CN210422477U - 一种金刚石复合片钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金刚石复合片钻头，包括钻头本体、设置在所述钻头本体顶部外缘的主切削齿以及设置在所述钻头本体顶部内缘的辅助切削齿；所述主切削齿与所述钻头本体固定连接；所述辅助切削齿与所述钻头本体固定连接；所述主切削齿的直径为14mm‑25mm；所述主切削齿为平面齿。本实用新型通过对现有的金刚石复合片钻头的结构进行改进，并采用大直径的切削齿作为主切削齿，使得金刚石复合片钻头具有更高效的切削效率以及更长的使用寿命。

Description

一种金刚石复合片钻头

技术领域

本实用新型涉及探钻工具应用技术领域，更具体地说，它涉及一种金刚石复合片钻头。

背景技术

目前矿上勘探，煤矿瓦斯抽放和排水孔的岩石层钻孔主要采用金刚石复合片钻头，由于金刚石复合片齿具有非常高的耐磨性，这种钻头相对于早期硬质合金钻头，大幅提升了钻头的使用寿命。

金刚石复合片钻头因为切削齿有着非常高的耐磨性，在软或中硬岩层应用中有着明显优势，但是，由于金刚石复合片切削齿的抗冲击韧性不如硬质合金切削齿，如果碰到较硬或硬岩层，以及软硬交错的复杂岩层，就容易出现金刚石切削齿崩齿，造成钻头机械转速下降或提前失效。

随着井下钻探应用的发展，钻孔的地层也更深，岩层更为复杂，现有的金刚石复合片钻头还不能适应市场发展的需要，钻探工具领域需要更高转速，更长寿命。

因此，现有技术还有待改进与发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种金刚石复合片钻头，旨在通过对现有的金刚石复合片钻头的结构进行改进，采用大直径的切削齿作为主切削齿，使得金刚石复合片钻头具有更高效的切削效率以及更长的使用寿命。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本实用新型提供一种金刚石复合片钻头，其中，包括钻头本体、设置在所述钻头本体顶部外缘的主切削齿以及设置在所述钻头本体顶部内缘的辅助切削齿；所述主切削齿与所述钻头本体固定连接；所述辅助切削齿与所述钻头本体固定连接；所述主切削齿的直径为14mm-25mm；所述主切削齿为平面齿。

进一步地，所述主切削齿包括1613型金刚石复合片、1913型金刚石复合片、1608型金刚石复合片以及1908型金刚石复合片其中的一种或者多种组合。

进一步地，所述辅助切削齿为1308型金刚石复合片或1304型金刚石复合片。

进一步地，所述钻头本体的顶部设置有用于安装所述主切削齿的刀翼，所述刀翼与所述钻头本体固定连接。

进一步地，所述钻头本体顶部的中间位置设置有内凹结构，所述辅助切削齿设置在所述内凹结构中，且所述辅助切削齿固定在所述内凹结构的底面。

进一步地，所述主切削齿为圆形金刚石复合片或半圆形金刚石复合片。

进一步地，所述辅助切削齿为圆形金刚石复合片或半圆形金刚石复合片。

本实用新型所采用的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型通过在钻头本体的侧面设置刀翼，并在刀翼上安装大直径的主切削齿，增加了主切削齿切削效率；本实用新型通过对现有的金刚石复合片钻头的结构进行改进，并采用大直径的切削齿作为主切削齿，使得金刚石复合片钻头具有更高效的切削效率以及更长的使用寿命。

附图说明

图1是实施例一中金刚石复合片钻头的主视图。

图2是实施例一中金刚石复合片钻头的俯视图。

图3是实施例二中金刚石复合片钻头的主视图。

图4是实施例二中金刚石复合片钻头的俯视图。

图中：100、钻头本体；200、刀翼；300、辅助切削齿；110、第二排水孔；210、第一主齿；220、第二主齿；230、第一排水孔；240、硬质合金保径条。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：

请参见图1和图2，图1是实施例一中金刚石复合片钻头的主视图；图2是实施例一中金刚石复合片钻头的俯视图。

如图1和图2所示，本实施例中，金刚石复合片钻头包括：钻头本体100、刀翼200、主切削齿(未标注)以及辅助切削齿300；其中，所述刀翼200设置在所述钻头本体100的侧面，且所述刀翼200与所述钻头本体100固定连接；所述刀翼200用于安装所述主切削齿，所述主切削齿设置在所述刀翼200的表面，且所述主切削齿与所述刀翼200固定连接；所述辅助切削齿300设置在所述钻头本体100的顶部，且所述辅助切削齿300与所述钻头本体100固定连接。

在本实施例中，所述钻头本体100在钻探驱动机的动力作用下进行旋转，从而带动所述主切削齿和辅助切削齿300进行切削；在钻探的过程中，所述主切削齿主要用于切削钻洞的外层岩石物质，所述辅助切削齿300则用于切削钻洞的内层岩石物质；在本实施例中，通过设置所述主切削齿和辅助切削齿300，使得金刚石复合片钻头具有更高效的切削效率以及更长的使用寿命。

