一种交叉齿金刚石钻头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种金刚石钻头，尤其涉及一种交叉齿金刚石钻头。所述交叉齿金刚石钻头，包括钻头钢体，所述钻头钢体整体呈中空圆柱状，且上端沿圆周设有钻头工作齿，所述钻头工作齿由若干个内工作齿和外工作齿组成，所述内工作齿和所述外工作齿沿钢体圆周交错相间排列，且间隔处设有水口；所述内工作齿外侧壁上设有外凹槽，所述外工作齿内侧壁上设有内凹槽；所述内工作齿和所述外工作齿的俯视截面相对呈内凸起和外凸起。本实用新型专利技术通过特定结构的设计提高钻头的工作效率、钻头寿命，降低钻头的制造成本，为金刚石钻头制造提供一种广普性的唇面结构。

A Cross-Tooth Diamond Bit

The utility model relates to a diamond bit, in particular to a cross-tooth diamond bit. The cross-toothed diamond bit includes a bit steel body, which is hollow cylindrical as a whole and has a bit working teeth at the upper end along the circumference. The bit working teeth are composed of several inner working teeth and outer working teeth. The inner working teeth and the outer working teeth are arranged alternately along the circumference of the steel body, and a water mouth is arranged at the interval. The outer wall of the inner working teeth is provided with a water mouth. The inner wall of the outer working tooth is provided with an inner groove, and the overlooking section of the inner working tooth and the outer working tooth is relatively inner and outer protrusions. The utility model improves the working efficiency and the service life of the bit through the design of a specific structure, reduces the manufacturing cost of the bit, and provides a universal lip structure for the manufacture of diamond bits.

【技术实现步骤摘要】
一种交叉齿金刚石钻头
本技术涉及一种金刚石钻头，尤其涉及一种交叉齿金刚石钻头。
技术介绍
现行的金刚石钻头唇面结构有多种多样，目前广泛使用的钻头大都采用平底或者圆弧底唇面结构。而交叉掏槽式钻头在传统的教科书中虽有相关介绍，但因齿型结构容易损坏，仅在极坚硬岩层时有少量使用。目前针对坚硬岩层制造的薄壁金刚石钻头尽管取得了一定提高效率的作用，但大多寿命较短，并容易出现岩心堵塞而影响钻进速度的问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，在于提供一种交叉齿金刚石钻头。通过该结构设计提高钻头的工作效率和钻头寿命。