專利名稱：孕鑲金剛石鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆頭，特別涉及一種孕鑲金剛石鉆頭。
(二)
背景技術(shù)：
孕鑲金剛石鉆頭被廣泛用于地質(zhì)、水利、能源、建筑、交通等行業(yè)和部門。孕鑲的金剛 石鉆頭呈空腔柱狀結(jié)構(gòu)，由主要胎體部分和與之連接的鋼體構(gòu)成。胎體部分包括含金剛石的 工作層與不含金剛石的非工作層疊加而成。在胎體部分唇端處開設(shè)有溝槽狀的水口，水口將 工作層分為若干個(gè)工作體，工作體與水口沿圓周方向間隔分布。由于現(xiàn)有的孕鑲的金剛石鉆 頭的胎體部分、胎體部分與鋼體的聯(lián)結(jié)僅通過材料自身熱壓燒結(jié)成型，因而胎體部分本身的 強(qiáng)度及胎體部分與鋼體的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度均不高。當(dāng)鉆頭在鉆進(jìn)堅(jiān)硬、研磨性強(qiáng)和破碎的地層時(shí)， 胎體部分的工作負(fù)荷很大，鉆頭的胎體部分容易出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，所以現(xiàn)有的孕鑲金剛石鉆 頭的工作層高度一般都選擇在4 9mm之間，其使用壽命也相對較短。在實(shí)際使用中，尤其在 鉆進(jìn)深孔或超深孔時(shí)，由于鉆頭的磨損報(bào)廢需頻繁提鉆更換鉆頭而用去大量的時(shí)間，導(dǎo)致的 鉆進(jìn)效率低、加工成本高、單位進(jìn)尺費(fèi)用高、造成了大量的人力、物力的消耗等。
為防止胎體部分工作層的斷裂而出現(xiàn)，現(xiàn)有的解決方案是在孕鑲金剛石鉆頭的水口的溝 槽處設(shè)置沿圓周方向延伸的加強(qiáng)筋。這種結(jié)構(gòu)的鉆頭僅僅解決了胎體部分的牢固問題，在一 定程度上延長了鉆頭的使用壽命，但并未對胎體部分工作層的各個(gè)工作體自身強(qiáng)度進(jìn)行增強(qiáng) ，鉆頭在鉆進(jìn)過程中同樣容易斷裂；而且在使用過程中環(huán)狀加強(qiáng)筋還會(huì)增加鉆頭鉆探的阻力 ，影響鉆進(jìn)效率。因此該方案對鉆頭工作層的高度的提升以及使用壽命的延長的效果并不明 顯。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有孕鑲金剛石鉆頭的胎體部分易斷裂，胎體部分工作層較低、 使用壽命短的不足，公開一種胎體部分不易斷裂且工作層較高的孕鑲金剛石鉆頭。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的孕鑲金剛石鉆頭，包括胎體部分和與之連接的鋼體，其不同之處 所述胎體部分內(nèi)設(shè)置有沿軸向貫穿胎體部分和鋼體的加強(qiáng)筋。在胎體部分和鋼體間加入加強(qiáng) 筋，類似混凝土中加入鋼筋一樣，使胎體部分本身的強(qiáng)度以及胎體部分與鋼體的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度都 大大提高。鉆頭強(qiáng)度的提高不僅能夠使得鉆頭的胎體部分不易斷裂，同時(shí)也使得胎體部分的 高度，特別是含金剛石工作層的高度和水口的深度都大幅度增加，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(zhì)鉆探的效率，大幅度縮減鉆探工期， 減少了鉆探成本。
由于鉆頭的胎體部分的工作層開設(shè)有溝槽狀的水口，水口將工作層分為若干個(gè)工作體， 工作體與水口沿圓周方向間隔分布。加強(qiáng)筋可間隔設(shè)置與工作體內(nèi)，也可在每個(gè)工作體均設(shè) 有一個(gè)。為了使鉆頭各個(gè)工作體的強(qiáng)度均有所增加，其增強(qiáng)效果相當(dāng)，所述每個(gè)工作體中均 設(shè)置至少一個(gè)加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋最好貫穿設(shè)置于工作體的橫向剖面的中部。
所述加強(qiáng)筋的前端與胎體部分的唇面平齊。胎體部分內(nèi)置入的加強(qiáng)筋的長度在25 mm 80mm之間，由于加強(qiáng)筋底部需伸入到鋼體內(nèi)，因此所述加強(qiáng)筋的長度需大于胎體部分的厚度 (工作層與非工作層厚度之和)。采用該長度范圍的加強(qiáng)筋可以使胎體部分工作層的厚度做 至U7 60mm，水口深度做到10 70mm，因而大大增加了鉆頭的壽命、減少了起下鉆的距離、 提高了工效。
加強(qiáng)筋可為各種硬質(zhì)材料制成，如采用銅、鐵或鋼等金屬或合金材料，其優(yōu)選方案是選 用鋼筋或鋼管。該所述加強(qiáng)筋的外圓直徑為2 mm 8mm。當(dāng)加強(qiáng)筋為鋼管時(shí)，其管壁厚度一 般在2 mm 6mm之間。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，胎體部分本身的強(qiáng)度以及胎體部分與鋼體的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度都大 大提高，鉆頭胎體部分不斷裂，因此金屬胎體部分的高度，特別是含金剛石工作層的高度， 可以做到7 60mm，水口深度達(dá)到10 70mm。與普通金剛石地質(zhì)鉆頭相比，其使用壽命可增 加到2 10倍，大幅度減少了起下鉆具的距離，大大提高了深孔地質(zhì)鉆探的效率，大幅度縮 減鉆探工期，減少了鉆探成本。具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命數(shù)倍增加、生產(chǎn)效率高 、成本低等特點(diǎn)。
