[實用新型]一種金剛石鉆頭水口

無效

• 申請號: 200620130776.6
• 申請日: 2006-07-31
• 公開（公告）號: CN200996271Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 蘭橋昌;方小紅
• 申請（專利權）人: 蘭橋昌
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種金剛石鉆頭的制造方式，尤其是一種金剛石鉆頭唇面水口的類型。

背景技術

目前，公知的金剛石地質鉆頭水口為不同寬度的直水口，即與鉆頭唇面圓直徑相平行的水口，水口寬度通常為5-8mm。《金剛石鉆探手冊》(地質出版社，1991年12月，劉廣志主編，第143頁)中有斜水口類型和螺旋水口，其描述是：

斜槽型(圖3-25，b)適用于厚壁鉆頭，其特點是可以促進使巖粉沿斜水口迅速排至外環狀空間。

螺旋型(圖3-25，d)用于鉆進軟地層，螺旋型水路在旋轉過程中使巖粉能及時地被沖洗液沿水口攜帶到外環狀間隙中。

發明內容

水口設計的目的通常只考慮順暢地通過沖洗液，冷卻鉆頭并排除鉆頭工作中產生的巖粉，保證鉆進的正常進行，水口的設計未考慮對鉆頭鉆進速度產生的影響。本實用新型設計所考慮的是通過一種與鉆頭直徑成一定角度的水口設計提高金剛石鉆頭的鉆進速度，尤其是對堅硬和完整巖層金剛石鉆頭產生作用，其工作原理是通過局部提高鉆頭唇面的沖洗液的流速沖蝕鉆頭工作唇面胎體使包鑲于胎體的金剛石出刃或者阻止攜帶研磨顆粒的沖洗液強制沖蝕鉆頭工作唇面胎體強制金剛石出刃，從而實現鉆進速度的提高。

本實用新型提供一種水口類型，該水口由與鉆頭唇面直徑成一定角度的一對直線、圓弧線或者螺旋線組成，水口寬度通常為3～15mm，直線型水口軸線方向通常與直徑成20°～60°，圓弧或者螺旋線水口起始角以-10°～45°為宜，終止角一般為30°～75°。水口方向可以是順時針方向，也可以是反時針方向。順時針方向水口的作用是：一是引導攜帶研磨顆粒的沖洗液沖蝕鉆頭底唇面，二是通過鉆頭旋轉提高沖洗液在鉆頭底唇面的流動速度，共同的作用是促進沖洗液對鉆頭工作唇面的沖蝕作用，強化胎體的磨耗，加強金剛石的出刃作用。逆時針水口的作用是：通過水口在鉆頭旋轉時對沖洗液的阻止作用，強制攜帶有研磨顆粒的沖洗液通過鉆頭工作的底唇面，產生對胎體的磨蝕作用，強制胎體磨損，達到金剛石的強制出刃。金剛石的充分出刃有利于金剛石鉆頭鉆進速度提高，特別有利于堅硬巖層和弱研磨性巖層金剛石鉆頭的設計。

本實用新型的有益效果是，通過與鉆頭唇面直徑成一定角度的水口，促進鉆進沖洗液對胎體的沖蝕或者磨蝕作用，實現胎體的加速磨損，促進金剛石的出刃，從而提高金剛石鉆頭的自磨出刃能力，提高金剛石鉆頭的鉆進速度。

附圖說明

圖1是本實用新型的順時針直線型水口分布圖。

圖2是本實用新型的順時針螺旋型水口分布圖。

圖3是本實用新型的逆時針直線型水口分布圖。

圖4是本實用新型的逆時針螺旋型水口分布圖。

圖中，1為鉆頭工作齒唇面，2為水口，3為直線型水口的方向角，4為螺旋型水口的起始方向角，5螺旋水口的終止方向角，6為鉆頭旋轉方向。

在圖1中，水口為直線型順時針水口，水口二邊直線可以是一組平行線，也可以是不平行線，水口軸線傾斜方向與鉆頭旋轉方向相反，當鉆頭旋轉時，在鉆頭底唇面產生局部的沖洗液流動加速，有利于巖粉沖蝕鉆頭唇面胎體，使金剛石易于出刃。其中的水口軸線與直徑間的夾角(3)為水口方向角，方向角以20°～65°為宜。

在圖2中，水口為直線型逆時針水口，水口二邊可以是一組平行線，也可以是不平行線，水口軸線方向與鉆頭旋轉方向相同，當鉆頭旋轉時，在鉆頭底唇面產生對沖洗液的阻止作用，強迫巖粉從底唇面通過，從而磨蝕鉆頭唇面胎體，促使金剛石出刃。其中的水口方向與直徑間的夾角(3)為水口方向角，方向角范圍與順時針設計相同，一般為20°～65°。

在圖3中，水口為圓弧線或者螺旋線順時針水口，水口兩邊可以是暫開線、圓弧線或者其他不規則弧線，水口兩邊可以是一組平行線，也可以是不平行線，工作方式與圖1相同，水口方向角分起始方向角(4)和終止方向角(5)，起始方向角(4)一般為-10°～45°，終止方向角(5)一般為30°～75°。

在圖4中，水口為圓弧線或者螺旋線逆時針水口，螺旋線可以是暫開線、圓弧線或者其他不規則弧線，水口二邊可以是一組平行線，也可以是不平行線，工作方式同圖2相同，水口方向角分起始角方向(4)和終止方向角(5)，起始角方向(4)一般為-10°～45°，終止方向角(5)一般為30°～75°。

具體實施方式

金剛石鉆頭生產方式包括粉末冶金法和電鍍法。粉末冶金法的水口加工為燒結成型后進行后續加工，粉末裝料時用不含金剛石的水口粉設置設計形狀的水口加工范圍，鉆頭燒結成型后采用專用工裝和工藝利用機械加工方式銑開設計形狀的水口中。電鍍鉆頭的水口加工在電鍍之前進行，即在加工鋼體時按設計要求作用專用工裝和工藝以機械加工方式加工(多以銑為主)設計形狀的水口。