[实用新型]一种孕镶金刚石钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及粉末冶金技术领域和钻探工程领域，具体涉及 一种地质勘探和石油钻井用孕镶金刚石钻头。

背景技术

我国的地质勘探和科学钻探已经朝着4000m的深部发展，所钻 遇的岩石种类多，岩性复杂；钻遇岩石中，坚硬致密和硅化程度高 的岩石在每个钻孔中几乎都能遇到。钻进这些类型岩层时，而普通 金刚石钻头钻进坚硬致密或硅化程度高的岩石时，钻进速度极低 (0.3m/h左右)，一般要3～4个小时才能钻进1.0米，最大难度就是 金刚石出刃极差或者不能出刃，甚至出现完全钻不动的现象，不能 有效切削岩石，以致钻进效率极低，施工期大大延长，钻探成本明 显提高，成了深部找矿钻探中迫切需要解决的问题，急需有适应性 能好的钻头满足钻进的需要。解决钻进难和钻进速度极低的问题， 必须从钻头的结构和钻头的胎体性能两个主要方面着手。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述的不足，提供一种在钻进时效极 低的岩石中钻进时能明显提高钻进效率的孕镶金刚石钻头。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种孕 镶金刚石钻头，包括钻头钢体、设置在钻头钢体端部的扇形工作齿、 焊接钻头钢体和扇形工作齿的焊接层及水口，所述扇形工作齿包括 交替均匀分布的主工作齿和辅工作齿，所述主工作齿和所述辅工作 齿之间设置有水口，所述主工作齿和所述辅工作齿的面积比为 3:2～2:1。

进一步地，所述水口的宽度为8～10mm。

进一步地，所述主工作齿采用2～4个，相对应地，所述辅工作 齿为2～4个。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：本实用新型 孕镶金刚石钻头的扇形工作齿由不同性能、不同规格的主工作齿和 辅工作齿交替间隔组合而成，在坚硬致密或硅化强的岩石中，钻进 速度能够达到0.9～1.2m/h，单个钻头的使用寿命能够达到15～24m。 在钻进同类岩石时，比普通钻头的钻进效率能够提高3.0～4.0倍，钻 头的使用寿命能够提高2.0～2.5倍。

附图说明

图1为本实用新型孕镶金刚石钻头的底唇面N-O-N方向设置局 部剖面示意图；

图2为图1中N-O-N方向孕镶金刚石钻头轴向剖面示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其 中：主工作齿1、辅工作齿2、水口3、焊接层4、钻头保径材料5、 钻头钢体6。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。此处所 描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用 新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的 技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

结合图1、图2所示的为在钻进时效极低的岩石中钻进时能明显 提高钻进效率的孕镶金刚石钻头，包括钻头钢体6、设置在钻头钢体 6端部的扇形工作齿、焊接钻头钢体6和扇形工作齿的焊接层4、水 口3及钻头保径材料5。本实用新型的关键的在于：钻头的扇形工作 齿包括交替均匀分布的2～4个主工作齿1和相对应的2～4个辅工作 齿2，主工作齿1和辅工作齿2之间设置有水口3，且主工作齿1和 辅工作齿2的面积比为3:2～2:1。

主工作齿1的胎体硬度为HRC10～12，金刚石采用的是高质量的 MBD₃₅金刚石，MBD₃₅金刚石的浓度为55～65％，其50～60目粒度占 60％～70％、60～70目粒度占30％～40％；并且胎体组成成分及质量百 分比为：10％～12％的YG8、28％～36％的Fe、10％～13％的Ni、45％～55％ 的Cu-Sn合金。

辅工作齿2的胎体硬度为HRC6～7，金刚石采用的是低质量的 SMD₁₂金刚石，SMD₁₂金刚石浓度为50～60％，其粒度为50～60目； 并且辅工作齿的胎体组成成分及质量百分比为：40％～45％的Fe、 6％～8％的Ni、18％～22％的Cu、25％～35％的CuSn10。