[發明專利]一種地質勘探用胎體含氣孔孕鑲金剛石鉆頭及制造工藝

有效

• 申請號: 201510030786.6
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104612592A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 譚忠誠;曾波;許錫純
• 申請（專利權）人: 長沙銳合鉆石工具有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 黃純能;寧星耀

技術領域

本發明涉及一種鉆頭及制造工藝，具體涉及一種地質勘探用胎體含氣孔孕鑲金剛石鉆頭及制造工藝。

背景技術

目前，常規孕鑲金剛石鉆頭對于極堅硬、弱研磨性打滑地層，胎體工作層金剛石不易出刃，導致鉆進速度極慢甚至不進尺，鉆進效率低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種適應于極堅硬、弱研磨性打滑地層，可提高鉆進速度和鉆進效率的地質勘探用胎體含氣孔孕鑲金剛石鉆頭及制造工藝。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明之地質勘探用胎體含氣孔孕鑲金剛石鉆頭，包括鋼體和胎體，所述胎體位于鋼體上，所述鋼體上設有內水槽、水口、外水槽，所述胎體中設有金剛石和氣孔。

胎體分工作層和非工作層，工作層是指胎體中含有金剛石的部分，在鉆頭鉆進時起克取巖石的作用；非工作層是指連接工作層與鋼體的部分。

進一步，所述氣孔呈球狀，直徑大小為0.3～1.0mm，均勻分布在胎體工作層中。

進一步，氣孔總體積占胎體工作層總體積10～30%。

本發明之地質勘探用胎體含氣孔孕鑲金剛石鉆頭的制造工藝，包括以下步驟：

（1）將發泡材料按發泡材料與甘油的質量比為1.7～2.8:1的比例加入甘油中，攪拌均勻；

（2）加入胎體配方粉料、金剛石，其中，胎體配方粉料為：按質量比計，青銅粉:鐵粉:錫粉:鎳粉:錳粉=64～66:14.5～15.5:8.5～9.5:7.5～8.5:3（優選65:15:9:8:3），所加胎體配方粉料與發泡材料的質量比為60～88:1，胎體配方粉料與金剛石的質量比為8.5～9.5:1（優選9:1），攪拌均勻，得混合料；

（3）將混合料裝入鋼模內，壓制成所需形狀，壓制完成后，組裝，燒結，得半成品，后續車加工絲扣、刨銑內外水槽、外觀處理后即為出廠成品。

進一步，發泡材料為NaHCO₃或（NH₄）₂SO₄。

進一步，金剛石的粒徑為30～40目。

進一步，燒結的溫度為850-900℃（優選875℃），燒結的時間為10-20分鐘（優選12分鐘）。

組裝，是指將石墨模具、石墨模芯、石墨底環、水口石墨塞等配套組裝好，放入壓制完成的胎體工作層成型塊，在形成的空間內【即模具內壁、模芯外壁】粘貼內外保徑聚晶、合金，然后蓋非上工作層粉料，最后將鋼體置于非工作層之上套進模具模芯。

本發明在設計孕鑲金剛石胎體中采用無骨架材料配方且加入發泡材料，在燒結過程中胎體產生球狀氣孔。

本發明胎體含氣孔孕鑲金剛石鉆頭，在鉆進過程中隨壓力增大，胎體產生細微體積破碎，舊金剛石及時脫落，新金剛石不斷露出，從而提高鉆進速度和鉆進效率。

附圖說明

圖1?為本發明之地質勘探用胎體含氣孔孕鑲金剛石鉆頭的結構示意圖；

圖2?為沿圖1中沿Ⅰ-Ⅰ線的剖視圖；

圖中：1、胎體，2、內水槽，3、水口，4、外水槽，5、鋼體，6、金剛石，7、氣孔。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

參照附圖，本實施例之地質勘探用胎體含氣孔孕鑲金剛石鉆頭，包括鋼體5和胎體1，所述胎體1位于鋼體5上，所述鋼體5上設有內水槽2、水口3、外水槽4，所述胎體1中設有金剛石6和氣孔7。

本實施例中，所述氣孔呈球狀，直徑大小為0.3～0.8mm，均勻分布在胎體工作層中。其中，氣孔總體積占胎體工作層總體積12.3%。

以75/49繩索鉆頭8mm工作層胎體為例。

制造工藝，包括以下步驟：

（1）稱取NaHCO_3?1.6g，甘油0.9g，將所稱取的NaHCO₃加入甘油中，攪拌均勻；

（2）加入胎體配方粉料96.3g，金剛石10.7g（GE960，粒徑30～40目）；其中，胎體配方粉料為：按質量比計，663青銅粉:鐵粉:錫粉:鎳粉:錳粉=65:15:9:8:3，攪拌均勻，得混合料；

（3）將混合料裝入鋼模內，壓制成所需形狀（壓制壓強2000～3000牛頓/平方厘米），壓制完成后，組裝，燒結，燒結的溫度為875℃，燒結的時間為12分鐘，得半成品，后續車加工絲扣、刨銑內外水槽、外觀處理后即為出廠成品。