一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種破巖工具，具體涉及一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，主要用于地質(zhì)勘探、礦山采掘以及煤礦瓦斯抽放、探水、注漿孔的鉆進(jìn)中。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前在勘探、煤礦瓦斯抽放和排水孔巖層鉆孔主要采用傳統(tǒng)的金剛石復(fù)合片(PDC)內(nèi)凹三翼和四翼鉆頭，由于煤層硬度較軟，PDC耐磨性遠(yuǎn)高于硬質(zhì)合金，這種PDC鉆頭較之此前的硬質(zhì)合金鉆頭具有顯著的高效率和長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。因此在煤系地層鉆探和鉆孔中得到較好的應(yīng)用。
[0003]由于普通內(nèi)凹金剛石復(fù)合片鉆頭中間內(nèi)凹，在破巖過(guò)程中始終會(huì)有巖心延伸進(jìn)去，致使鉆孔不易偏斜的優(yōu)點(diǎn)；普通內(nèi)凹PDC復(fù)合片鉆頭多翼均在一個(gè)水平上，且每翼上PDC切削齒幾乎并排排滿翼端，導(dǎo)致鉆進(jìn)中需要鉆壓較大；PDC金剛石復(fù)合片雖然具有較高硬度和耐磨性，但韌性、沖擊性能稍差，如果碰到較硬、硬巖，隨著鉆壓不斷加大，就會(huì)導(dǎo)致PDC復(fù)合片提早崩刃、損壞。綜上可以看出，內(nèi)凹型多翼roc鉆頭雖常用于瓦斯抽放、探水和地質(zhì)勘探等鉆孔中，但卻更適用于軟巖、中硬巖層。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0004]本實(shí)用新型的目的為了擴(kuò)展這種內(nèi)凹PDC鉆頭對(duì)硬巖的使用范圍，提供了一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，達(dá)到使該類(lèi)鉆頭在較硬、硬巖中有良好的壽命和效率。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，包括內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭本體，該鉆頭本體的每個(gè)翼均釬焊有切削齒，每個(gè)翼最外側(cè)開(kāi)設(shè)有一個(gè)半片金剛石復(fù)合片高度的臺(tái)階，形成臺(tái)階型翼，且臺(tái)階型翼處釬焊有一個(gè)切削齒，在內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭的翼內(nèi)側(cè)內(nèi)凹平臺(tái)上焊接有兩個(gè)或三個(gè)破巖柱齒，每個(gè)翼前以及內(nèi)凹平臺(tái)上破巖柱齒前均開(kāi)設(shè)有水孔。
[0007]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:每個(gè)破巖柱齒的高度低于每個(gè)上最高切削齒一個(gè)金剛石復(fù)合片高度。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:切削齒選用加強(qiáng)型1308PDC材料制成。
[0009]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:破巖柱齒采用1304PDC復(fù)合片制成。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:該鉆頭本體與鉆桿連接處的周向上開(kāi)設(shè)有過(guò)渡斜坡。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:該鉆頭本體每個(gè)翼的切削齒的外側(cè)均釬焊有兩條保徑條。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:保徑條選用YG8?YG15規(guī)格系列的碳化鎢合金條制成。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:該鉆頭本體上設(shè)置有3至6個(gè)翼。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
[0015]本實(shí)用新型在每個(gè)翼最外側(cè)切削齒下降一個(gè)半片PDC高度左右的臺(tái)階，由原來(lái)一字型翼變成臺(tái)階型翼。翼內(nèi)側(cè)內(nèi)凹平臺(tái)破巖柱齒低于翼最高切削齒一個(gè)PDC高度左右，這將再和翼最外側(cè)切削齒構(gòu)成該類(lèi)鉆頭三層臺(tái)階結(jié)構(gòu)。該鉆頭工作主要原理在于對(duì)每個(gè)翼增加一個(gè)破巖自由面，這樣在同等壓力下，這類(lèi)鉆頭可以更易切入更硬的巖石而不損壞，提高鉆進(jìn)巖層的適應(yīng)范圍和鉆進(jìn)效率；另外把最外層切削齒放低，也有利于保護(hù)最易損害、受力最大的最外切削齒，從而延長(zhǎng)整只鉆頭使用壽命。
[0016]進(jìn)一步的，鉆頭與鉆桿連接處，鉆頭體外加工一過(guò)渡斜坡，小端與要接鉆桿外徑保持一致。這樣有效避免鉆桿與鉆頭連接時(shí)突然直徑變大導(dǎo)致破碎的巖肩在此位置沉積，發(fā)生抱鉆和加快連接處的磨損現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
