CN202900050U - 一种孕镶金刚石井壁取芯钻头 - Google Patents

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王野梁
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China National Offshore Oil Corp CNOOC
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China Oilfield Services Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种孕镶金刚石井壁取芯钻头,包括钢体、胎体、金刚石,胎体包括工作层和非工作层,胎体的工作层通过胎体的非工作层与钢体固定连接,胎体的工作层上形成切削体,金刚石烧结在胎体的工作层内,胎体的工作端面上沿钻头转动的方向上设置有凹槽,凹槽将胎体的工作端面分割为两个切削刃。本实用新型的孕镶金刚石钻头的工作端面被分割为两个切削刃,能有效提高钻头的切削性能,硬度适中的钻头胎体,使得金刚石磨粒随着胎体磨损的增加而不断露出胎体,并立即参与岩层的切削,提高取芯作业时效性。

Description

一种孕镶金刚石井壁取芯钻头
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种钻头,具体地,涉及一种孕镶金刚石井壁取芯钻头。
背景技术
[0002] 现在的旋转井壁取芯器使用的钻头均为表镶金刚石钻头,这类钻头在使用的时候存在局限性。由于参与切削的金刚石磨粒只镶嵌在钻头胎体的表面,当其在钻取坚硬岩层时,随着取芯作业时间的增加,参与切削的金刚石磨粒会被严重磨损,其数量也会随着胎体的磨损而越来越少,直至最后金刚石磨损耗尽,取芯作业随之停止。
实用新型内容
[0003] 为了解决上述技术问题,本实用新型公开了一种双切削刃的孕镶金刚石井壁取芯钻头。
[0004] 本实用新型公开的孕镶金刚石井壁取芯钻头,包括钢体、胎体、金刚石,所述胎体包括工作层和非工作层,所述胎体的工作层通过所述胎体的非工作层与所述钢体固定连接,所述胎体的工作层上形成切削体,所述金刚石烧结在所述胎体的工作层内,所述胎体的工作端面上沿钻头转动的方向上设置有凹槽,所述凹槽将所述胎体的工作端面分割为两个切削刃。
[0005] 较佳地,所述凹槽的截面为三角形或矩形。
[0006] 较佳地,所述孕镶所述胎体的工作层上设置有水口,所述水口的数目为3-10个。
[0007] 较佳地,所述水口的数目为6个。
[0008] 较佳地,所述表镶金刚石钻头的内径为25mm,夕卜径为33-35. 8mm。
[0009] 较佳地,所述胎体为硬质金属材质胎体。
[0010] 较佳地,所述胎体为鹤基材胎体或铜基材胎体。
[0011] 较佳地,
[0012] 所述金刚石为500克拉/粒、水口的数目为6个,钻头的内径为25臟,外径为33mm、胎体为铜基材胎体,或者,
[0013] 所述金刚石为500克拉/粒、水口的数目为10个,钻头的内径为25mm,外径为35. 8mm、胎体为铜基材胎体。
[0014] 本实用新型的孕镶金刚石钻头的工作端面被分割为两个切削刃,能有效提高钻头的切削性能,硬度适中的钻头胎体,使得金刚石磨粒随着胎体磨损的增加而不断露出胎体,并立即参与岩层的切削,提高取芯作业时效性。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型实施例中孕镶金刚石井壁取芯钻头结构示意图。
具体实施方式[0016] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0017] 本实用新型公开的一个实施例中,提供了一种孕镶金刚石井壁取芯钻头,包括钢体1、胎体2和金刚石3,胎体2包括工作层和非工作层,胎体2的工作层通过胎体2的非工作层与钢体I固定连接,胎体2的工作层形成切削体,金刚石3烧结在胎体2的工作层内,胎体2的工作端面上沿钻头转动的方向上设置有凹槽4,凹槽4将胎体2工作端面切割成两个切削刃。
[0018] 在孕镶金刚石井壁取芯钻头中,胎体2的工作端面形状与钻头的切削性能有直接关系,胎体2的工作端面为平面或者接近平面时,钻头的切削性能会变弱,使钻头不能适用于硬度较大的岩层,相反,胎体2的工作端面尖利时,会减弱钻头的抗冲击能力,在钻取较硬的岩层时,胎体2的工作端面可能断裂而造成钻头无法工作,影响工作效率,而且尖利的齿冠磨损较快,影响钻头的切削性能。本实施例中的胎体2的工作端面上设置凹槽4,凹槽4将胎体2工作端面形成两个切削刃,双切削刃能够增强钻头的切削性能,而且在某一个切削刃断裂时,另一个仍能正常工作,提高了工作效率。