本技术是这样实现的：一种交叉齿金刚石钻头，包括钻头钢体，所述钻头钢体整体呈中空圆柱状，且上端沿圆周设有钻头工作齿，所述钻头工作齿由若干个内工作齿和外工作齿组成，所述内工作齿和所述外工作齿沿钢体圆周交错相间排列，且间隔处设有水口；所述内工作齿外侧壁上设有外凹槽，所述外工作齿内侧壁上设有内凹槽；所述内工作齿和所述外工作齿的俯视截面相对呈内凸起和外凸起。进一步地，所述外凹槽和所述内凹槽的两端凹槽边缘均与相邻的工作齿连接，且不超过所述水口边缘。更进一步地，所述外凹槽和所述内凹槽的两端凹槽边缘为圆弧状或者带角度的折线。更进一步地，所述外凹槽和所述内凹槽的凹槽深度为所述钻头工作齿径向厚度的15－45％。进一步地，所述水口的两个侧面为斜面，且与所述钢体圆周的径向呈锐角；所述水口包括间隔设置的前水口和后水口，所述前水口的水流方向从内到外为顺时针方向，所述后水口的水流方向从外到内为顺时针方向。更进一步地，所述水口的斜面与所述钢体圆周径向呈10－45°的角度。进一步地，所述外工作齿包括设于所述钢体外侧的外保径层、所述钢体上端的外齿工作层；所述内工作齿包括设于所述钢体内侧的内保径层、所述钢体上端的内齿工作层。更进一步地，所述内工作齿和所述外工作齿在其凹槽面上均设有凹槽镀层。进一步地，所述外工作齿和所述内工作齿在所述钢体上端由下至上均依次设有粘结过渡层、耐磨保径层、钻头工作层；所述粘结过渡层用于连接所述耐磨保径层与所述钢体。进一步地，所述钻头工作齿通过焊接将钻头工作块镶焊在所述钢体上端。本技术的优点在于：本技术通过改变金刚石钻头的破岩机理，提高金刚石钻头的钻进速度；疏导冲洗液，减小冲洗液对钻头保径的冲蚀，减小钻进阻力。本技术通过特定结构的设计提高钻头的工作效率、钻头寿命，降低钻头的制造成本，为金刚石钻头制造提供一种广普性的唇面结构。具体如下：1、通过内外工作齿单元组的交错布置，减小了钻头工作齿与岩石的接触面积，减轻了钻头工作所需的压力，并降低了钻头的制造成本；2、通过工作齿单元凹槽的设置和分布，疏导钻探冲洗液，减小冲洗液对保径工作面的冲蚀，并减小岩心与钻头的接触面积，从而减小钻探阻力；3、通过交叉工作齿破碎岩石，形成破岩自由面，避免钻头打滑，提高钻进效率；4、通过水口方向与钢体直径成夹角，畅通冲洗液，减小冲洗液对保径层的冲蚀，同时增加保径层的工作面积。5、本技术通过金刚石钻头过流断面的设计，疏导冲洗液，减小钻头与岩石的接触面积，提供一种适应各种岩层性质的交叉齿金刚石钻头结构。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。图1为本技术的结构下面示意图。图2为图1的俯视图。图3为图2的A-A处剖视图。图4为电镀金刚石钻头工作齿的剖面结构；其中a表示外工作齿，b表示内工作齿。图5为热压金刚石钻头工作齿的剖面结构；其中a表示外工作齿，b表示内工作齿。图6为刀头式焊接金刚石钻头工作齿的剖面结构；其中a表示外工作齿，b表示内工作齿。具体实施方式请参阅图1-图3所示，本技术的一种交叉齿金刚石钻头，包括钻头钢体100，所述钻头钢体100整体呈中空圆柱状，且上端沿圆周设有钻头工作齿，所述钻头工作齿由若干个内工作齿101和外工作齿102组成，所述内工作齿101和所述外工作齿102沿钢体圆周交错相间排列，且在其凸台间隔处设有水口103、105；所述内工作齿101的外侧壁上设有外凹槽104，所述外工作齿102的内侧壁上设有内凹槽107；所述内工作齿101和所述外工作齿102的俯视截面分别呈内凸起108和外凸起106。所述外凹槽104和所述内凹槽107的两端凹槽边缘均与相邻的工作齿连接，且不超过所述水口103、105边缘。所述外工作齿102内侧设置内凹槽107，所述内工作齿101外设置外凹槽104，使内外工作齿101和102形成交叉分布。同时，增加钻头工作时冲洗液的过流面积，减小保径层与岩心和岩石面之间的接触面积，减轻钻进阻力。所述外凹槽104和所述内凹槽107的两端凹槽边缘为圆弧状或者带角度的折线。所述外凹槽104和所述内凹槽107的凹槽深度为所述钻头工作齿径向厚度的15－45％。