專利名稱：一種帶保護(hù)鋼體的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，特別涉及一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭。
技術(shù)背景 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?，F(xiàn)有的孕 鑲的金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)如公告號(hào)為CN201269050的中國(guó)實(shí)用新型專利所示，鉆頭本體呈空 腔柱狀結(jié)構(gòu)，其主要由胎體和與之連接的鋼體構(gòu)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(kāi)設(shè)有向鋼體延伸的溝槽狀的水 口。水口將工作層分為若干個(gè)鉆齒，鉆齒和水口沿圓周方向間隔分布。當(dāng)鉆頭在鉆進(jìn)堅(jiān)硬、 研磨性強(qiáng)、及破碎的地層時(shí)，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(huì) 比胎體提前磨損，形成拉脖子的破壞形式，而浪費(fèi)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(nèi)，造成孔內(nèi)事故。 為防止鉆頭在鉆進(jìn)堅(jiān)硬、研磨性強(qiáng)、及破碎的地層時(shí)，出現(xiàn)上述破壞現(xiàn)象，目前的 解決方案是通過(guò)降低胎體的高度，使胎體與鋼體同步磨損。然而這種結(jié)構(gòu)的孕鑲金剛石鉆 頭在一定程度上解決了胎體浪費(fèi)的問(wèn)題，卻沒(méi)有解決鉆頭壽命減少的問(wèn)題。當(dāng)在深孔鉆進(jìn) 時(shí)因鉆頭壽命過(guò)短而頻繁起下鉆具，無(wú)用工作時(shí)間增加，整體的工作進(jìn)度就受到嚴(yán)重影響
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有孕鑲金剛石鉆頭在鉆進(jìn)堅(jiān)硬、研磨性強(qiáng)、及破碎的地層時(shí)，
鋼體提前磨損而減少壽命的問(wèn)題，提供一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種帶保護(hù)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(shè)有溝槽狀的水口，水口將胎體的唇端分隔
為若干個(gè)鉆齒，所不同的是所述鋼體的外側(cè)壁上設(shè)有保護(hù)棱。鋼體表面附加上幾道棱狀硬
物質(zhì)，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(lái)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(zhǎng)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。 為了提高鋼體的耐研磨性，所述保護(hù)棱沿所述鋼體的長(zhǎng)度方向延伸，即保護(hù)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(hù)棱的走向與鋼體的
軸向平行。 考慮到兩種材質(zhì)的胎體和鋼體的相連最可能在鉆頭鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)斷裂，本實(shí)用新型 所述保護(hù)棱的上端最好與胎體的底面緊接。 上述方案中，所述保護(hù)棱既可設(shè)置在水口的對(duì)應(yīng)下方，也可設(shè)置在鉆齒的對(duì)應(yīng)下 方，但考慮到鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆齒處的受力最大，因此保護(hù)棱最好設(shè)于每個(gè)鉆齒的對(duì)應(yīng) 下方，最好是設(shè)于鉆齒的中軸線的延長(zhǎng)線上。 本實(shí)用新型所述保護(hù)棱的硬度最好大于鋼體的硬度，用以進(jìn)一步加強(qiáng)鋼體的耐研 磨性能。[0010] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，鋼體部分的凸起保護(hù)棱硬度可達(dá)HRC55以上，耐磨 性則加2 5倍，而現(xiàn)有產(chǎn)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(zhì)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(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(jiǎn)單、使用壽命數(shù)倍增加、生產(chǎn)效率高、成本低等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的半剖視圖； 附圖標(biāo)記1、胎體；11水口 ；12、鉆齒；2、鋼體；21、保護(hù)棱。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 本實(shí)用新型一種帶保護(hù)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(jié)構(gòu)，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(kāi)設(shè)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(gè)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(cè)表面則布置有一道或一道以上的保護(hù)棱21，該保護(hù)棱21可以 呈直線形、呈螺旋形、或呈其他不規(guī)則的曲線形。