CN204212699U - 孕镶金刚石钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种孕镶金刚石钻头。所述孕镶金刚石钻头包括钻头本体和钻头胎体，所述钻头本体为空心圆柱体，所述钻头本体的一端面通过烧结方式连接所述钻头胎体的一端面，所述钻头胎体的另一端面沿径向方向设有多圈环状凸齿，所述相邻两圈环状凸齿之间设有凹槽，所述多圈环状凸齿沿径向方向开设有过水槽和齿槽，所述钻头胎体孕镶有多晶体金刚石颗粒。本实用新型提供的钻头具有钻进效率高、可低压低转速钻进、保径效果好、使用范围广及钻头使用寿命长等优点。

Description

孕镶金刚石钻头

技术领域

本实用新型涉及一种用于地质勘探的钻头，尤其涉及一种适用于硬和强研磨性岩层的孕镶金刚石钻头。

背景技术

孕镶金刚石钻头是把较细的金刚石均匀的分布到钻头胎体中，这种钻头配有不同硬度的胎体，可以钻进各种硬度的岩石，特别是钻进中等硬度以上的岩石。目前孕镶金刚石钻头适用范围广，是地质勘察、水利、石油勘探等领域最常用的钻头之一。虽然孕镶金刚石钻头能担负坚硬岩层的钻进工作，但是也存在以下问题：

一、当遇到硬和弱研磨性岩层时，孕镶金刚石钻头时常出现打滑现象，导致进尺缓慢甚至不进尺，常常在钻进过程中浪费大量时间和钻头，其原因是金刚石在钻进的时间内很快被磨钝，不能有效切削岩层，或是钻头胎体在少岩块或无岩块情况下不能及时磨损金刚石出露；

二、当遇到硬和强研磨性岩层时，时常出现钻头胎体磨损太快，导致钻头寿命太低，其原因是岩块对钻头胎体磨损严重，使还没有磨损破裂的金刚石颗粒过早失去包裹而脱落，而脱落的金刚石又加剧钻头胎体的磨损。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种钻进效率高、保径效果好，且钻头使用寿命长的孕镶金刚石钻头。

本实用新型提供的孕镶金刚石钻头，包括钻头本体和钻头胎体，所述钻头本体为空心圆柱体，所述钻头本体的一端面通过烧结方式连接所述钻头胎体的一端面，所述钻头胎体的另一端面沿径向方向设有多圈环状凸齿，所述相邻两圈环状凸齿之间设有凹槽，所述多圈环状凸齿沿径向方向开设有过水槽和齿槽，所述过水槽与所述齿槽呈间隔排列，所述钻头胎体孕镶有多晶体金刚石颗粒。

在本实用新型提供的钻头的一种较佳实施例中，所述凸齿的横截面形状为圆弧形。

在本实用新型提供的钻头的一种较佳实施例中，所述过水槽连通所述空心圆柱体钻头本体的内腔和外侧。

在本实用新型提供的钻头的一种较佳实施例中，所述凹槽深度为所述凸齿高度的20％～100％之间的任意值。

相较于现有技术，本实用新型提供的孕镶金刚石钻头的结构设计科学合理，所述孕镶金刚石钻头包括形状为空心圆柱体的钻头本体，以及沿所述钻头本体端部环形平面烧结在一起的钻头胎体，所述钻头胎体的端面沿径向方向设有多圈环状凸齿，所述相邻两圈环状凸齿之间设有凹槽，所述多圈环状凸齿沿径向方向开设有过水槽和齿槽，所述钻头胎体孕镶有多晶体金刚石颗粒。因此，所述孕镶金刚石钻头具有以下优点：

一、钻进效率高：钻头胎体的凸齿与待钻面的接触点多，且凸齿中金刚石颗粒的出露量大，使多晶体金刚石颗粒的凸齿不会发生解理破裂而始终保持锐利，因而大大提高进尺速度；

二、保径效果好：钻头胎体采用高耐磨的铸造碳化钨粉和粘结金属热压烧结而成，内外都镶嵌有金刚石聚晶保径，耐磨性强，保径性能好，能使切削齿得到高效利用；

三、可低压低转速钻进：孕镶金刚石钻头的环状凹槽配合齿槽设 计，以刮擦、剪切来破碎岩石，比冲击、压碎岩石所需要的作用力小，其钻压只需同径孕镶金刚石钻头的三分之一左右，且转速大大低于普通金刚石钻头，只有普通金刚石钻头转速的二分之一，因此，显著减少了钻头的磨损；

四、使用范围广：经实践证明，该钻头适用于碳酸盐岩、灰岩、白垩岩、粘土岩、粉砂岩、砂岩等软、中硬岩层的钻进，与一般的钻头相比，特别是钻进硬和强研磨性岩层，效果尤为显著。

