一种新型金刚石钻头制造技术

本发明专利技术公开了一种新型金刚石钻头，包括钻头体、扇形块、水口，所述扇形块包括若干个、环绕设置在钻头体上，所述水口设置在两两扇形块之间，还包括通孔以及压头式可卸切削具，所述通孔开设在扇形块上，所述压头式可卸切削具可拆卸地安装在通孔内。每个扇形块均开设若干个通孔，各个通孔呈螺旋线状排布。各个扇形块上的通孔绕钻头体的中心对称分布。通孔中积累有岩粉存在，岩粉为工作唇面提供磨料，有助于排除钻头胎体抛光。通过通孔及通孔内安装的压头式可卸切削具加强金刚石钻头在孔底可能发生的非正常磨损部位，提高破碎岩石效率，不仅有效提高钻头寿命和钻进速度，而且钻头可应用于坚硬岩石或软硬互层的地层中钻进，可钻进地层的范围变广。

【技术实现步骤摘要】
一种新型金刚石钻头
本专利技术属于金刚石钻头钻进领域，具体涉及一种新型金刚石钻头。
技术介绍
金刚石钻头在钻进坚硬致密弱研磨性岩层如坚硬岩石以及软硬互层岩石时，经常出现钻头抛光和打滑现象，由于钻头抛光、打滑现象的发生，即使只有几米或十几米这种岩层也要耗费大量时间和钻头，导致整个钻孔施工周期延长，钻进速度低，钻头时效、使用寿命都非常低，造成勘探成本增高，经济效益明显下降。解决在这类岩层中钻进效率低的问题，是钻探行业长期存在的一大技术难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有常规钻头存在抛光和打滑现象而存在钻头寿命低、钻进速度低的问题，提供一种新型金刚石钻头，防止抛光提高钻进速度和钻头寿命，提高钻头在孔底破碎岩石的效果。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种新型金刚石钻头，包括钻头体、扇形块、水口，所述扇形块包括若干个、环绕设置在钻头体上，所述水口设置在两两扇形块之间，还包括通孔以及压头式可卸切削具，所述通孔开设在扇形块上，所述压头式可卸切削具可拆卸地安装在通孔内；所述压头式可卸切削具的非切削端嵌入通孔内（非切削端形状与通孔匹配），压头式可卸切削具的切削端呈尖头状、且朝向所钻地层（尖头状切削端用于压入破碎岩石）。按上述方案，每个扇形块均开设若干个通孔，各个通孔呈螺旋线状排布。按上述方案，各个扇形块上的通孔绕钻头体的中心对称分布（每个扇形块上的通孔与其他扇形块上对应位置的通孔位于同一切削线上）。按上述方案，所述压头式可卸切削具采用耐磨性高于扇形块的材料制成。按上述方案，所述压头式可卸切削具采用机械式固定在通孔上，或者采用人造耐热树脂粘接在通孔上。本专利技术的工作原理：通过在钻头的扇形块上开通孔，由于扇形块上有通孔存在，减小了钻头与孔底的接触面积，同时减小了振动；扇形块上开设的一定数量通孔可以存储岩粉，在弱研磨性岩石中钻进时，通孔中积累有岩粉存在，岩粉为工作唇面提供磨料，有助于排除钻头胎体非正常磨损，防止抛光。扇形块发生非正常磨损后，向与非正常磨损区同一个切削线上的通孔内安装特殊结构的压头式可卸切削具，压头式可卸切削具耐磨性高于扇形块，在钻进破碎岩石过程中，主要轴载主要分布在压头式可卸切削具上，破碎孔底岩石，形成预破碎区和破碎区，以加强这个非正常磨损部位；压头式可卸切削具与通孔相配合，可在坚硬弱研磨性地层和软硬互层地层中使用，根据不同的地层压头式可卸切削具可以在通孔中安装或拆卸，既能提高钻进速度，延长钻头寿命，避免钻头发生非正常磨损，又可以增加钻头可钻地层的范围。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过在金刚石钻头的扇形块上开通孔，并在通孔内安装压头式可卸切削具，实现对金刚石钻头在孔底可能发生的非正常磨损处进行加强，不仅可以提高破碎岩石效率，保证钻头工作稳定，有效提高钻头寿命和钻进速度，而且钻头可应用于坚硬弱研磨性和软硬互层的地层中钻进，可钻进地层的范围变广，钻头适用面更广。附图说明图1为本专利技术新型金刚石钻头的工作唇面的结构示意图；图2为图1中压头式可卸切削具的结构示意图；图中，1-钻头体；2-扇形块；3-水口；4-通孔；5-压头式可卸切削具。