在本实施例中，所述主切削齿采用直径为14mm-25mm的金刚石复合片；通过采用大直径的主切削齿，可以提升钻头的钻进效率；另外，在本实施例中，所述主切削齿采用的是平面齿，即所述主切削齿的切削面为平面；当然，所述主切削齿也可采用异形齿，比如：带有斜面的切削齿、带有弧面的切削齿等。

在本实施例中，所述主切削齿采用1613型金刚石复合片、1913型金刚石复合片、1608型金刚石复合片以及1908型金刚石复合片其中的一种或者多种组合；另外，所述主切削齿可采用圆形金刚石复合片或采用半圆形金刚石复合片，即所述主切削齿的整体形状为圆形或半圆形。

进一步地，所述主切削齿包括第一主齿210和第二主齿220，其中，第一主齿210设置在所述刀翼200的外缘位置(即外侧边缘位置)，且所述第一主齿210与所述刀翼200固定连接；所述第二主齿220则设置在所述刀翼200的内缘位置(即内侧边缘位置)，且所述第二主齿220与所述刀翼200固定连接。

当然，在本实施例中，实际应用时，还可以根据实际应用的需求采用第三主齿等；其中，在所述主切削齿当中，所有的主切削齿可以采用相同直径的金刚石复合片，也可以采用不同直径的金刚石复合片；一般情况下，靠近所述钻头本体100边缘的主切削齿选用较大直径的金刚石复合片(如所述第一主齿210采用较大直径的金刚石复合片)，而靠近所述钻头本体100内侧的主切削齿则选用较小直径的金刚石复合片(如所述第二主齿220或所述第三主齿采用较小直径的金刚石复合片)。

在现有技术中，用于煤炭矿的金刚石复合片钻头通常采用1308或1304型金刚石复合片作为切削齿。

而在本实施例中，所述主切削齿采用的是两种金刚石复合片，即采用的是所述第一主齿210和所述第二主齿220；其中，所述第一主齿210采用的是1913型金刚石复合片，这种金刚石复合片的直径为19.05mm，高度为13.20mm；而所述第二主齿220可采用与所述第一主齿210相同型号的金刚石复合片，也可以采用与所述所述第一主齿210不同型号的金刚石复合片；在本实施例中，为了使得所述第一主齿210和所述第二主齿220在使用的过程中磨损均匀，所述第二主齿220采用的是1613型金刚石复合片，这种金刚石复合片的直径为15.88mm，高度为13.20mm；通过设置所述第一主齿210的直径大于所述第二主齿220的直径，使得所述金刚石复合片钻头在钻探的过程中，磨损更加均匀。

通过采用更大直径的金刚石复合片作为主切削齿，减少了钻头本体100上的主切削齿数量；大而疏的金刚石布齿方式相对小而密的布齿方式，在钻压相同的条件下，切削齿更容易切入岩层；因此，可以提升钻头的钻进效率；由于，钻头钻进过程中，越靠近所述钻头本体100边缘的金刚石复合片，切削路径越长，旋转速度越快；因此，切削齿磨损也越快，受到的冲击力也越大；在本实施例中，靠近所述钻头本体100边缘的位置选用直径较大的金刚石复合片，很好的解决了不同位置切削齿工况的不同的问题。

进一步地，为了便于安装所述辅助切削齿300，在所述钻头本体100顶部的中间位置设置有内凹结构(未标注)；所述辅助切削齿300设置在所述内凹结构中，且所述辅助切削齿300固定在所述内凹结构的底面；通过设置所述内凹结构，一方面是便于对所述辅助切削齿300进行安装，另一方面则是在钻探的过程中，对所述辅助切削齿300起到保护的作用。

优选地，在本实施例中，所述辅助切削齿300采用1308型金刚石复合片，即所述辅助切削齿300的直径为13.44mm，所述辅助切削齿300的高度为8.00mm；或者，所述辅助切削齿300采用1304型金刚石复合片；通过设置所述辅助切削齿300的直径小于所述主切削齿的直径，以及通过设置所述辅助切削齿300的高度小于所述主切削齿的高度，使得所述金刚石复合片钻头在钻探的过程中能够快速地切削钻洞内部的岩石物质，从而防止所述金刚石复合片钻头在钻探的过程中卡死；同样地，所述辅助切削齿300也可采用平面齿或者异形齿；另外，在本实施例中，所述辅助切削齿300可采用圆形金刚石复合片或采用半圆形金刚石复合片，即所述辅助切削齿300的整体形状为圆形或半圆形。

