[實用新型]一種階梯型內凹多翼金剛石復合片鉆頭

有效

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• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN204782788U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設計）人: 劉芳
• 申請（專利權）人: 劉芳
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/55
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

技術領域：

本實用新型涉及一種破巖工具，具體涉及一種階梯型內凹多翼金剛石復合片鉆頭，主要用于地質勘探、礦山采掘以及煤礦瓦斯抽放、探水、注漿孔的鉆進中。

背景技術：

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)的金剛石復合片(PDC)內凹三翼和四翼鉆頭，由于煤層硬度較軟，PDC耐磨性遠高于硬質合金，這種PDC鉆頭較之此前的硬質合金鉆頭具有顯著的高效率和長壽命的特點。因此在煤系地層鉆探和鉆孔中得到較好的應用。

由于普通內凹金剛石復合片鉆頭中間內凹，在破巖過程中始終會有巖心延伸進去，致使鉆孔不易偏斜的優(yōu)點；普通內凹PDC復合片鉆頭多翼均在一個水平上，且每翼上PDC切削齒幾乎并排排滿翼端，導致鉆進中需要鉆壓較大；PDC金剛石復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，就會導致PDC復合片提早崩刃、損壞。綜上可以看出，內凹型多翼PDC鉆頭雖常用于瓦斯抽放、探水和地質勘探等鉆孔中，但卻更適用于軟巖、中硬巖層。

實用新型內容：

本實用新型的目的為了擴展這種內凹PDC鉆頭對硬巖的使用范圍，提供了一種階梯型內凹多翼金剛石復合片鉆頭，達到使該類鉆頭在較硬、硬巖中有良好的壽命和效率。

為實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案來實現的：

一種階梯型內凹多翼金剛石復合片鉆頭，包括內凹多翼金剛石復合片鉆頭本體，該鉆頭本體的每個翼均釬焊有切削齒，每個翼最外側開設有一個半片金剛石復合片高度的臺階，形成臺階型翼，且臺階型翼處釬焊有一個切削齒，在內凹多翼金剛石復合片鉆頭的翼內側內凹平臺上焊接有兩個或三個破巖柱齒，每個翼前以及內凹平臺上破巖柱齒前均開設有水孔。

本實用新型進一步的改進在于：每個破巖柱齒的高度低于每個上最高切削齒一個金剛石復合片高度。

本實用新型進一步的改進在于：切削齒選用加強型1308PDC材料制成。

本實用新型進一步的改進在于：破巖柱齒采用1304PDC復合片制成。

本實用新型進一步的改進在于：該鉆頭本體與鉆桿連接處的周向上開設有過渡斜坡。

本實用新型進一步的改進在于：該鉆頭本體每個翼的切削齒的外側均釬焊有兩條保徑條。

本實用新型進一步的改進在于：保徑條選用YG8～YG15規(guī)格系列的碳化鎢合金條制成。

本實用新型進一步的改進在于：該鉆頭本體上設置有3至6個翼。

相對于現有技術，本實用新型具有如下的有益效果：

本實用新型在每個翼最外側切削齒下降一個半片PDC高度左右的臺階，由原來一字型翼變成臺階型翼。翼內側內凹平臺破巖柱齒低于翼最高切削齒一個PDC高度左右，這將再和翼最外側切削齒構成該類鉆頭三層臺階結構。該鉆頭工作主要原理在于對每個翼增加一個破巖自由面，這樣在同等壓力下，這類鉆頭可以更易切入更硬的巖石而不損壞，提高鉆進巖層的適應范圍和鉆進效率；另外把最外層切削齒放低，也有利于保護最易損害、受力最大的最外切削齒，從而延長整只鉆頭使用壽命。

進一步的，鉆頭與鉆桿連接處，鉆頭體外加工一過渡斜坡，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突然直徑變大導致破碎的巖屑在此位置沉積，發(fā)生抱鉆和加快連接處的磨損現象。

附圖說明：

圖1為本實用新型的四翼鉆頭的主視圖。

圖2為本實用新型的四翼鉆頭的俯視圖。

具體實施方式：

以下給合附圖對本實用新型作進一步的描述。

如圖1和圖2所示，本實用新型一種階梯型內凹多翼金剛石復合片鉆頭，將內凹四翼金剛石復合片(PDC)鉆頭的每個翼最外側切削齒下降一個半片PDC高度左右的臺階，由原來一字型翼變成臺階型翼，翼內側內凹平臺破巖柱齒低于翼最高切削齒一個PDC高度左右，這將再和翼最外側切削齒構成該類鉆頭三層臺階結構。每個翼的所有切削齒1選用加強型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，以加強側翼的抗沖擊性和保徑能力。翼切削齒內側內凹平臺上有兩個焊有1304PDC片的合金破巖柱齒3。鉆頭與鉆桿連接處，鉆頭外加工一過渡斜坡5，斜坡小端與要接鉆桿外徑保持一致。鉆頭每個翼前和內凹平臺上破巖柱齒前均設有排水孔4，以保證鉆巖過程的刀翼冷卻和及時排屑。

本領域技術人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實用新型的目的，并非用于限制本實用新型。本實用新型的保護范圍由權利要求及其等同物限定。