專利名稱：擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭。
背景技術：
現有的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，由于其結構設計不盡合理，在使用過程中，常常會出現卡鉆現象，并且金剛石塊容易發生脫落，導致地質取樣無法正常進行。
發明內容
本發明目的在于提供一種可避免或減少出現卡鉆現象，金剛石塊不易發生脫落，鉆孔不易發生塌壁，節約能源，鉆頭鉆進效率高的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，包括大端在上、小端在下的圓臺形的錐形套筒，錐形套筒的軸線位于垂直方向，錐形套筒的內、外側壁的錐角為5° -20°，錐形套筒的側壁上自下而上向固定有多圈、每圈多個金剛石塊，每個金剛石塊的外端向外伸出錐形套筒的外側壁，每個金剛石塊的里端向里伸出錐形套筒的內側壁，相鄰的兩圈金剛石塊錯位排列，每圈中的每個金剛石塊的上部位于其上方的一圈金剛石塊中的2個金剛石塊之間的下部，每圈中的每個金剛石塊的下部位于其下方的一圈金剛石塊中的2個金剛石塊之間上部，所述錐形套筒的頂端與圓筒形的擠土筒的底端連為一體，擠土筒的外側壁直徑與錐形套筒外側壁的大端相等，擠土筒的內側壁直徑與錐形套筒內側壁的大端相等，擠土筒的頂端與圓筒形的螺紋連接筒的底端連為一體，螺紋連接筒外側壁的直徑小于或等于擠土筒外側壁的直徑，螺紋連接筒的側壁上設有連接螺紋。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其中所述金剛石塊的圈數為3-10個，每圈有3-12個金剛石塊。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其中所述錐形套筒的外側壁的錐角為12° -15°，所述錐形套筒的內側壁的錐角為8° -10°。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其中所述所述錐形套筒的側壁上設有截面為圓形或橢圓形或矩形的通孔，所述金剛石塊采用焊接固定在通孔內。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其中所述螺紋連接筒沿垂直方向的高度為10mm-30mm，所述連接螺紋在螺紋連接筒的外側壁上，所述擠土筒沿垂直方向的高度為30mm-50mm,所述錐形套筒沿垂直方向的高度為30mm-100mm,每個所述金剛石塊的外端向外伸出錐形套筒的外側壁lmm-3mm，每個金剛石塊的里端向里伸出錐形套筒的內側壁本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其中所述錐形套筒的底端外徑為60mm-200mm,維形套筒的壁厚為5mm-10mm。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其中所述擠土筒的外側壁上沿軸向設有多個容土溝槽，容土溝槽的橫截面為矩形或梯形，每個容土溝槽的寬度自下而上逐漸縮小。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其中所述容土溝槽的深度自下而上逐漸變淺。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其中每圈所述金剛石塊中相鄰的二個金剛石塊之間分別設有一個硬質合金塊，硬質合金塊的外端與金剛石塊的外端平齊，硬質合金塊的里端與金剛石塊的里端平齊。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其錐包括大端在上、小端在下的圓臺形的錐形套筒，錐形套筒的側壁上自下而上向固定有多圈、每圈多個金剛石塊，每個金剛石塊的外端向外伸出錐形套筒的外側壁，每個金剛石塊的里端向里伸出錐形套筒的內側壁，相鄰的兩圈金剛石塊錯位排列，每圈中的每個金剛石塊的上部位于其上方的一圈金剛石塊中的2個金剛石塊之間的下部，每圈中的每個金剛石塊的下部位于其下方的一圈金剛石塊中的2個金剛石塊之間上部，錐形套筒的頂端與圓筒形的擠土筒的底端連為一體，擠土筒的外側壁直徑與錐形套筒外側壁的大端相等，擠土筒的內側壁直徑與錐形套筒內側壁的大端相等。在使用時，其錐形套筒底端外露的的一圈金剛石塊可向下切削地層，而錐形套筒的內、外側壁外露的的金剛石塊2可沿側向切削地層，而大端在上、小端在下的圓臺形的錐形套筒，則可將被旋鉆出來的沙土擠到鉆孔的側壁中去，從而可避免或減少出現卡鉆現象，并可提高孔壁的密實度，減少孔壁坍塌的可能性，同時由于鉆桿內的沙土與空心鉆桿內壁合和鉆頭內壁保有一定的間隙，也可避免或減少鉆桿內的沙土對鉆桿及鉆頭的摩擦阻力，并可讓冷卻水更暢通地流向鉆頭部分，提高水對鉆頭部分的冷卻、沖刷效果，讓被切削下來的沙土更容易被冷卻水沖離鉆頭，由此可減少能源消耗，提高鉆進效率。