一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭，其包括鉆頭胎體，所述鉆頭胎體上設置由若干個扇形塊組成的同心環槽，所述扇形塊上開設有切削齒，所述切削齒包括凸出部分和低凹部分，其中，所述扇形塊包括第一、二扇形塊，所述第一、二扇形塊輪流交替布置，所述第一扇形塊上切削齒的低凹部分對應第二扇形塊上切削齒的凸出部分設置，且所述第一扇形塊上切削齒的凸出部分與第二扇形塊上切削齒的凸出部分高度不等。上述金剛石鉆頭在碎巖的過程中，第一扇形塊將巖石切削成鋸齒狀，第二扇形塊將第一扇形塊的凸出部分切削掉。保證切削下來的巖屑不會重復磨耗扇形塊工作層，從而能夠有效排除巖屑、提高機械鉆速、增加鉆頭進尺、提高鉆探技術指標。
【專利說明】一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種金剛石鉆頭，尤其是涉及一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭。【背景技術】
[0002]目前，國內地質勘探施工中，金剛石鉆進工藝應用廣泛，施工中普遍采用的是金剛石鉆頭，胎體唇面大多采用的是同心環槽。由于同心環槽金剛石鉆頭各個扇形塊工作唇面的形狀都一樣，在鉆進過程中，下一個扇形塊工作唇面會在上一個扇形塊切削形成的凹槽里進行重復破碎巖石，而上一個扇形塊切削的部分巖屑滯留在凹槽底部，會研磨下一個扇形塊工作層的金剛石，這就造成了金剛石的無用磨耗。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于，針對上述問題，提供一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭，其能夠有效排除巖屑、提聞機械鉆速、增加鉆頭進尺、提聞鉆探技術指標。以解決現有金剛石鉆頭存在的上述問題。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現:
[0005]一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭，其包括鉆頭胎體，所述鉆頭胎體上設置由若干個扇形塊組成的同心環槽，所述扇形塊上開設有切削齒，所述切削齒包括凸出部分和低凹部分，其中，所述扇形塊包括第一、二扇形塊，所述第一、二扇形塊輪流交替布置，所述第一扇形塊上切削齒的低凹部分對應第二扇形塊上切削齒的凸出部分設置，且所述第一扇形塊上切削齒的凸出部分與第二扇形塊上切削齒的凸出部分高度不等，碎巖的過程中，第一扇形塊將巖石切削成鋸齒狀，第二扇形塊將第一扇形塊的凸出部分切削掉。
[0006]特別地，所述切削齒為鋸齒狀，且所述第一、二扇形塊上切削齒的齒寬相同，所述第一扇形塊上切削齒的凸出部分相對于第二扇形塊上切削齒的凸出部分徑向移動切削齒底寬的1/2。
[0007]特別地，所述切削齒頂角的角度在70°?90°范圍內。
[0008]特別地，所述扇形塊的內外徑上鑲有耐磨性高的保徑材料，可以避免鉆頭非正常磨損。
[0009]本實用新型的有益效果為，與現有相比所述梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭具有如下優點:
[0010]I)碎巖的過程中，第一扇形塊將巖石切削成鋸齒狀,第二扇形塊將第一扇形塊的凸出部分切削掉這樣依次切削巖石，保證切削下來的巖屑不會重復磨耗扇形塊工作層，從而能夠有效排除巖屑、提聞機械鉆速、增加鉆頭進尺、提聞鉆探技術指標。
[0011]2)所述第一扇形塊的凸出部分和第二扇形塊上的低凹部分輪流交替，有助于破碎前一個扇形塊凸出部分預破碎的巖石，巖屑比較容易被沖洗液排走而且沖洗液經常位于孔底低洼部分，有利于冷卻碎巖工具，保證鉆探規程始終處于“濕式摩擦”狀態，使鉆頭磨損減輕，機械鉆速提高，大大降低了破碎單位體積巖石的能量消耗。[0012]3)所述第一扇形塊的凸出部分和第二扇形塊上的低凹部分輪流交替，有利于消除鉆進時傳遞到鉆頭上振動載荷引起的振動，增加穩定性，減少孔斜，從而提高鉆探過程的技術經濟指標。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型【具體實施方式】I提供的梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型【具體實施方式】I提供的梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭的第一扇形塊與巖石的接觸示意圖；
[0015]圖3是本實用新型【具體實施方式】I提供的梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭的第二扇形塊與巖石的接觸示意圖；
[0016]圖4是本實用新型【具體實施方式】I提供的梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭的第一扇形塊與巖石接觸通過后的孔底示意圖；
[0017]圖5是本實用新型【具體實施方式】I提供的梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭的第二扇形塊與巖石接觸通過時的結構示意圖；