上述各種形狀的保護(hù)棱21均沿鋼體2的 長(zhǎng)度方向延伸，即保護(hù)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(yīng)力和加工的難易程度，本實(shí)用新型保護(hù)棱21最好呈直線型，且保護(hù)棱 21的走向與鋼體2的軸向平行。 保護(hù)棱21可以布置水口 11的對(duì)應(yīng)下方、或鉆齒12的對(duì)應(yīng)下方，但考慮到鉆頭在 鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆齒12的對(duì)應(yīng)下方的鋼體2受到的應(yīng)力較大，因此保護(hù)棱21最好設(shè)置在每個(gè) 鉆齒12的對(duì)應(yīng)下方。每個(gè)鉆齒12的下方所設(shè)的保護(hù)棱21可以為一道或一道以上。當(dāng)然 也可以根據(jù)應(yīng)力分布情況，間隔設(shè)置保護(hù)棱21，即只在其中幾個(gè)鉆齒12的對(duì)應(yīng)下方設(shè)置保 護(hù)棱21。當(dāng)鉆齒12的對(duì)應(yīng)下方僅設(shè)有一道保護(hù)棱21時(shí)，該保護(hù)棱21最好棱處于兩個(gè)水 口 11中間，即保護(hù)棱21位于鉆齒12的中軸線的延長(zhǎng)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(dāng)鉆頭工作時(shí)，胎體1和鋼體2的相連處最易 出現(xiàn)斷裂，因此所述保護(hù)棱21的上端最好與胎體1的底面緊接。 在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)鉆齒12的對(duì)應(yīng)下方、鋼體2的外側(cè)表面均設(shè)有 一道呈直線形的保護(hù)棱21，該保護(hù)棱21位于所對(duì)應(yīng)的鉆齒12的中軸線的延長(zhǎng)線上，保護(hù) 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(shí)用新型的保護(hù)棱21也可為各種硬質(zhì)材料通過(guò)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(hù)棱21。在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，所述 保護(hù)棱21的硬度大于等于HRC55。在加工過(guò)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(hù)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(hù)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(zhì)合金或耐磨金屬材料，鍍所需尺寸的保護(hù)棱21。[0018] 本實(shí)施例并非本實(shí)用新型的窮舉，所述保護(hù)棱21在數(shù)量上也可以不同于鉆齒12 的數(shù)量；尺寸上也可不同于50MM長(zhǎng)X15匪寬X2匪高，也可根據(jù)所鉆地層的研磨性不同， 組合各種硬質(zhì)、耐磨材料做成保護(hù)棱21。
權(quán)利要求一種帶保護(hù)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(shè)有溝槽狀的水口(11)，水口(11)將胎體(1)的唇端分隔為若干個(gè)鉆齒(12)，其特征在于所述鋼體(2)的外側(cè)壁上設(shè)有保護(hù)棱(21)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護(hù)棱(21)的沿所述鋼體(2)的長(zhǎng)度方向延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護(hù) 棱(21)與鋼體(2)的軸向平行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征 在于所述保護(hù)棱(21)的上端與胎體(1)的底面緊接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護(hù)棱(21)設(shè)于每個(gè)鉆齒(12)的對(duì)應(yīng)下方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護(hù) 棱(21)設(shè)于鉆齒(12)的中軸線的延長(zhǎng)線上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征 在于所述保護(hù)棱(21)的硬度大于剛體的硬度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護(hù)棱(21)的硬度大于等于HRC55。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶保護(hù)鋼體的孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于所述保護(hù) 棱(21)由硬質(zhì)材料通過(guò)堆焊、或涂覆、或電鍍而成。
專利摘要本實(shí)用新型的目的是為解決現(xiàn)有孕鑲金剛石鉆頭在鉆進(jìn)堅(jiān)硬、研磨性強(qiáng)和破碎的地層時(shí)，鋼體提前磨損而減少壽命的問(wèn)題，公開(kāi)一種帶保護(hù)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(shè)置有沿軸向高耐磨性材料做成的保護(hù)棱。具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(hào)E21B10/46GK201521248SQ20092014126
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者何鋒, 張延軍, 李運(yùn)海, 王智慧, 羅文來(lái), 莫睿, 謝志剛 申請(qǐng)人:桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院