(四)
圖l為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的剖視圖； 圖2為圖1的俯視圖。
附圖標(biāo)記1、胎體部分；l-l工作層；1-2非工作層；2工作體；3、水口； 4、鋼體；5
、加強(qiáng)筋。
具體實(shí)施方式下面對本實(shí)用新型的一種實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
本實(shí)施例的一種孕鑲金剛石鉆頭，鉆頭的整體呈空腔柱狀結(jié)構(gòu)，主要由含金剛石的工作 層1-1與不含金剛石的非工作層1-2疊加而成的胎體部分1和鋼體4構(gòu)成。胎體部分l的工作層
4l-l與鋼體4通過胎體部分l的非工作層l-2連接。胎體部分l的唇端處的工作層l-l上開設(shè)有向 鋼體4延伸的溝槽狀的水口3。水口3將工作層1-1分為若干個(gè)工作體2，工作體2和水口3沿圓 周方向間隔分布。
所述胎體部分1的工作體2內(nèi)均設(shè)置有沿軸向貫穿胎體部分1和鋼體4的加強(qiáng)筋5。該加強(qiáng) 筋5的前端與胎體部分1的唇面平齊，且處于工作體2的中部，即加強(qiáng)筋5從鉆頭的唇面開始并 沿工作體2的橫向剖面的中部貫穿至鋼體4。為使加強(qiáng)筋5能夠貫穿整個(gè)胎體部分1并伸入鋼體 4內(nèi)，加強(qiáng)筋5的長度需大于胎體部分l工作層l-l和非工作層l-2的厚度，因此本實(shí)用新型的 加強(qiáng)筋5的長度最好在25mm 80mm之間。所述加強(qiáng)筋5可為外圓直徑在2 mm 8mm之間的實(shí)心 的鋼筋或空心的鋼管。當(dāng)加強(qiáng)筋5為鋼管時(shí)，其厚度一般為2 mm 6mm。
本實(shí)施例選用長度為70cm，外圓直徑為8mm、厚度為2mm的圓柱形鋼管作為加強(qiáng)筋5。在 加工過程中，首先將鋼管通過緊固的方式垂直固定在鋼體4上，然后再將該固定有加強(qiáng)筋5的 鋼體4安放在燒結(jié)鉆頭用的模具內(nèi)，并使得加強(qiáng)筋5的頂端與胎體部分1的唇面平齊且恰好位 于胎體部分1的每個(gè)工作體2的中間，之后按照鉆頭的常規(guī)制造方法依次裝入工作層l-l胎體 料、非工作層l-2胎體料和水口3粉等，最后進(jìn)行成型燒結(jié)。由于該加強(qiáng)筋5為鋼管，因此需 注意在鋼管的內(nèi)徑空腔內(nèi)也需裝入與上述相同的工作層l-l的胎體料后方可進(jìn)行成型燒結(jié)。 由上述方法所得的孕鑲金剛石鉆頭在原有的鉆頭的每個(gè)工作體2的中部均貫穿有一沿軸向從 胎體部分1唇面向鋼體4延伸的加強(qiáng)筋5。
本實(shí)施例并非本實(shí)用新型的窮舉，所述加強(qiáng)筋5可以選用各種硬質(zhì)材料制備如硬質(zhì)塑料 、金屬、合金等；也可以間隔分布于不同的工作體2上；也可根據(jù)工作體2的受力情況在一個(gè) 工作體2內(nèi)設(shè)置多個(gè)相同或不同形狀的加強(qiáng)筋5。
權(quán)利要求權(quán)利要求1孕鑲金剛石鉆頭，包括胎體部分(1)和與之連接的鋼體(4)，其特征在于所述胎體部分(1)內(nèi)設(shè)置有沿軸向貫穿胎體部分(1)和鋼體(4)的加強(qiáng)筋(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述加強(qiáng)筋 (5)的前端與胎體部分(1)的唇面平齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述 加強(qiáng)筋(5)貫穿于胎體部分(1)由水口 (3)分隔而成的工作體(2)的橫向剖面的中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述加強(qiáng)筋(5)的長度為25 mm 80mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述加 強(qiáng)筋(5)為鋼筋或鋼管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述加強(qiáng)筋 (5)的外圓直徑為2 mm 8mm。
專利摘要本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有孕鑲金剛石鉆頭的胎體部分易斷裂，胎體部分工作層較低、使用壽命短的不足，公開一種孕鑲金剛石鉆頭。鉆頭包括胎體部分和與之連接的鋼體，在胎體部分內(nèi)設(shè)置有沿軸向貫穿胎體部分和鋼體的加強(qiáng)筋。在胎體部分和鋼體間加入加強(qiáng)筋，類似混凝土中加入鋼筋一樣，使胎體部分本身的強(qiáng)度以及胎體部分與鋼體的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度都大大提高。具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命數(shù)倍增加、生產(chǎn)效率高、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號E21B10/46GK201269050SQ20082030046
公開日2009年7月8日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者鋒 何, 王智慧, 羅文來, 謝志剛, 鋒 陳 申請人:桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院