[0019] 本实施例中凹槽4的形状可以为三角形、矩形或者其他形状,本实用新型不限定凹槽4的截面形状。
[0020] 钻头的水口 5数目与钻头钻取的地层结构和硬度有关,当用于软地层或者中等硬度的地层时,由于钻头的工作面比较小,钻头钻进时速度比较快,岩层的碎屑多而粗,水口 5可以宽而少,但是对于硬度较大的地层时,由于钻头的工作面大,水口 5应该多而密,为了避免钻头的水口 5数量过少而不能适应较硬岩层的问题,本实施例中水口 5的数量为3-10个,当钻取软地层或者中等硬度的地层时,水口 5的数目可以选为3-6个,当钻取硬度较大的地层时,水口 5的数目可以选为6-10个。
[0021] 本实用新型并不限定水口的形状,本实施例中,水口 5为楔形,设置于切削体的工作端面之间,可以有效提高水口 5的排屑能力,而且,水口 5延圆周辐射方向可以与胎体2的工作层的工作端面的直径成一定角度,促进冲洗液对胎体5工作层端面的冲蚀作用。
[0022]目前由于旋转井壁取芯仪器取出的岩芯要求是一定的,最大直径一般为25_,所以钻头的内径只要能满足这个要求即可。但是外径的大小则是需要根据具体情况而定的。例如,在钻取相同的地层并在钻压一定而且内径一定情况之下,外径越大,切削面积就越大,则取芯遇到的阻力也越大;外径越小,切削面积就越小,则取芯遇到的阻力也越小。在本实用新型公开的一个实施例中,外径为33-35. 8_。当钻取较硬的岩层时,外径可以选为33_,此时,钻头取芯时遇到的阻力较小,钻进的速度较快,当钻取松软或者中等硬度的岩层时,外径可以选为35. 8_。
[0023] 胎体2为金刚石的载体,钻头的工作能力在很大程度上取决于胎体2的材质,胎体2要有合适的强度、抗冲击韧性,特别是硬度与耐磨性要与所钻岩层性质相适应,同时要有利于胎体磨损时孕镶金刚石磨粒的不断露出,对于本实用新型的实施例孕镶钻头来说,钻头的胎体2选用了铜材质的胎体。
[0024] 基于上述的描述,本实用新型的实施例列举但不限于以下两种孕镶金刚石钻头:
[0025] 金刚石为500克拉/粒、水口的数目为6个,钻头的内径为25mm,外径为33mm、胎体为铜基材胎体,或者,
[0026] 金刚石为500克拉/粒、水口的数目为10个,钻头的内径为25mm,外径为35. 8mm、胎体为铜基材胎体。
[0027] 上述的金刚石可以选用自然金刚石或者人造金刚石,考虑到成本问题,优选采用人造金刚石。
[0028] 虽然本实用新型所揭露的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式,并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员,在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本实用新型的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1. 一种孕镶金刚石井壁取芯钻头,其特征在于:包括钢体、胎体、金刚石,所述胎体包括工作层和非工作层,所述胎体的工作层通过所述胎体的非工作层与所述钢体固定连接,所述胎体的工作层上形成切削体,所述金刚石烧结在所述胎体的工作层内,所述胎体的工作端面上沿钻头转动的方向上设置有凹槽,所述凹槽将所述胎体的工作端面分割为两个切削刃。
2.如权利要求1所述的孕镶金刚石井壁取芯钻头,其特征在于:所述凹槽的截面为三角形或矩形。
3.如权利要求1所述的孕镶金刚石井壁取芯钻头,其特征在于:所述孕镶所述胎体的工作层上设置有水口,所述水口的数目为3-10个。
4.如权利要求3所述的孕镶金刚石井壁取芯钻头,其特征在于:所述水口的数目为6个。
5.如权利要求1所述的孕镶金刚石井壁取芯钻头,其特征在于:所述表镶金刚石钻头的内径为25mm,外径为33-35. 8_。
6.如权利要求1所述的孕镶金刚石井壁取芯钻头,其特征在于:所述胎体为硬质金属材质胎体。
7.如权利要求6所述的孕镶金刚石井壁取芯钻头,其特征在于:所述胎体为钨基材胎体或铜基材胎体。
8.如权利要求1所述的孕镶金刚石井壁取芯钻头,其特征在于:所述金刚石为500克拉/粒、水口的数目为6个,钻头的内径为25mm,外径为33mm、胎体为铜基材胎体,或者,所述金刚石为500克拉/粒、水口的数目为10个,钻头的内径为25mm,外径为35. 8mm、胎体为铜基材胎体。
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CN110344768A (zh) * 2019-05-27 2019-10-18 中国地质大学(武汉) 一种基于3d打印的热沉取心金刚石钻头及其制备方法

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