装配到在所述钻头的外表面中形成于所述钻头头部与所述柄之间的锁定凹穴中；以及使所述至少一个锚定元件与所述钻头头部和所述柄两者的表面啮合。

9.如权利要求1所述的方法，其中将所述钻头头部附接到所述柄包括将所述柄的肩部钎焊或焊接到所述钻头头部。

10.一种钻头，所述钻头包括：

钻头主体，所述钻头主体包括：

钻头头部，所述钻头头部由至少一种基体材料形成；

柄，所述柄由不同于所述至少一种基体材料的柄材料形成；以及

螺纹连接部，所述螺纹连接部处于所述钻头头部与所述柄之间；

多个刀片，所述多个刀片从所述钻头主体沿径向向外延伸并且沿着所述钻头主体沿轴向延伸，所述多个刀片界定所述钻头的保径区；

锚定元件，所述锚定元件处于锁定凹穴中，所述锁定凹穴处于所述钻头的所述保径区中并且处于所述钻头头部与所述柄之间的界面处；以及

钻头连接部，所述钻头连接部联接到所述钻头主体。

11.如权利要求10所述的钻头，所述螺纹连接部包括统一螺纹。

12.如权利要求10所述的钻头，进一步包括：

钎焊或焊接材料，所述钎焊或焊接材料处于所述柄的肩部与所述钻头头部之间。

13.如权利要求10所述的钻头，进一步包括：

至少一个密封件，所述至少一个密封件处于所述钻头头部的径向表面与所述柄的径向表面之间。

14.如权利要求10所述的钻头，沿着所述柄延伸的所述刀片的所述保径区的外表面包括至少一个切削元件或保径元件。

15.一种钻头，所述钻头包括：

钻头主体，所述钻头主体包括：

钻头头部；

柄；以及

螺纹连接部，所述螺纹连接部被配置成将所述钻头头部紧固到所述柄；

多个刀片，所述多个刀片从所述钻头主体的中心轴沿径向向外延伸，所述刀片的外表面界定保径区，所述多个刀片是由所述钻头头部上和所述柄上的单独部分形成，所述柄上的所述刀片的部分形成大于50％的所述保径区的长度；以及

钻头连接部，所述钻头连接部联接到所述钻头主体的所述柄。

16.如权利要求15所述的钻头，进一步包括：

钎焊或焊接材料，所述钎焊或焊接材料处于所述柄的肩部与所述钻头头部的肩部之间。

17.如权利要求15所述的钻头，所述钻头头部的钻头面是由至少一种基体材料形成，并且所述钻头头部的螺纹连接部分是由钢形成。

18.如权利要求15所述的钻头，进一步包括：

密封件，所述密封件在所述螺纹连接部的至少一个轴端上处于所述钻头头部与所述柄之间。

19.如权利要求15所述的钻头，所述钻头连接部包括具有比所述螺纹连接部的螺纹的螺距更小的螺距的螺纹。

20.如权利要求15所述的钻头，所述柄上的所述刀片的所述部分的轴向长度大于所述钻头头部的钻头面部分的轴向长度。