一種鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種鉆頭。所述鉆頭包括鉆頭本體和鉆齒，多個(gè)所述鉆齒設(shè)置于所述鉆頭本體的端部平面，所述鉆齒沿徑向方向依次包括內(nèi)工作層、填充層和外工作層。所述鉆頭本體的形狀為空心圓柱體，所述鉆齒的外工作層設(shè)有齒槽，多個(gè)所述鉆齒沿所述鉆頭本體的端部環(huán)形平面均勻設(shè)置并圍成環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述相鄰鉆齒之間設(shè)有過水槽。所述內(nèi)工作層和所述外工作層為硬質(zhì)合金層或金剛石層，所述填充層為軟質(zhì)合金層，所述鉆頭本體為硬質(zhì)合金鉆體或金剛石鉆體。本實(shí)用新型提供的鉆頭具有鉆進(jìn)效率高、鉆齒不易磨損與折斷及鉆頭使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，降低了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也減少了更換受損鉆頭的時(shí)間及資源上的浪費(fèi)。
【專利說明】一種鉆頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于地質(zhì)勘探的鉆頭，尤其涉及一種堅(jiān)硬巖層深孔鉆進(jìn)的鉆頭。

【背景技術(shù)】
[0002]在地質(zhì)勘探中，尤其是在堅(jiān)硬巖層深孔鉆進(jìn)中，目前的鉆頭的工作部鉆齒主要是平面結(jié)構(gòu)鉆齒或鋸齒狀結(jié)構(gòu)鉆齒。在對(duì)特別堅(jiān)硬的巖層鉆進(jìn)時(shí)，平面狀結(jié)構(gòu)鉆齒的鉆頭常因與待鉆面的接觸面積較大而出現(xiàn)“打滑”現(xiàn)象或進(jìn)尺緩慢。為了解決上述問題，技術(shù)人員一般會(huì)使用鋸齒狀結(jié)構(gòu)鉆齒的鉆頭，通常是多圈鉆齒依次排列的設(shè)計(jì)，從而整體上減少了與待鉆面的接觸面積，并增加了鉆齒與待鉆面的接觸點(diǎn)，使得對(duì)堅(jiān)硬巖層鉆進(jìn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)“打滑”現(xiàn)象，并有效提高了鉆進(jìn)效率。但是，鋸齒狀結(jié)構(gòu)鉆齒的鉆頭在工作時(shí)，由于受側(cè)壓力、凹槽深度、鉆齒唇面結(jié)構(gòu)及材質(zhì)等因素的影響，鉆齒各部分受力不一與磨損不同步，容易造成鉆頭工作部內(nèi)外側(cè)鉆齒被打斷而縮短鉆頭的使用壽命，使得提鉆更換鉆頭等輔助鉆進(jìn)時(shí)間大幅增加，從而造成時(shí)間和資源上的大量浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種鉆進(jìn)效率高、鉆齒不易磨損與折斷，且鉆頭使用壽命長的鉆頭。
[0004]本實(shí)用新型提供的鉆頭，包括鉆頭本體和鉆齒，多個(gè)所述鉆齒設(shè)置于所述鉆頭本體的端部平面，所述鉆齒沿徑向方向依次包括內(nèi)工作層、填充層和外工作層。
[0005]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述鉆頭本體的形狀為空心圓柱體，所述鉆齒的外工作層設(shè)有齒槽，多個(gè)所述鉆齒沿所述鉆頭本體的端部環(huán)形平面均勻設(shè)置并圍成環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述相鄰鉆齒之間設(shè)有過水槽。
[0006]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述鉆齒的截面形狀為“凹”字形。
[0007]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述過水槽與所述齒槽呈間隔排列。
[0008]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述過水槽連通所述鉆頭本體的內(nèi)腔和外側(cè)。
[0009]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述內(nèi)工作層和所述外工作層為硬質(zhì)合金層或金剛石層，所述填充層為軟質(zhì)合金層，所述鉆頭本體為硬質(zhì)合金鉆體或金剛石鉆體。
[0010]在本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種較佳實(shí)施例中，所述填充層的深度為所述鉆齒高度的 20% -100%。
[0011]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的鉆頭的形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，所述鉆頭包括形狀為空心圓柱體的鉆頭本體，以及沿所述鉆頭本體端部環(huán)形平面均勻設(shè)置的多個(gè)鉆齒；所述鉆齒沿徑向方向包括硬質(zhì)合金或金剛石的內(nèi)工作層和外工作層，以及夾設(shè)于所述內(nèi)工作層和所述外工作層之間的軟質(zhì)合金的填充層；所述鉆齒的外工作層設(shè)有齒槽，所述相鄰鉆齒之間設(shè)有過水槽。因此，所述鉆頭具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]首先，空心圓柱體鉆頭本體的設(shè)計(jì)減少了鉆頭整體與待鉆面的接觸面積，鉆齒上齒槽以及鉆齒間過水槽的設(shè)計(jì)增加了鉆齒與待鉆面的接觸點(diǎn)，從而鉆頭的鉆進(jìn)效率得到大巾畐提聞;
[0013]其次，鉆齒的內(nèi)工作層和外工作層采用硬質(zhì)合金層或金剛石層的設(shè)計(jì)，而鉆齒的填充層采用軟質(zhì)合金層的設(shè)計(jì)，在鉆頭逐步鉆進(jìn)的過程中，填充層被逐漸磨損掉，使得鉆齒各個(gè)位置的磨損同步、受力均勻，不易折斷鉆齒；
