專利名稱：一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鉆頭，特別涉及一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭。
技術背景 孕鑲金剛石鉆頭被廣泛用于地質、水利、能源、建筑、交通等行業和部門。現有的孕 鑲的金剛石鉆頭的結構如公告號為CN201269050的中國實用新型專利所示，鉆頭本體呈空 腔柱狀結構，其主要由胎體和與之連接的鋼體構成。胎體部位包括含金剛石的工作層與不 含金剛石的非工作層疊加而成。胎體的唇端處的工作層上開設有向鋼體延伸的溝槽狀的水 口。水口將工作層分為若干個鉆齒，鉆齒和水口沿圓周方向間隔分布。當鉆頭在鉆進堅硬、 研磨性強、及破碎的地層時，鋼體部位受到含巖粉、巖粒等高速流體的沖刷和沖蝕，鋼體會 比胎體提前磨損，形成拉脖子的破壞形式，而浪費了金剛石和金屬的胎體，鉆頭的壽命也降 低了 ，有些甚至弓I起金剛石胎體整體掉落在鉆孔內，造成孔內事故。 為防止鉆頭在鉆進堅硬、研磨性強、及破碎的地層時，出現上述破壞現象，目前的 解決方案是通過降低胎體的高度，使胎體與鋼體同步磨損。然而這種結構的孕鑲金剛石鉆 頭在一定程度上解決了胎體浪費的問題，卻沒有解決鉆頭壽命減少的問題。當在深孔鉆進 時因鉆頭壽命過短而頻繁起下鉆具，無用工作時間增加，整體的工作進度就受到嚴重影響
實用新型內容
本實用新型為解決現有孕鑲金剛石鉆頭在鉆進堅硬、研磨性強、及破碎的地層時，
鋼體提前磨損而減少壽命的問題，提供一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭。 為實現上述目的，本實用新型所設計的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，包括
胎體和與之連接的鋼體兩部分，胎體的唇端處設有溝槽狀的水口，水口將胎體的唇端分隔
為若干個鉆齒，所不同的是所述鋼體的外側壁上設有保護棱。鋼體表面附加上幾道棱狀硬
物質，使鋼體表面的耐磨性大幅度提高，又保留足夠的排粉空間，使原來的胎體可以正常消
耗完，甚至還可以加高胎體的高度，因而大大延長了鉆頭的使用壽命；減少了起下鉆具的距
離，大大提高了深孔地質鉆探的效率，大幅度縮減鉆探工期，減少了鉆探成本。 為了提高鋼體的耐研磨性，所述保護棱沿所述鋼體的長度方向延伸，即保護棱可
以與鋼體的軸向平行、也可以與鋼體的軸向呈一定角度。但最好是保護棱的走向與鋼體的
軸向平行。 考慮到兩種材質的胎體和鋼體的相連最可能在鉆頭鉆進時出現斷裂，本實用新型 所述保護棱的上端最好與胎體的底面緊接。 上述方案中，所述保護棱既可設置在水口的對應下方，也可設置在鉆齒的對應下 方，但考慮到鉆頭在鉆進過程中，鉆齒處的受力最大，因此保護棱最好設于每個鉆齒的對應 下方，最好是設于鉆齒的中軸線的延長線上。 本實用新型所述保護棱的硬度最好大于鋼體的硬度，用以進一步加強鋼體的耐研 磨性能。[0010] 本實用新型與現有技術相比，鋼體部分的凸起保護棱硬度可達HRC55以上，耐磨 性則加2 5倍，而現有產品的鋼體多為45#鋼，其硬度和耐磨性都差很多。因此，與普通 金剛石地質鉆頭相比，其使用壽命可增加到2 5倍，大幅度減少了起下鉆具的距離，大大 提高了深孔地質鉆探的效率，大幅度縮減鉆探工期，減少了鉆探成本。具有設計合理、結構 簡單、使用壽命數倍增加、生產效率高、成本低等特點。
圖1為本實用新型一種實施例的半剖視圖； 附圖標記1、胎體；11水口 ；12、鉆齒；2、鋼體；21、保護棱。
具體實施方式
下面對本實用新型的一種實施例進行詳細說明。 本實用新型一種帶保護鋼體2的孕鑲金剛石鉆頭如圖1所示，鉆頭的整體呈空腔 柱狀結構，主要由胎體1和鋼體2兩部分組成。所述胎體1又包括含金剛石的工作層與不 含金剛石的非工作層疊加而成。胎體l的唇端處的工作層上開設有向鋼體2延伸的溝槽狀 的水口 11。水口 11將胎體1的工作層分為若干個鉆齒12，鉆齒12和水口 11沿圓周方向 間隔分布。所述鋼體2的外側表面則布置有一道或一道以上的保護棱21，該保護棱21可以 呈直線形、呈螺旋形、或呈其他不規則的曲線形。上述各種形狀的保護棱21均沿鋼體2的 長度方向延伸，即保護棱21可以與鋼體2的軸向平行，或與鋼體2的軸向呈一定角度。綜 合考慮鋼體2所受應力和加工的難易程度，本實用新型保護棱21最好呈直線型，且保護棱 21的走向與鋼體2的軸向平行。 