所述水口103、105的两个侧面为斜面，且与所述钢体100圆周的径向呈锐角；所述水口包括间隔设置的前水口103和后水口105，所述前水口103的水流方向从内到外为顺时针方向(即顺水流方向)，所述后水口105的水流方向从外到内为顺时针方向(逆水水流方向)。采用斜水口有利于增加水口的过流面积；所述前水口103位于内凹槽107后端，外凹槽104前端，使冲洗液在钻头旋转时处于顺流状态，有利于冲洗液畅通；所述后水口105位于内凹槽107前端，外凹槽104后端，避免冲洗液携带岩屑冲蚀外保径前端，并可在钻进突然断水时形成冲洗液的循环，避免烧钻事故。所述后水口105的逆流设置还有利于携带岩屑的冲洗液冲蚀外工作齿102的前端，便于钻头的自锐能力，提高钻头的钻进速度。所述水口103、105的斜面与所述钢体100圆周径向呈10－45°的角度。所述前水口103和所述后水口105与所述钢体100圆周径向的夹角可以相同，也可不同。以下是几种金刚石钻头生产工艺的工作齿结构说明：方法一电镀金刚石钻头工作齿结构请参阅图4所示，图4中a所述外工作齿通过电镀方式镀在钢体201上，包括外保径层202、前端工作层203、内凹槽204和凹槽镀层205。其中外保径层202电镀在钢体201的外侧壁上，用于保持钻头外径不快速减小；凹槽镀层205镀在钢体201内凹槽面204上，用于加强镀层与钢体结合力，并避免凹槽的快速磨损；前端工作层203镀在钻头钢体201的前端，用于切削岩石实施钻进。图4中b所述内工作齿通过电镀方式镀在钢体301上，包括内保径层302、前端工作层303、外凹槽304和凹槽镀层305。其中内保径层302电镀在钢体301的内侧壁上，用于保持钻头外径不快速减小；凹槽镀层305镀在钢体301外凹槽面304上，用于加强镀层与钢体结合力，并避免凹槽的快速磨损；前端工作层303镀在钻头钢体301的前端，用于切削岩石实施钻进。方法二热压金刚石钻头工作齿结构热压金刚石钻头包括有压烧结和无压浸渍等两种通过粉末冶金工艺制造金刚石钻头的方法。请参阅图5所示，图5中a所述外工作齿通过粉末冶金方式烧结在钢体401上，包括粘结过渡层402、耐磨保径层403、钻头工作层404和内凹槽405。其中粘结过渡层402与钢体401相连，用于连接耐磨保径层403和钢体401，保证钻头工作齿单元的结合力；耐磨保径层403外侧可以安放聚晶等耐磨材料，也可以采用粉末冶金耐磨配方；钻头工作层4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交叉齿金刚石钻头，包括钻头钢体，所述钻头钢体整体呈中空圆柱状，且上端沿圆周设有钻头工作齿，所述钻头工作齿由若干个内工作齿和外工作齿组成，其特征在于：所述内工作齿和所述外工作齿沿钢体圆周交错相间排列，且间隔处设有水口；所述内工作齿外侧壁上设有外凹槽，所述外工作齿内侧壁上设有内凹槽；所述内工作齿和所述外工作齿的俯视截面相对呈内凸起和外凸起。

【技术特征摘要】
1.一种交叉齿金刚石钻头，包括钻头钢体，所述钻头钢体整体呈中空圆柱状，且上端沿圆周设有钻头工作齿，所述钻头工作齿由若干个内工作齿和外工作齿组成，其特征在于：所述内工作齿和所述外工作齿沿钢体圆周交错相间排列，且间隔处设有水口；所述内工作齿外侧壁上设有外凹槽，所述外工作齿内侧壁上设有内凹槽；所述内工作齿和所述外工作齿的俯视截面相对呈内凸起和外凸起。2.根据权利要求1所述的交叉齿金刚石钻头，其特征在于：所述外凹槽和所述内凹槽的两端凹槽边缘均与相邻的工作齿连接，且不超过所述水口边缘。3.根据权利要求2所述的交叉齿金刚石钻头，其特征在于：所述外凹槽和所述内凹槽的两端凹槽边缘为圆弧状或者带角度的折线。4.根据权利要求2所述的交叉齿金刚石钻头，其特征在于：所述外凹槽和所述内凹槽的凹槽深度为所述钻头工作齿径向厚度的15－45％。5.根据权利要求1所述的交叉齿金刚石钻头，其特征在于：所述水口的两个侧面为斜面，且与所述钢体圆周的径向呈锐角；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰桥昌，
申请(专利权)人：兰桥昌，
类型：新型
国别省市：福建,35