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[0017]圖1為本實(shí)用新型的四翼鉆頭的主視圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的四翼鉆頭的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0019]以下給合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0020]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，將內(nèi)凹四翼金剛石復(fù)合片(roc)鉆頭的每個(gè)翼最外側(cè)切削齒下降一個(gè)半片PDC高度左右的臺(tái)階，由原來(lái)一字型翼變成臺(tái)階型翼，翼內(nèi)側(cè)內(nèi)凹平臺(tái)破巖柱齒低于翼最高切削齒一個(gè)PDC高度左右，這將再和翼最外側(cè)切削齒構(gòu)成該類(lèi)鉆頭三層臺(tái)階結(jié)構(gòu)。每個(gè)翼的所有切削齒I選用加強(qiáng)型1308PDC材料，保徑條2材料選用YG8?YG15規(guī)格系列的碳化鎢合金條，以加強(qiáng)側(cè)翼的抗沖擊性和保徑能力。翼切削齒內(nèi)側(cè)內(nèi)凹平臺(tái)上有兩個(gè)焊有1304PDC片的合金破巖柱齒
3。鉆頭與鉆桿連接處，鉆頭外加工一過(guò)渡斜坡5，斜坡小端與要接鉆桿外徑保持一致。鉆頭每個(gè)翼前和內(nèi)凹平臺(tái)上破巖柱齒前均設(shè)有排水孔4，以保證鉆巖過(guò)程的刀翼冷卻和及時(shí)排肩。
[0021]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實(shí)用新型的目的，并非用于限制本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，其特征在于:包括內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭本體，該鉆頭本體的每個(gè)翼均釬焊有切削齒(I)，每個(gè)翼最外側(cè)開(kāi)設(shè)有一個(gè)半片金剛石復(fù)合片高度的臺(tái)階，形成臺(tái)階型翼，且臺(tái)階型翼處釬焊有一個(gè)切削齒(I)，在內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭的翼內(nèi)側(cè)內(nèi)凹平臺(tái)上焊接有兩個(gè)或三個(gè)破巖柱齒(3)，每個(gè)翼前以及內(nèi)凹平臺(tái)上破巖柱齒(3)前均開(kāi)設(shè)有水孔(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，其特征在于:每個(gè)破巖柱齒(3)的高度低于每個(gè)上最高切削齒(I) 一個(gè)金剛石復(fù)合片高度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，其特征在于:切削齒(I)選用加強(qiáng)型1308PDC材料制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，其特征在于:破巖柱齒(3)采用1304PDC復(fù)合片制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，其特征在于:該鉆頭本體與鉆桿連接處的周向上開(kāi)設(shè)有過(guò)渡斜坡(5)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，其特征在于:該鉆頭本體每個(gè)翼的切削齒(I)的外側(cè)均釬焊有兩條保徑條(2)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，其特征在于:保徑條(2)選用YG8?YG15規(guī)格系列的碳化鎢合金條制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，其特征在于:該鉆頭本體上設(shè)置有3至6個(gè)翼。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種階梯型內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭，包括內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭本體，該鉆頭本體的每個(gè)翼均釬焊有切削齒，每個(gè)翼最外側(cè)開(kāi)設(shè)有一個(gè)半片金剛石復(fù)合片高度的臺(tái)階，形成臺(tái)階型翼，且臺(tái)階型翼處釬焊有一個(gè)切削齒，在內(nèi)凹多翼金剛石復(fù)合片鉆頭的翼內(nèi)側(cè)內(nèi)凹平臺(tái)上焊接有兩個(gè)或三個(gè)破巖柱齒，每個(gè)翼前以及內(nèi)凹平臺(tái)上破巖柱齒前均開(kāi)設(shè)有水孔。本實(shí)用新型除具有PDC鉆頭優(yōu)良的耐磨性和切削巖石的能力，并可在較硬和硬巖中有較好的鉆進(jìn)效率和使用壽命，從而達(dá)到擴(kuò)展內(nèi)凹型多翼金剛石復(fù)合片鉆頭在硬巖中適應(yīng)范圍。
【IPC分類(lèi)】E21B10/55, E21B10/43
【公開(kāi)號(hào)】CN204782788
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520560097
【發(fā)明人】劉芳
【申請(qǐng)人】劉芳
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月29日