[0014]最后，軟質(zhì)合金的填充層在逐漸被磨損的過程中產(chǎn)生凹槽，還能進(jìn)一步減小鉆頭與待鉆面的接觸面積，集中鉆削力，加之配合過水槽在鉆頭工作時(shí)注入冷卻水對(duì)鉆頭及時(shí)降溫，以及配合齒槽對(duì)卡入凹槽內(nèi)的巖石塊進(jìn)行有效崩落，更進(jìn)一步提高了鉆頭的鉆進(jìn)效率并有效延長了鉆頭的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0016]圖1是本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018]如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的鉆頭的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述鉆頭10包括鉆頭本體11和多個(gè)鉆齒13，所述多個(gè)鉆齒13設(shè)置于所述鉆頭本體11的端部平面，所述鉆齒13沿徑向方向依次包括內(nèi)工作層131、填充層133和外工作層135。
[0019]在本實(shí)施例中，所述鉆頭本體11的形狀為空心圓柱體,所述鉆齒13的外工作層135和所述填充層133貫穿設(shè)有齒槽1311，所述鉆齒13的截面形狀為“凹”字形；多個(gè)所述鉆齒13沿所述鉆頭本體11的端部環(huán)形平面均勻設(shè)置并圍成環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述相鄰鉆齒13之間設(shè)有過水槽1313，所述過水槽1313連通所述鉆頭本體11的內(nèi)腔和外側(cè)；所述過水槽1313與所述齒槽1311呈間隔排列。
[0020]在本實(shí)施例中，所述內(nèi)工作層131和所述外工作層135均為硬質(zhì)合金層，所述填充層133為軟質(zhì)合金層，所述鉆頭本體11為硬質(zhì)合金鉆體。在其他情況下，所述內(nèi)工作層131和所述外工作層135還可以為金剛石層。
[0021]在本實(shí)施例中，所述填充層133的深度為所述鉆齒13高度的60%，在其他情況下，所述填充層133的深度還可以介于所述鉆齒13高度的20% -100%之間的任意值。
[0022]本實(shí)施例中提供的鉆頭形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，所述鉆頭10包括形狀為空心圓柱體的所述鉆頭本體11，以及沿所述鉆頭本體11端部環(huán)形平面均勻設(shè)置的多個(gè)所述鉆齒13 ;所述鉆齒13沿徑向方向包括硬質(zhì)合金或金剛石的所述內(nèi)工作層131和所述外工作層135，以及夾設(shè)于所述內(nèi)工作層131和所述外工作層135之間的軟質(zhì)合金的填充層133 ；所述外工作層135和所述填充層133貫穿設(shè)有所述齒槽1311，所述相鄰鉆齒13之間設(shè)有所述過水槽1313。因此，所述鉆頭10具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]首先，所述鉆頭本體11的設(shè)計(jì)減少了所述鉆頭10整體與待鉆面的接觸面積，所述鉆齒13上所述齒槽1311以及所述鉆齒13間所述過水槽1313的設(shè)計(jì)增加了所述鉆齒13與待鉆面的接觸點(diǎn)，從而所述鉆頭10的鉆進(jìn)效率得到大幅提聞；
[0024]其次，所述內(nèi)工作層131和所述外工作層135采用硬質(zhì)合金層或金剛石層的設(shè)計(jì)，而所述填充層133采用軟質(zhì)合金層的設(shè)計(jì)，在所述鉆頭10逐步鉆進(jìn)的過程中，所述填充層133被逐漸磨損掉，使得所述鉆齒13各個(gè)位置的磨損同步、受力均勻，不易折斷所述鉆齒13 ；
[0025]最后，軟質(zhì)合金的所述填充層133在逐漸被磨損的過程中產(chǎn)生凹槽，增加所述鉆齒13與待鉆面的接觸點(diǎn)，同時(shí)還能進(jìn)一步減小所述鉆頭10與待鉆面的接觸面積，集中鉆削力,加之配合所述過水槽1313在所述鉆頭10工作時(shí)通過所述鉆頭本體11內(nèi)腔注入冷卻水對(duì)所述鉆頭10及時(shí)降溫，以及配合所述齒槽1311對(duì)卡入凹槽內(nèi)的巖石塊進(jìn)行有效崩落，更進(jìn)一步提高了鉆頭10的鉆進(jìn)效率并有效延長了鉆頭10的使用壽命。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆頭，包括鉆頭本體和多個(gè)鉆齒，多個(gè)所述鉆齒設(shè)置于所述鉆頭本體的端部平面，其特征在于:所述鉆齒沿徑向方向依次包括內(nèi)工作層、填充層和外工作層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于:所述鉆頭本體的形狀為空心圓柱體，所述外工作層設(shè)有齒槽，多個(gè)所述鉆齒環(huán)繞所述鉆頭本體的端部環(huán)形平面均勻設(shè)置，所述相鄰鉆齒之間設(shè)有過水槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆頭，其特征在于:所述鉆齒的截面形狀為“凹”字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆頭，其特征在于:所述過水槽與所述齒槽呈間隔排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆頭，其特征在于:所述過水槽連通所述鉆頭本體的內(nèi)腔和外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭，其特征在于:所述內(nèi)工作層和所述外工作層為硬質(zhì)合金層或金剛石層，所述填充層為軟質(zhì)合金層，所述鉆頭本體為硬質(zhì)合金鉆體或金剛石鉆體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉆頭，其特征在于:所述填充層的深度為所述鉆齒高度的20% -100%之間的任意值。
【文檔編號(hào)】E21B10/46GK204082015SQ201420564034
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】鎖銀飛, 蔣文峰, 鄒鋒, 胡朝輝, 劉若飛, 于錦 申請(qǐng)人:湖南飛碟新材料有限責(zé)任公司