[实用新型]一种金刚石钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于地质勘探、石油钻井和工程勘察以及地质灾害治理的广谱型金刚石钻头。 

背景技术

从我国开始研制人造金刚石钻头开始，制造金刚石钻头主要采用热压方法和电镀方法。热压方法制造的金刚石钻头与电镀金刚石钻头相比，具有较高的硬度和耐磨性，具有一定的适应性。但是，由于地层的多样性，要求不同的地层要有相应性能的钻头去适应，才能取得好的钻进效果。加上普通金刚石钻头的工作层性能与结构单一，钻头的广谱性较差。随着地质找矿向地层深部发展，岩层的性质越来越复杂，在一个钻孔中，甚至一个钻进回次没有钻进完，岩性就发生变化，需要频繁的更换不同性能的钻头，严重地影响着地质钻探的进程，提高了钻探的成本，这种状况急需改变。 

发明内容

本实用新型其目的就在于提供一种金刚石钻头，具有很好的广谱性，具有出刃好，效率高，使用寿命长的特点。 

实现本实用新型所采用的技术方案，包括普通金刚石钻头的工作层和分布在工作层中的PCD烧结体，所述的PCD烧结体为柱状体或长方体形或圆柱形，分布排列在钻头的工作层胎体中，PCD烧结体占钻头工作底唇面积的55％～70％。 

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。 

由于采用了双层结构的技术，因而具有很好的广谱性，具有出刃好，效率高，使用寿命长的特点。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。 

图1为本实用新型热压金刚石钻头的结构示意图一； 

图2为本实用新型热压金刚石钻头的结构示意图二。 

图中，1-PCD烧结体；2-工作层胎体；3-水口。 

具体实施方式

包括普通金刚石钻头的工作层和分布在工作层中的PCD烧结体，如图1、2所示，所述的PCD烧结体1为柱状体或长方体形或圆柱形，分布排列在钻头的工作层胎体2中，PCD烧结体1占钻头工作底唇面积的55％～70％。 

所述的PCD烧结体1的金刚石浓度为95％～100％，金刚石的品级为SMD30～35，所述的PCD烧结体1的硬度为HRc38～42，耐磨性为0.35～0.45×10^-5ML，所述的钻头工作层胎体2材料为铁-镍-锰-青铜合金，其硬度为HRc22～HRc26，耐磨性为0.48～0.55×10^-5ML，所述的工作层胎体2中的金刚石浓度为15～22％，金刚石品级为SMD20～25。 

所述的金刚石PCD烧结体1为方柱状，边长为4.0～6.0mm，长度为7～9mm。 

所述的工作层胎体2内的金刚石PCD烧结体沿钻头的径向和切削方向有规律分布，PCD烧结体分布在每一个胎体中为三角形布置、品字形布置或菱形布置。 

实施例 

本实用新型提供的金刚石钻头包括钻头的PCD烧结体1和工作层胎体2以及钻头水口3。若干PCD烧结体1分散于工作层胎体2中。金刚石复合体中金刚石浓度为95％～100％，PCD烧结体1占钻头的工作底唇面积的55％～70％；PCD烧结体1的硬度为HRc38～42，耐磨性为0.35～0.45×10^-5ML。钻头工作层胎体2材料为铁-镍-锰-钴-青铜合金，其中铁占48％～50％，镍占12％～16％，锰占4％～5％，铜合金占32～35％，其硬度为HRc22～HRc26，耐磨性为0.48～0.55×10^-5ML，钻头胎体的硬度较低、耐磨性较低；主要作用是在热压条件下牢固地包镶PCD烧结体并和钻头刚体实现强力结合；同时也起辅助的破碎岩石的作用。PCD烧结体1为方柱，其边长为4.0～6.0mm，长度为7～9mm。PCD烧结体1在钻头工作层胎体2中的排列为三角形布置、品字形布置或菱形布置，如图1、2所示。金刚石复合体采用热压方法预制成，可以通过调整PCD烧结体胎体的配方与金刚石参数，可以获得不同的工作性能，满足钻进可钻性为7～12级各类岩石的需要。 

下面对PCD烧结体、工作层胎体进行详细说明。 

(1)PCD烧结体设计思路：