專利名稱：孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
孕鑲金剛石取芯鉆頭用于公路、鐵路、水利水電、地質(zhì)勘探、礦產(chǎn)勘察、水文地質(zhì)調(diào)查、市政工程等工程建設(shè)施工中巖芯的提取。目前市場(chǎng)上所用的孕鑲金剛石取芯鉆頭由鉆頭冠部包鑲金剛石的胎體和與之連接的鋼體組成。在胎體結(jié)構(gòu)上，胎體唇端沿圓周方向開有水口，從而形成多個(gè)胎體合金塊，合金塊的硬度(或耐磨性)是一致的，在鉆進(jìn)過(guò)程中，不能逐漸形成沿圓周方向和高度方向的切削后角。鉆頭從鉆進(jìn)開始，到鉆頭失效前，鉆頭胎體形態(tài)的變化是胎體唇端多個(gè)胎體合金塊的徑向厚度同時(shí)變薄，其胎體高度的磨損一致，分配在鉆頭各胎體塊上的鉆壓始終是均等的。如果外界條件(如鉆壓、轉(zhuǎn)速、沖洗液量、巖層性質(zhì)等)不變，對(duì)于某一特定鉆頭，其鉆進(jìn)時(shí)效不變。如何提高孕鑲金剛石取芯鉆頭的鉆進(jìn)時(shí)效，一直是鉆探機(jī)具行業(yè)中專家們的棘手問(wèn)題，根據(jù)檢索，尚未有關(guān)這方面的技術(shù)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能提高鉆頭鉆進(jìn)時(shí)效，延長(zhǎng)鉆頭使用壽命的孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體。
本實(shí)用新型技術(shù)方案是一種孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體結(jié)構(gòu)，胎體位于鉆頭頭部，為空腔柱狀，胎體唇端沿圓周方向開有水口，水口與水口之間為工作體即胎體合金塊，胎體唇端對(duì)稱分布2組或2組以上的工作體，每組工作體采用不同硬度(或耐磨性)的組份合金結(jié)構(gòu)，沿鉆頭旋轉(zhuǎn)方向按其硬度或耐磨性的大小從大到小排列。
每組工作體的個(gè)數(shù)相等，且大于或等于2。
根據(jù)鉆頭規(guī)格不同和對(duì)巖層或所鉆對(duì)象的適應(yīng)性，將同一鉆頭上的N個(gè)胎體合金塊按對(duì)稱原則分成M組；每組當(dāng)中的n個(gè)胎體塊采用不同硬度(或耐磨性)的組份合金，沿鉆頭旋轉(zhuǎn)方向按其硬度(或耐磨性)的大小排列。在鉆進(jìn)過(guò)程中逐漸形成M個(gè)具有切削后角的切削刃，從而達(dá)到自我調(diào)節(jié)其鉆壓分配功能，提高鉆進(jìn)時(shí)效，減小排渣阻力，延長(zhǎng)鉆頭使用壽命以及更適應(yīng)巖性變化之目的。


圖1為孕鑲金剛石取芯鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為非均質(zhì)鉆頭唇端胎體塊對(duì)稱2組排列示意圖。
圖3為沿鉆頭旋轉(zhuǎn)方向從A塊到C塊隨鉆進(jìn)延續(xù)可逐漸形成內(nèi)外兩個(gè)相同的切削后角α的鉆頭唇端面示意圖。
圖4為圖3A、B、C三個(gè)胎體塊隨鉆進(jìn)延續(xù)，沿胎體塊高度方向逐漸形成一切削后角β的側(cè)向展開示意圖。
具體實(shí)施例實(shí)施例1如圖1和圖2所示，孕鑲金剛石取芯鉆頭由孕鑲金剛石胎體1和鋼體2組成，孕鑲金剛石胎體為空腔柱狀，胎體唇端沿圓周方向開有水口3，有6個(gè)胎體塊4，按對(duì)稱原則將其分為2組(A、B、C 3塊為1組)，每組當(dāng)中用H表征胎體塊的硬度(或耐磨性)指標(biāo)，并設(shè)HA＞HB＞HC。依據(jù)鉆頭胎體硬度(或耐磨性)與所鉆巖石相適應(yīng)的原則，設(shè)對(duì)應(yīng)的硬度(或耐磨性)值為H0則只要H0值落在HA與HC之間，便可使鉆頭處于正常鉆進(jìn)狀態(tài)。隨著鉆進(jìn)的延續(xù)，逐漸將鉆頭冠狀頭部的合金胎體塊4磨蝕成兩組(把)帶有切削后角(α、β)的切削刃具，見(jiàn)圖3、圖4，這樣就改變了鉆壓的分配和巖屑的有利排出，從而可使鉆進(jìn)時(shí)效大大提高，鉆頭壽命也相應(yīng)有所提高。
實(shí)施例2孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體，需有12個(gè)胎體合金塊，可按以下任意一種情況分組a)2組，每組6塊，并使得H1＞H2＞H3＞H4＞H5＞H6；b)3組，每組4塊，并使得H1＞H2＞H3＞H4；c)4組，每組3塊，并使得H1＞H2＞H3；d)6組，每組2塊，并使得H1＞H2；根據(jù)工況條件選取以上四種方案中的其中一種方案來(lái)制作的鉆頭，均能在鉆進(jìn)中形成沿圓周方向和高度方向的切削后角。
本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，凡是在孕鑲金剛石取芯鉆頭中沿圓周分布兩種(含兩種)以上硬度(或耐磨性)值的多個(gè)胎體塊，均為本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
如采用專利號(hào)為ZL01257566.6《一種孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體結(jié)構(gòu)》中的金剛石保徑方式，使用效果會(huì)更好。
權(quán)利要求1.一種孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體結(jié)構(gòu)，胎體為空腔柱狀，胎體唇端沿圓周方向開有水口(3)，水口與水口之間為工作體(4)，其特征在于工作體(4)為非均質(zhì)結(jié)構(gòu)，沿鉆頭旋轉(zhuǎn)方向按硬度或耐磨性大小從大到小排列2組或2組以上的工作體(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體結(jié)構(gòu)，其特征在于每組工作體(4)的個(gè)數(shù)相等，且大于或等于2。
專利摘要本實(shí)用新型孕鑲金剛石取芯鉆頭胎體結(jié)構(gòu)，胎體采用對(duì)稱分布非均質(zhì)胎體結(jié)構(gòu)，沿鉆頭旋轉(zhuǎn)方向按硬度或耐磨性大小從大到小排列2組或2組以上的工作體。在不增加制造成本前提下，達(dá)到提高鉆頭鉆進(jìn)時(shí)效，延長(zhǎng)鉆頭使用壽命，對(duì)巖石適應(yīng)性更強(qiáng)之目的。
文檔編號(hào)E21B10/48GK2932362SQ20062005158
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者李明全, 李旺春, 全勝, 蔣斌, 武笛, 吳度希 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙礦冶研究院