一种地质凿钻专用金刚石钻头制造技术

本实用新型专利技术涉及金刚石钻进技术领域，具体涉及一种地质凿钻专用金刚石钻头。所述地质凿钻专用金刚石钻头包括基体和设于基体上方的切削齿，所述切削齿包括交错间隔排列的长方体切削齿和四棱台切削齿。选用本实用新型专利技术金刚石钻头，在凿钻坚硬及复杂岩层过程中，凿钻效率比常规锯齿金刚石钻头提高30%以上，寿命延长40%以上，可满足现今金刚石钻进技术领域的要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金刚石钻进
，具体涉及一种地质凿钻专用金刚石钻头。
技术介绍
钻探工程是用一定的工具，在地壳内按一定工艺破碎岩石的过程。金刚石钻进被广泛应用煤田、石油、矿山开采等地质勘探中。随着科技飞速发展，对能源需求随之增多，需要勘探更坚硬、更复杂的地层结构，对金刚石钻进提出更高要求，需要钻进效率更高的新钻进工具是目前地质勘探钻进的新趋势。金刚石是以剪切、切削、压皱和压碎等方式来凿钻破碎岩石，经过浑圆整形化处理的金刚石被去除了各晶面相交形成的棱角，是以压皱和压碎为主要加工方式；有锋刃的尖晶金刚石则以剪切和切削为主要加工方式。常规金刚石钻头的切削齿为长方体，且切削齿金刚石为普通的六八面体，在凿钻坚硬及复杂岩层过程中，钻进效率低，钻头消耗较快。因此，本技术是针对金刚石钻进
的需求，提供了一种适合凿钻坚硬复杂岩层结构，且钻进效率更高的金刚石钻头。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供了一种地质凿钻专用金刚石钻头，所述地质凿钻专用金刚石钻头包括基体和设于基体上方的切削齿，所述切削齿包括交错间隔排列的长方体切削齿和四棱台切削齿。选用本技术金刚石钻头，在凿钻坚硬及复杂岩层过程中，凿钻效率比常规锯齿金刚石钻头提高30％以上，寿命延长40％以上，可满足现今金刚石钻进
的要求。本技术所采用的技术方案如下：一种地质凿钻专用金刚石钻头，包括基体和设于基体上方的切削齿，所述切削齿包括交错间隔排列的长方体切削齿和四棱台切削齿。优选地，所述切削齿和所述基体的结合处呈锯齿状结构。更优选地，所述基体上设有一个或多个同心槽，所述同心槽与所述切削齿的结合处呈锯齿状结构。优选地，所述基体上至少设有10个切削齿。优选地，所述切削齿包括金刚石工作层和设于所述金刚石工作层下方的过渡层。更优选地，长方体切削齿的金刚石工作层中的金刚石为浑圆金刚石，四棱台切削齿的金刚石工作层中的金刚石为尖晶金刚石。优选地，切削齿从高到低以螺旋状结构排列在基体上，相邻切削齿之间的高度差为2-4mm。进一步更优选地，最高的切削齿为长方体切削齿，第二高的切削齿为四棱台切削齿。进一步更优选地，最高的切削齿的高度为26-28mm。本技术至少具有以下有益效果之一：1、本技术金刚石钻头的切削齿包括交错间隔排列的长方体切削齿和四棱台切削齿，四棱台切削齿底部与基体结合的部位较宽，使得四棱台切削齿与基体结合牢固，切削齿不容易断裂；四棱台切削齿顶部的工作层较窄，使其拥有锋利的切削作用，效率更高；2、本技术金刚石钻头，切削齿与基体的结合处呈锯齿状结构，增大了接触面积，在高频焊接的过程中增大受力面积，提高焊接强度，确保切削齿与基体结合更牢固，在坚硬及复杂岩层钻进过程中，钻头破损率低，钻头使用寿命更长；3、本技术金刚石钻头的切削齿包括金刚石工作层和设于所述金刚石工作层下方的过渡层，金刚石工作层中含有铁铜锡钴金属粉和金刚石，过渡层的成分主要为铁铜锡钴合金，基体的成分也主要是铁铜锡钴合金，因此，过渡层能很好地与金刚石层以及基体牢固地结合，并提高切削齿底部的韧性与强度，延长钻头寿命；4、本技术金刚石钻头，在凿钻岩层过程中，长方体切削齿的金刚石工作层中的金刚石为浑圆金刚石，主要以压皱和压碎的方式破碎坚硬岩层；由于浑圆金刚石没有棱角，在压入岩石时不会产生集中应力，从而不易破碎，延长了钻头寿命。四棱台切削齿的金刚石工作层中的金刚石为尖晶金刚石，主要以剪切和切削的方式破碎岩层，尖晶金刚石表面具有尖锐棱角，非常锋利，能够提供非常高的切削效率。