CN2310147Y - 一种金刚石钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种金刚石钻头,其结构特征是钻头的刃部截面成双斜圆唇式结构,在斜面和圆唇面上分别镶有不同粒度和强度的金刚石。本方案充分考虑了钻头各面的受力平衡,钻头唇形以内外双斜面,端面采用圆弧过渡面以适应钻头磨耗规律,各部位的磨耗均匀一致,使钻头的整体寿命延长,并提高了钻头的适应性。
Description
本实用新型涉及地质钻探和工程施工钻探金刚石钻头的制造领域，特别是一种金刚石钻头刃部的改进。
目前，我国钻探行业广为使用的金刚石钻头有：平底型、尖齿型、阶梯型及交叉齿型等。刘广志高工主编的《金刚石钻探手册》(地质出版社，1991年12月)完整地介绍了目前使用的22种钻头唇形(P95-97)及其相应的适用范围。各种唇形各有其局限性。而在钻头的使用过程中，钻头唇面形状(唇形)具有趋同性，无论平底型、圆弧型、还是其他唇形钻头，使用过程中均不可避免地向圆弧形过渡(如图1中虚线部分)，同时，目前使用的大多数钻头都存在适应性差的缺点。同一配方的钻头适应岩性域差。在复杂地层中钻进时，往往性能难以相顾各岩性的钻进要求而影响钻头使用效果。若在研磨性地层和破碎地层中钻进，或施钻规程掌握不当时，钻头内外唇沿极易产生沟槽现象，使钻头提前报废而影响钻头寿命。
本实用新型的目的是根据钻头在使用过程中不可避免地向圆弧形过渡这一特点，设计一种新式刃部结构的金刚石钻头。
本实用新型的任务是这样完成的，一种金刚石钻头，其特征是钻头的刃部截面成双斜圆唇式结构，在斜面和圆唇面上分别镶有不同粒度和强度的金刚石。本方案充分考虑了钻头各面的受力平衡，钻头唇形以内外双斜面(或称双锥面)，端面采用在圆弧过渡面以适应钻头磨耗规律。圆弧唇面在微观上是微斜面的集合，不同部位微斜面与轴线的夹角是不同的，临近端面的微斜面的夹角大，因此其部位在钻进中的破岩量也大。为此，设计采用在磨耗快的局部与其他部位镶有不同粒度和强度的金刚石，以适应钻进要求，并保证各部位的磨耗均匀一致，延长钻头的整体寿命。
本实用新型与现有技术相比具有如下的优点：1、在不改变钻头配方的前提下，以斜面结构增加钻头工作唇面面积为特征提高钻进速度，钻头的使用寿命得以一定程度的提高；2、钻头唇面改善了平底钻头内外唇沿在破岩时的应力集中作用，钻头工作平稳，对提高钻头寿命和钻孔取芯质量均有利；3、钻头导向性能好，有利于钻孔防斜和钻进过程减振，同时减少钻孔施工事故率；4、钻头排粉性能好，由于钻头内外唇面采用了圆弧面和斜面，使冲洗液的流通道路更流畅，有利于钻进中岩粉的排除；避免了岩粉在钻头内外唇沿的旋积(岩粉随冲洗液旋转的现象)造成的钻头冲蚀；5、钻头不同区域上采用了不同粒度和强度(Kg数)的金刚石，斜面金刚石的单粒强度(Kg数)只需圆弧面金刚石的60％左右；降低了钻头的制造成本；6、该钻头具有更强的适应性，传统的观念认为：钻头唇面面积的增加需要增加施钻钻压，在硬岩层中会影响钻进质量而不宜采用。实践表明，由于钻头上金刚石采用了与钻进相适应的粒度，在不改变施钻钻压或钻压略增的情况下不仅不影响钻进质量，相反，无论是采取率还是孔斜度均得到了较大的提高。实践表明，本实用新型的双斜圆唇钻头适用于钻进各种地层，包括软地层和硬地层、破碎地层和完整地层以及强研磨性地层和坚硬打滑地层。
下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明：
图1为已有金刚石钻头的刃部截面图
图2为本实用新型金刚石钻头刃部截面图
图3为本实用新型金刚石钻头示意图
参照图1为已有金刚石钻头的刃部截面图，本图给出四种较具代表性的钻头截面示意图，其中虚线表示钻头使用后唇面磨损的趋向。
参照图2为本实用新型金刚石钻头刃部截面图，金刚石钻头1的刃部截面成双斜圆唇式结构，在斜面2和圆唇面3上分别镶有不同粒度和强度的金刚石，而在圆唇面3的投影区31内镶设的是较粗的金刚石，且强度大，斜面2投影区21内镶设的是较细的金刚石，且强度小。双斜面的内、外斜面2与轴线的最佳夹角范围为20°至40°。这里所述的夹角如图中的a和b，在同一钻头上，内外斜面与轴线的夹角可以相等，也允许不同。
圆唇面3在端面上的投影径向距离以2.5至4毫米为宜，最大不超过径向钻头厚度的二分之一。双斜面的内、外斜面2和圆唇面3在端面上的投影以径向各占三分之一厚度为佳。
参照图3为本实用新型金刚石钻头示意图，具体是薄壁金刚石工程钻头的结构图，钻头1上部的壁厚度小，也则上部的内径比下部的内径大，从而自下而上形成一向外倾斜的锥面4，锥面4与轴线夹角一般为2°至4°度，夹角如图中所示的c。锥面4提供给安装卡簧所需的专用结构，钻头1采用内螺纹与岩芯管相连。利用双斜圆唇开发出的薄壁金刚石工程钻头，降低施工钻头的成本，提高专用钻头的钻孔施工效益。
Claims (4)
1、一种金刚石钻头，其特征是钻头的刃部截面成双斜圆唇式结构，在斜面和圆唇面上分别镶有不同粒度和强度的金刚石。
2、根据权利要求1所述的一种金刚石钻头，其特征是双斜面的内、外斜面与轴线的最佳夹角范围为20°至40°。
3、根据权利要求1所述的一种金刚石钻头，其特征是圆唇面在端面上的投影径向距离以2.5至4毫米为宜，最大不超过径向钻头厚度的二分之一。
4、根据权利要求1或3所述的一种金刚石钻头，其特征是双斜面的内、外斜面和圆唇面在端面上的投影以径向各占三分之一厚度为佳。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 97219471 CN2310147Y (zh) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 一种金刚石钻头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 97219471 CN2310147Y (zh) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 一种金刚石钻头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2310147Y true CN2310147Y (zh) | 1999-03-10 |
Family
ID=33935483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 97219471 Expired - Fee Related CN2310147Y (zh) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 一种金刚石钻头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2310147Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104763350A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-08 | 徐州工程学院 | 一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置 |
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1997
- 1997-07-03 CN CN 97219471 patent/CN2310147Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104763350A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-08 | 徐州工程学院 | 一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置 |
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