保護棱21可以布置水口 11的對應下方、或鉆齒12的對應下方，但考慮到鉆頭在 鉆進過程中，鉆齒12的對應下方的鋼體2受到的應力較大，因此保護棱21最好設置在每個 鉆齒12的對應下方。每個鉆齒12的下方所設的保護棱21可以為一道或一道以上。當然 也可以根據應力分布情況，間隔設置保護棱21，即只在其中幾個鉆齒12的對應下方設置保 護棱21。當鉆齒12的對應下方僅設有一道保護棱21時，該保護棱21最好棱處于兩個水 口 11中間，即保護棱21位于鉆齒12的中軸線的延長線上。另外，由于孕鑲金剛石鉆頭的 胎體1和鋼體2為兩種不同的材料加工而成，當鉆頭工作時，胎體1和鋼體2的相連處最易 出現斷裂，因此所述保護棱21的上端最好與胎體1的底面緊接。 在本實用新型優選實施例中，每個鉆齒12的對應下方、鋼體2的外側表面均設有 一道呈直線形的保護棱21，該保護棱21位于所對應的鉆齒12的中軸線的延長線上，保護 棱21的前端與胎體1部分的底面連接，并沿平行鋼體2軸向延伸約50mm，寬度約15mm，凸 起的高度約2mm。 本實用新型的保護棱21也可為各種硬質材料通過堆焊、或涂覆、或電鍍方法固定 在鋼體2的表面，形成硬度大于剛體的硬度的保護棱21。在本實用新型優選實施例中，所述 保護棱21的硬度大于等于HRC55。在加工過程中，首先將鋼體2表面處理干凈，方法1用鎢 金焊條在鋼體2表面直接電焊成所需尺寸的保護棱21 ;方法2在鋼體2表面，用熱噴涂工 藝，噴涂耐磨材料并堆積成所需尺寸的保護棱21 ;方法3用電鍍的工藝，在鋼體2表面鍍上 含金剛石或碎硬質合金或耐磨金屬材料，鍍所需尺寸的保護棱21。[0018] 本實施例并非本實用新型的窮舉，所述保護棱21在數量上也可以不同于鉆齒12 的數量；尺寸上也可不同于50MM長X15匪寬X2匪高，也可根據所鉆地層的研磨性不同， 組合各種硬質、耐磨材料做成保護棱21。
權利要求一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，包括胎體(1)和與之連接的鋼體(2)兩部分，胎體(1)的唇端處設有溝槽狀的水口(11)，水口(11)將胎體(1)的唇端分隔為若干個鉆齒(12)，其特征在于所述鋼體(2)的外側壁上設有保護棱(21)。
2. 根據權利要求1所述的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護棱(21)的沿所述鋼體(2)的長度方向延伸。
3. 根據權利要求2所述的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護 棱(21)與鋼體(2)的軸向平行。
4. 根據權利要求1 3中任意一項所述的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征 在于所述保護棱(21)的上端與胎體(1)的底面緊接。
5. 根據權利要求4所述的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護棱(21)設于每個鉆齒(12)的對應下方。
6. 根據權利要求4所述的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護 棱(21)設于鉆齒(12)的中軸線的延長線上。
7. 根據權利要求1 3中任意一項所述的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征 在于所述保護棱(21)的硬度大于剛體的硬度。
8. 根據權利要求7所述的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護棱(21)的硬度大于等于HRC55。
9. 根據權利要求1所述的一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護 棱(21)由硬質材料通過堆焊、或涂覆、或電鍍而成。
專利摘要本實用新型的目的是為解決現有孕鑲金剛石鉆頭在鉆進堅硬、研磨性強和破碎的地層時，鋼體提前磨損而減少壽命的問題，公開一種帶保護鋼體的孕鑲金剛石鉆頭。鉆頭包括胎體和與之連接的鋼體，在鋼體表面設置有沿軸向高耐磨性材料做成的保護棱。具有設計合理、結構簡單、使用壽命數倍增加、生產效率高、成本低等特點。
文檔編號E21B10/46GK201521248SQ20092014126
公開日2010年7月7日 申請日期2009年8月28日 優先權日2009年8月28日
發明者何鋒, 張延軍, 李運海, 王智慧, 羅文來, 莫睿, 謝志剛 申請人:桂林礦產地質研究院