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。参照图1所示，本专利技术所述的新型金刚石钻头，包括钻头体1、扇形块2、水口3，所述扇形块2包括若干个、环绕设置在钻头体1上，所述水口3设置在两两扇形块2之间，还包括通孔4以及压头式可卸切削具5，所述通孔4开设在扇形块2上，所述压头式可卸切削具5可拆卸地安装在通孔4内（压头式可卸切削具5与通孔4相配合）。每个扇形块2均开设若干个通孔4，各个通孔4呈螺旋线状排布。各个扇形块2上的通孔4绕钻头体1的中心对称分布（每个扇形块2上的通孔4与其他扇形块2上对应位置的通孔4位于同一切削线上）。所述压头式可卸切削具5的非切削端嵌入通孔4内（非切削端形状与通孔4匹配），压头式可卸切削具5的切削端呈尖头状、且朝向所钻地层（尖头状切削端用于压入破碎岩石）。所述压头式可卸切削具5采用耐磨性高于扇形块2的材料制成。所述压头式可卸切削具5采用机械式固定在通孔4上，或者采用人造耐热树脂粘接在通孔4上；可4倍覆盖钻头工作唇面4（同一半径的同心圆有4个通孔，可插入4个可卸切削具），保证钻头工作稳定，有效破碎岩石和提高钻头寿命。本专利技术新型金刚石钻头在地层中工作过程如下：钻头体1通过螺纹连接到岩心管上，下到孔底，冷却钻头、排出岩粉的冲洗液，沿着钻杆柱通过水口3到达孔底，钻头的扇形块2在轴载和扭矩作用下，与孔底岩石相互作用，破碎岩石。由于扇形块2上有通孔4存在，减小了钻头与孔底的接触面积，同时减小了振动，振动的减小，是由于接触面积减小、轴载减小决定的。在弱研磨性岩石中钻进时，在通孔4中积累有岩粉存在，岩粉为钻头的工作唇面提供磨料，有助于排除钻头体非正常磨损，防止抛光。在钻进过程中，扇形块2的钻头唇面上可能发生非正常磨损，如环状拉槽、倒角等，钻头不能继续使用；在检查并确认扇形块2发生非正常磨损后，向与非正常磨损区同一个切削线上的通孔4内安装压头式可卸切削具5，压头式可卸切削具5的非切削端嵌入通孔4内，压头式可卸切削具5的切削端（尖头端）朝向所钻地层、用于压入破碎岩石，以加强这个非正常磨损部位，增加钻头寿命。在钻进坚硬岩石或软硬互层岩石时，在钻头下孔前，向通孔4内安装压头式可卸切削具5，由于压头式可卸切削具5用耐磨性高于扇形块2的材料制成，所以在钻进破碎岩石过程中，主要轴载主要分布在压头式可卸切削具5上，破碎孔底岩石，形成预破碎区和破碎区，可以提高钻进速度。以上所述的仅为本专利技术的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本专利技术之权利范围，因此依本专利技术申请专利范围所作的等效变化，仍属本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型金刚石钻头，包括钻头体（1）、扇形块（2）、水口（3），所述扇形块（2）包括若干个、环绕设置在钻头体（1）上，所述水口（3）设置在两两扇形块（2）之间，其特征在于：还包括通孔（4）以及压头式可卸切削具（5），所述通孔（4）开设在扇形块（2）上，所述压头式可卸切削具（5）可拆卸地安装在通孔（4）内。

【技术特征摘要】
1.一种新型金刚石钻头，包括钻头体（1）、扇形块（2）、水口（3），所述扇形块（2）包括若干个、环绕设置在钻头体（1）上，所述水口（3）设置在两两扇形块（2）之间，其特征在于：还包括通孔（4）以及压头式可卸切削具（5），所述通孔（4）开设在扇形块（2）上，所述压头式可卸切削具（5）可拆卸地安装在通孔（4）内；所述压头式可卸切削具（5）的非切削端嵌入通孔（4）内，压头式可卸切削具（5）的切削端呈尖头状、且朝向所钻地层。2.根据权利要求1所述的新型金刚石钻头...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞丰，VF契霍特金，段隆臣，汤凤林，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42