此外，由于金剛石塊是固定在錐形套筒I側壁上的通孔中，金剛石塊不易發生脫落，其鉆頭鉆進效率也非常高。因此，本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭具有可避免或減少出現卡鉆現象，金剛石塊不易發生脫落，鉆孔不易發生塌壁，節約能源，鉆頭鉆進效率高的特點。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭的其他細節和特點可通過閱讀下文結合附圖詳加描述的實施例便可清楚明了。
圖1為本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭的結構示意圖的主視剖面圖；圖2為本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭的A-A截面的俯視剖面圖。
具體實施例方式如圖1和圖2所示，本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，包括大端在上、小端在下的圓臺形的錐形套筒1，錐形套筒I的軸線位于垂直方向，錐形套筒I的內、外側壁的錐角為5° -20°，錐形套筒I的側壁上自下而上向固定有多圈、每圈多個金剛石塊2，錐形套筒I的側壁上設有截面為圓形或橢圓形或矩形的通孔，金剛石塊2采用焊接固定在通孔內。每個金剛石塊2的外端向外伸出錐形套筒I的外側壁，每個金剛石塊2的里端向里伸出錐形套筒I的內側壁，相鄰的兩圈金剛石塊2錯位排列，每圈中的每個金剛石塊2的上部位于其上方的一圈金剛石塊2中的2個金剛石塊2之間的下部，每圈中的每個金剛石塊2的下部位于其下方的一圈金剛石塊2中的2個金剛石塊2之間上部，錐形套筒I的頂端與圓筒形的擠土筒4的底端連為一體，擠土筒4的外側壁直徑與錐形套筒I外側壁的大端相等，擠土筒4的內側壁直徑與錐形套筒I內側壁的大端相等，擠土筒4的頂端與圓筒形的螺紋連接筒3的底端連為一體，螺紋連接筒3外側壁的直徑小于或等于擠土筒4外側壁的直徑，螺紋連接筒3的側壁上設有連接螺紋。金剛石塊2的圈數為3-10個，每圈有3-12個金剛石塊2。錐形套筒I的外側壁的錐角為12° -15°，錐形套筒I的內側壁的錐角為8。-10°。螺紋連接筒3沿垂直方向的高度為10mm-30mm，連接螺紋在螺紋連接筒3的外側壁上，擠土筒4沿垂直方向的高度為30mm-50mm，錐形套筒I沿垂直方向的高度為30mm-100mm,每個金剛石塊2的外端向外伸出錐形套筒I的外側壁每個金剛石塊2的里端向里伸出錐形套筒I的內側壁lmm-3mm。錐形套筒I的底端外徑為60mm-200mm,錐形套筒I的壁厚為5mm-10mm。作為本發明的改進，上述擠土筒4的外側壁上沿軸向設有多個容土溝槽5，容土溝槽5的數量可以是3個或4個或6個或8個,容土溝槽5的橫截面為矩形或梯形,每個容土溝槽5的寬度自下而上逐漸縮小，容土溝槽5的深度自下而上逐漸變淺。在使用時，容土溝槽5可以容納那些暫時未被擠進孔壁的沙土，隨著鉆具的不斷向下鉆進，進入容土溝槽5下端的沙土會被新進來的沙土頂向容土溝槽5的上部，由于容土溝槽5的寬度自下而上逐漸縮小，容土溝槽5的深度自下而上逐漸變淺，于是，進入容土溝槽5的沙土會被全部擠進孔壁。作為本發明的進一步改進，上述每圈金剛石塊2中相鄰的二個金剛石塊2之間分別設有一個硬質合金塊(圖中未畫出)，硬質合金塊的外端與金剛石塊2的外端平齊，硬質合金塊的里端與金剛石塊2的里端平齊。在每圈金剛石塊2中相鄰的二個金剛石塊2之間分別設有一個硬質合金塊，不僅可以減少金剛石塊2的磨損，這種組合還可以提高鉆頭的鉆進效率。本發明的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭在使用時，其錐形套筒I底端外露的的一圈金剛石塊2可向下切削地層，而錐形套筒I的內、外側壁外露的的金剛石塊2可沿側向切削地層，而大端在上、小端在下的圓臺形的錐形套筒1，則可將被旋鉆出來的沙土擠到鉆孔的側壁中去，從而可避免或減少出現卡鉆現象，并可提高孔壁的密實度，減少孔壁坍塌的可能性，同時由于鉆桿內的沙土與空心鉆桿內壁合和鉆頭內壁保有一定的間隙，也可避免或減少鉆桿內的沙土對鉆桿及鉆頭的摩擦阻力，并可讓冷卻水更暢通地流向鉆頭部分，提高水對鉆頭部分的冷卻、沖刷效果，讓被切削下來的沙土更容易被冷卻水沖離鉆頭，由此可減少能源消耗，提高鉆進效率。此外，由于金剛石塊是固定在錐形套筒I側壁上的通孔中，金剛石塊不易發生脫落，其鉆頭鉆進效率也非常高。