[0018]圖6是本實用新型【具體實施方式】I提供的梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭的第一、二扇形塊與巖石接觸通過后的孔底示意圖。
[0019]圖中:
[0020]1、鉆頭胎體；2、水口 ；3、第一扇形塊；4、第二扇形塊；5、切削齒凸出部分；6、切削齒低凹部分；7、切削巖石孔底；8、孔底凸出部分；9、孔底低凹部分。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0022]請參照圖1至圖6所示，本實施例中，一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭包括鉆頭胎體1，所述鉆頭胎體I上設置由若干個和扇形塊組成的同心環槽，且所述鉆頭胎體I上開設有若干個水口 2，所述扇形塊上開設有鋸齒狀的切削齒，且所述扇形塊包括第一扇形塊3和第二扇形塊4,所述第一扇形塊3和第二扇形塊4輪流交替布置,且所述第一扇形塊3和第二扇形塊4的切削齒的齒寬相同且均包括切削齒凸出部分5和切削齒低凹部分6，所述第一扇形塊3上的切削齒凸出部分5相對于第二扇形塊4上的切削齒凸出部分6徑向移動切削齒底寬的1/2。即所述第一扇形塊3上的切削齒低凹部分6對應第二扇形塊4上的切削齒凸出部分6設置，且所述第一扇形塊3上的切削齒凸出部分5與第二扇形塊上的切削齒凸出部分5高度不等，所述第一扇形塊3將巖石切削形成如圖4所示的鋸齒狀的切削巖石孔底7，所述切削巖石孔底7包括孔底凸出部分8和孔底低凹部分9，然后第二扇形塊4對第一扇形塊3切削過的巖石進行切削，通過其切削齒凸出部分5將第一扇形塊3切削的孔底凸出部分8切削掉。這樣依次切削巖石，第二扇形塊4切削巖石的路徑就會有所變化，不會重復破碎滯留下來的巖屑，而且也會使孔底變得更加平坦，有利于巖屑的及時排出，提高鉆頭的碎巖效率。同時保證切削下來的巖屑不會重復磨耗扇形塊工作層，從而能夠有效排除巖屑、提聞機械鉆速、增加鉆頭進尺、提聞鉆探技術指標。
[0023]所述第一扇形塊3和第二扇形塊4的切削齒頂角的角度在70°?90°范圍內，金剛石按照專門角度排放，使此角度盡量接近八面體金剛石晶體的棱角，形成向量硬度，能夠充分地發揮金剛石強度方向性的作用，破碎巖石效果更好，使用壽命更長。
[0024]在鉆進過程中，第一扇形塊3和第二扇形塊4的切削齒凸出部分5和切削齒低凹部分6輪流交替，有助于破碎前一個扇形塊凸出部分預破碎的巖石，巖屑比較容易被沖洗液排走而且沖洗液經常位于孔底低洼部分，有利于冷卻碎巖工具，保證鉆探規程始終處于“濕式摩擦”狀態，使鉆頭磨損減輕，機械鉆速提高，大大降低了破碎單位體積巖石的能量消耗。所述梳狀扇形塊孕鑲金剛石可用于鉆進可鉆性為7?12級的地層。在鉆進中等硬度巖層時，孔底巖石發生綜合破碎巖石過程，即壓模式切削具體積破碎過程和研磨性破碎過程，在鉆進堅硬巖層時，孔底發生研磨性破碎過程。
[0025]所述第一扇形塊3和第二扇形塊4的內外徑上鑲有耐磨性高的保徑材料，可以避免鉆頭非正常磨損，保證鉆頭工作層各個角落均能有效破碎巖石，保好鉆頭內、外徑，保持鉆頭切削具的自銳性。在鉆進過程中，鉆頭常常發生振動，由于第一扇形塊3和第二扇形塊4的切削齒凸出部分5和切削齒低凹部分6相互交錯，有利于消除鉆進時傳遞到鉆頭上振動載荷引起的振動，增加穩定性，減少孔斜，從而提聞鉆探過程的技術經濟指標。
[0026]以上實施例只是闡述了本實用新型的基本原理和特性，本實用新型不受上述實施例限制，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭，其包括鉆頭胎體，所述鉆頭胎體上設置由若干個扇形塊組成的同心環槽，所述扇形塊上開設有切削齒，所述切削齒包括凸出部分和低凹部分，其特征在于:所述扇形塊包括第一、二扇形塊，所述第一、二扇形塊輪流交替布置，所述第一扇形塊上切削齒的低凹部分對應第二扇形塊上切削齒的凸出部分設置，且所述第一扇形塊上切削齒的凸出部分與第二扇形塊上切削齒的凸出部分高度不等，碎巖的過程中，第一扇形塊將巖石切削成鋸齒狀，第二扇形塊將第一扇形塊的凸出部分切削掉。
2.根據權利要求1所述的一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述切削齒為鋸齒狀，且所述第一、二扇形塊上切削齒的齒寬相同，所述第一扇形塊上切削齒的凸出部分相對于第二扇形塊上切削齒的凸出部分徑向移動切削齒底寬的1/2。
3.根據權利要求1或2任一項所述的一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述切削齒頂角的角度在70°?90°范圍內。
4.根據權利要求1所述的一種梳狀扇形塊孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述扇形塊的內外徑上鑲有耐磨性高的保徑材料。
【文檔編號】E21B10/43GK203783468SQ201420011958
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月8日 優先權日:2014年1月8日
【發明者】維克托·費多羅維奇·契霍特金, 高申友, 蔣國盛, 彭莉, 李曉磊 申請人:無錫鉆探工具廠有限公司