两者完美组合，使钻头兼具长寿命和高效率。所以，本技术有效解决了坚硬及复杂岩层钻进效率低的问题，钻进效率更高；5、本技术金刚石钻头的切削齿从高到低以螺旋状结构排列在基体上，相邻切削齿之间的高度差为2-4mm(切削齿高度不一)，金刚石钻头在钻进过程中，采取更高的长方体切削齿先破碎岩层，低一点的四棱台切削齿再切削岩层的方式，可以提高钻进速度，延长钻头的使用寿命；6、在凿钻坚硬及复杂岩层过程中，选用本技术金刚石钻头，钻进效率较常规锯齿金刚石钻头提高30％以上，寿命延长40％以上。附图说明图1为本技术地质凿钻专用金刚石钻头的示意图一。图2为本技术地质凿钻专用金刚石钻头的长方体切削齿的剖面示意图。图3为本技术地质凿钻专用金刚石钻头的四棱台切削齿的剖面示意图。图4为本技术地质凿钻专用金刚石钻头的示意图二。1-基体；2-切削齿；21-长方体切削齿；22-四棱台切削齿；2A-金刚石工作层；2B-过渡层；211-最高的切削齿；221-第二高的切削齿；3-切削齿和基体的结合处；4-浑圆金刚石；5-尖晶金刚石。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。一种地质凿钻专用金刚石钻头，如图1所示，包括基体和设于基体上方的切削齿，所述切削齿包括交错间隔排列的长方体切削齿和四棱台切削齿。作为本技术优选的一个实施方式，所述切削齿和所述基体的结合处呈锯齿状结构，确保切削齿与基体结合度更高。作为本技术优选的一个实施方式，所述基体1上设有一个或多个同心槽11，所述同心槽11与所述切削齿2的结合处呈锯齿状结构。可按如下方法制备：将过渡层粉末先投入磨具，再将工作层金属粉与金刚石混合物投入磨具，经过压制烧结成切削齿；将基体加工成一个或多个同心槽，且同心槽与切削齿2的结合处呈锯齿状结构；将切削齿底部锯齿状结构与基体上部锯齿状结构高频焊接在一起，得到本技术的金刚石钻头。作为本技术优选的一个实施方式，所述基体上至少设有10个切削齿。作为本技术优选的一个实施方式，如图2所示，所述切削齿包括金刚石工作层和设于所述金刚石工作层下方的过渡层。作为本技术优选的一个实施方式，如图2和图3所示，长方体切削齿的金刚石工作层中的金刚石为浑圆金刚石，浑圆金刚石工作层中金刚石的表面呈浑圆状，无尖锐棱角，浑圆金刚石在凿钻坚硬及复杂岩层过程中，多以压碎岩层方式为主；四棱台切削齿的金刚石工作层中的金刚石为尖晶金刚石，尖晶金刚石的表面有锋利的刃角，以剪切、切削岩层为主。作为本技术优选的一个实施方式，如图4所示，切削齿从高到低以螺旋状结构排列在基体上，相邻切削齿之间的高度差为2-4mm。作为本技术优选的一个实施方式，如图4所示，最高的切削齿为长方体切削齿，第二高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地质凿钻专用金刚石钻头，包括基体(1)和设于基体上方的切削齿(2)，其特征在于，所述切削齿(2)包括交错间隔排列的长方体切削齿(21)和四棱台切削齿(22)。

【技术特征摘要】
1.一种地质凿钻专用金刚石钻头，包括基体(1)和设于基体上方的切削齿(2)，其特征在于，所述切削齿(2)包括交错间隔排列的长方体切削齿(21)和四棱台切削齿(22)。2.根据权利要求1所述的地质凿钻专用金刚石钻头，其特征在于，所述切削齿(2)和所述基体(1)的结合处(3)呈锯齿状结构。3.根据权利要求2所述的地质凿钻专用金刚石钻头，其特征在于，所述基体(1)上设有一个或多个同心槽(11)，所述同心槽(11)与所述切削齿(2)的结合处呈锯齿状结构。4.根据权利要求1或2所述的地质凿钻专用金刚石钻头，其特征在于，所述基体(1)上至少设有10个切削齿(2)。5.根据权利要求1或2所述的地质凿钻专用金刚石钻头，其特征在于，所述切削齿(2)包括金刚石工...

【专利技术属性】
技术研发人员：温简杰，盛友军，李杰，
申请(专利权)人：上海昌润极锐超硬材料有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31