權利要求
1.擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于包括大端在上、小端在下的圓臺形的錐形套筒(1)，錐形套筒(I)的軸線位于垂直方向，錐形套筒(I)的內、外側壁的錐角為5° -20°，錐形套筒(I)的側壁上自下而上向固定有多圈、每圈多個金剛石塊(2)，每個金剛石塊(2)的外端向外伸出錐形套筒(I)的外側壁，每個金剛石塊(2)的里端向里伸出錐形套筒(I)的內側壁，相鄰的兩圈金剛石塊(2)錯位排列，每圈中的每個金剛石塊(2)的上部位于其上方的一圈金剛石塊(2)中的2個金剛石塊(2)之間的下部，每圈中的每個金剛石塊(2)的下部位于其下方的一圈金剛石塊(2)中的2個金剛石塊(2)之間上部，所述錐形套筒⑴的頂端與圓筒形的擠土筒⑷的底端連為一體，擠土筒⑷的外側壁直徑與錐形套筒(I)外側壁的大端相等，擠土筒(4)的內側壁直徑與錐形套筒(I)內側壁的大端相等，擠土筒(4)的頂端與圓筒形的螺紋連接筒(3)的底端連為一體，螺紋連接筒(3)外側壁的直徑小于或等于擠土筒(4)外側壁的直徑，螺紋連接筒(3)的側壁上設有連接螺紋。
2.根據權利要求1所述的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于所述金剛石塊(2)的圈數為3-10個，每圈有3-12個金剛石塊(2)。
3.根據權利要求2所述的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于所述錐形套筒(I)的外側壁的錐角為12° -15°，所述錐形套筒(I)的內側壁的錐角為8° -10°。
4.根據權利要求3所述的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于所述錐形套筒(I)的側壁上設有截面為圓形或橢圓形或矩形的通孔，所述金剛石塊(2)采用焊接固定在通孔內。
5.根據權利要求4所述的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于所述螺紋連接筒(3)沿垂直方向的高度為10mm-30mm，所述連接螺紋在螺紋連接筒(3)的外側壁上，所述擠土筒(4)沿垂直方向的高度為30mm-50mm，所述錐形套筒(I)沿垂直方向的高度為30mm-100mm,每個所述金剛石塊(2)的外端向外伸出錐形套筒(I)的外側壁每個金剛石塊(2)的里端向里伸出錐形套筒(I)的內側壁lmm-3mm。
6.根據權利要求5所述的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于所述錐形套筒(I)的底端外徑為60mm-200mm,錐形套筒(I)的壁厚為5mm-10mm。
7.根據權利要求1至6中任何一項所述的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于所述擠土筒(4)的外側壁上沿軸向設有多個容土溝槽(5)，容土溝槽(5)的橫截面為矩形或梯形，每個容土溝槽(5)的寬度自下而上逐漸縮小。
8.根據權利要求7所述的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于所述容土溝槽(5)的深度自下而上逐漸變淺。
9.根據權利要求1至8中任何一項所述的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，其特征在于每圈所述金剛石塊(2)中相鄰的二個金剛石塊(2)之間分別設有一個硬質合金塊，硬質合金塊的外端與金剛石塊(2)的外端平齊，硬質合金塊的里端與金剛石塊(2)的里端平齊。
全文摘要
一種擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭，包括大端在上、小端在下的圓臺形的錐形套筒，錐形套筒的側壁上自下而上向固定有多圈、每圈多個金剛石塊，相鄰的兩圈金剛石塊錯位排列，錐形套筒的頂端與圓筒形的擠土筒的底端連為一體，擠土筒的外側壁直徑與錐形套筒外側壁的大端相等，擠土筒的內側壁直徑與錐形套筒內側壁的大端相等，擠土筒的頂端與圓筒形的螺紋連接筒的底端連為一體，螺紋連接筒外側壁的直徑小于或等于擠土筒外側壁的直徑，螺紋連接筒的側壁上設有連接螺紋。其目的在于提供一種可避免或減少出現卡鉆現象，金剛石塊不易發生脫落，鉆孔不易發生塌壁，節約能源，鉆頭鉆進效率高的擠砂石土錐形套筒金剛石鉆頭。
文檔編號E21B10/46GK103015904SQ201210563438
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者王勝利 申請人:北京詠歸科技有限公司