进一步地，在本实施例中，在所述刀翼200的外缘还设置有第一排水孔230，所述第一排水孔230从所述刀翼200的外缘延伸至所述钻头本体100的内部，且所述第一排水孔230与所述钻头本体100内部的排水结构对接。

对应地，在所述钻头本体100的顶部表面设置有第二排水孔110，所述第二排水孔110从所述钻头本体100的顶部延伸至所述钻头本体100的内部，且所述第二排水孔110与所述钻头本体100内部的排水结构对接。

通过设置所述第一排水孔230和所述第二排水孔110，保证所述金刚石复合片钻头在钻探的过程中对所述主切削齿和辅助切削齿300的冷却工作；同时，还能保证所述金刚石复合片钻头在钻探的过程中及时排出岩屑。

进一步地，在本实施例中，在所述刀翼200的外缘还设置有硬质合金保径条240，所述硬质合金保径条240与所述刀翼200焊接；通过设置所述硬质合金保径条240，可加强所述刀翼200侧翼的保径能力(即保护所述主切削齿的直径大小，以减小所述主切削齿直径的磨损程度)。

优选地，在本实施例中，在所述金刚石复合片钻头的外侧边缘设置的所述刀翼200数量为3个；在每一个所述刀翼200上安装有一个所述第一主齿210和一个所述第二主齿220；在所述钻头本体100的顶部设置的所述辅助切削齿300的数量为2个，即所述内凹结构中安装2个所述辅助切削齿300。

在本实施例中，通过选用更大直径的金刚石复合片作为主切削齿，降低了布齿密度，提升了所述主切削齿对岩石的切入深度，从而提升了所述金刚石复合片钻头的工作效率；同时，在本实施例中，根据所述金刚石复合片钻头不同位置的工况，选择不同直径的所述主切削齿和辅助切削齿300，则让所述金刚石复合片钻头更经济，更均衡，得到更好的使用寿命。

实施例二：

请参见图3和图4，图3是实施例二中金刚石复合片钻头的主视图；图4是实施例二中金刚石复合片钻头的俯视图。

如图3和图4所示，在本实施例中，与上述实施例一不同的是：在钻头本体100顶部采用的是1913型的金刚石复合片和1613型金刚石复合片，即第一主齿210采用的是1913型金刚石复合片，第二主齿220采用的是1613型金刚石复合片；其中，所述第一主齿210和所述第二主齿220是直接安装在所述钻头本体100的顶部；在本实施例中，所述钻头本体100的侧面未设置刀翼200；而且，在所述钻头本体100顶部为平面的结构，无内凹结构；因此，在所述钻头本体100顶部中心安装的是所述第二主齿220，也就是说，并未设置辅助切削齿300。

由于，在本实施例中，并未设置所述刀翼200，因此，也未设置第一排水孔230和硬质合金保径条240。

综上所述，本实用新型通过在钻头本体的侧面设置刀翼，并在刀翼上安装大直径的主切削齿，增加了主切削齿切削效率；同时，通过在刀翼和钻头本体上设置排水孔，保证了破岩过程中主切削齿和辅助切削齿的冷却，以及岩屑的及时排出；而且，通过在刀翼外侧焊有硬质合金保径条，加强侧翼的保径能力；本实用新型通过对现有的金刚石复合片钻头的结构进行改进，并采用大直径的切削齿作为主切削齿，使得金刚石复合片钻头具有更高效的切削效率以及更长的使用寿命。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种金刚石复合片钻头，其特征在于，包括：钻头本体、设置在所述钻头本体顶部外缘的主切削齿以及设置在所述钻头本体顶部内缘的辅助切削齿；所述主切削齿与所述钻头本体固定连接；所述辅助切削齿与所述钻头本体固定连接；所述主切削齿的直径为14mm-25mm；所述主切削齿为平面齿。

2.根据权利要求1所述的金刚石复合片钻头，其特征在于，所述主切削齿包括1613型金刚石复合片、1913型金刚石复合片、1608型金刚石复合片以及1908型金刚石复合片其中的一种或者多种组合。

3.根据权利要求1所述的金刚石复合片钻头，其特征在于，所述辅助切削齿为1308型金刚石复合片或1304型金刚石复合片。

4.根据权利要求1所述的金刚石复合片钻头，其特征在于，所述钻头本体的顶部设置有用于安装所述主切削齿的刀翼，所述刀翼与所述钻头本体固定连接。

5.根据权利要求1所述的金刚石复合片钻头，其特征在于，所述钻头本体顶部的中间位置设置有内凹结构，所述辅助切削齿设置在所述内凹结构中，且所述辅助切削齿固定在所述内凹结构的底面。

6.根据权利要求1所述的金刚石复合片钻头，其特征在于，所述主切削齿为圆形金刚石复合片或半圆形金刚石复合片。

7.根据权利要求1所述的金刚石复合片钻头，其特征在于，所述辅助切削齿为圆形金刚石复合片或半圆形金刚石复合片。

Images