五、钻头寿命长：由于钻进过程中，不断产生的多晶体金刚石复合切削齿的磨耗比是硬质合金的20～40倍以上，是普通金刚石钻齿的10倍以上，因而寿命大大延长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型提供的孕镶金刚石钻头的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型提供的孕镶金刚石钻头的一种实施例的结构示意图。所述孕镶金刚石钻头1包括钻头本体11和钻头胎体13，所述钻头本体11通过烧结方式与所述钻头胎体13实现连接，所述钻头胎体13孕镶有多晶体金刚石颗粒。

所述钻头本体11为空心圆柱体，所述钻头本体11的一端环形面通过烧结方式连接所述钻头胎体13的一端面。

所述钻头胎体13的另一端面沿径向方向设有四圈环状凸齿131，所述相邻两圈环状凸齿131之间设有凹槽133，所述四圈环状凸齿131沿径向方向设有过水槽135和齿槽137。

所述凸齿131的横截面形状为圆弧形，所述凸齿131孕镶有出露的多晶体金刚石颗粒。

所述凹槽133的深度为所述凸齿131高度的50％，在其他情况下，所述凹槽133的深度还可以介于所述钻齿131高度的20％-100％之间的任意值。

所述过水槽135连通所述空心圆柱体钻头本体11的内腔和外侧。

所述齿槽137的深度等于所述过水槽135的深度，所述齿槽137沿径向方向贯穿于外三圈所述凸齿131直至内圈所述凸齿131，所述齿槽137与所述过水槽135呈间隔排列。 

所述钻头胎体13采用高耐磨的铸造碳化钨粉和粘结金属热压烧结而成，所述钻头胎体13的内外都孕镶有多晶体金刚石颗粒保径。

本实用新型提供的孕镶金刚石钻头1的结构设计科学合理，所述孕镶金刚石钻头1包括形状为空心圆柱体的钻头本体11，以及沿所述钻头本体11端部环形平面烧结在一起的所述钻头胎体13，所述钻头胎体13的端面沿径向方向设有所述多圈环状凸齿131，所述相邻两圈环状凸齿131之间设有所述凹槽133，所述多圈环状凸齿131沿径向方向设有所述过水槽135和所述齿槽137，所述钻头胎体13孕 镶有多晶体金刚石颗粒。因此，所述孕镶金刚石钻头1具有以下优点：

一、钻进效率高：所述钻头胎体13的所述凸齿131与待钻面的接触点多，且所述凸齿131中多晶体金刚石颗粒的出露量大，使多晶体金刚石颗粒的所述凸齿131不会发生解理破裂而始终保持锐利，因而大大提高进尺速度；

二、保径效果好：所述钻头胎体13采用高耐磨的铸造碳化钨粉和粘结金属热压烧结而成，所述钻头胎体13的内外都镶嵌有金刚石聚晶保径，耐磨性强，保径性能好，能使不断产生的切削齿得到高效利用；

三、可低压低转速钻进：所述孕镶金刚石钻头1的环状凹槽133配合齿槽137设计，以刮擦、剪切来破碎岩石，比冲击、压碎岩石所需要的作用力小，其钻压只需同径孕镶金刚石钻头的三分之一左右，且转速大大低于普通金刚石钻头，只有普通金刚石钻头转速的二分之一，因此，显著减少了所述孕镶金刚石钻头1的磨损；

四、使用范围广：经实践证明，所述孕镶金刚石钻头1适用于碳酸盐岩、灰岩、白垩岩、粘土岩、粉砂岩、砂岩等软、中硬岩层的钻进，与一般的钻头相比，特别是钻进硬和强研磨性岩层，效果尤为显著。

五、钻头寿命长：由于钻进过程中，不断产生的多晶体金刚石复合切削齿的磨耗比是硬质合金的二十到四十倍以上，是普通金刚石钻齿的十倍以上，提高了所述孕镶金刚石钻头1的寿命，此外，通过所述过水槽135不断注水降低工作状态下钻头胎体13的温度，也使得所述孕镶金刚石钻头1的寿命大大延长。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包 括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种孕镶金刚石钻头，包括钻头本体和钻头胎体，所述钻头本体为空心圆柱体，所述钻头本体的一端面通过烧结方式连接所述钻头胎体的一端面，其特征在于：所述钻头胎体的另一端面沿径向方向设有多圈环状凸齿，所述相邻两圈环状凸齿之间设有凹槽，所述多圈环状凸齿沿径向方向开设有过水槽和齿槽，所述过水槽与所述齿槽呈间隔排列，所述钻头胎体孕镶有多晶体金刚石颗粒。

2.根据权利要求1所述的孕镶金刚石钻头，其特征在于：所述凸齿的横截面形状为圆弧形。

3.根据权利要求1所述的孕镶金刚石钻头，其特征在于：所述过水槽连通所述空心圆柱体钻头本体的内腔和外侧。

4.根据权利要求1所述的孕镶金刚石钻头，其特征在于：所述凹槽深度为所述凸齿高度的20％～100％之间的任意值。