[发明专利]天然金刚石表镶无芯钻头

说明书

一种金刚石表镶钻头，包括钻头本体，胎体柱，立柱，金刚石颗粒，所述的钻头本体包括钻头上部本体和钻头下部本体，所述的钻头上部本体内设置有锥形孔和多边行孔，以及孔一，孔二，孔三排水孔；所述的钻头下部本体为钻头冠部，所述的钻头冠部之间设置排屑槽；所述的胎体柱固定于钻头本体刀翼的前端以及立柱上，所述金刚石颗粒表镶在胎体柱上。通过采用大小交错排列的金刚石颗粒减缓了钻头钻进时受到的冲击和摩擦，延长了金刚石颗粒的使用寿命，采用在钻头冠部上开设弧形固定槽固定胎体柱，使得钻头的冠部刀翼固定更加牢靠，采用的锥形导向和多边形放松结构，使得钻头在钻进时导向准确不偏心且在反转时钻头不发生松动，避免了掉钻现象的发生。

技术领域

本发明涉及矿山钻探装备技术领域，具体地说就是一种天然金刚石表镶无芯钻头。

背景技术

金刚石是目前世界上发现的最硬的材料，金刚石钻头也是目前在各种钻探工程中应用比较广泛和比较先进的的工具之一，金刚石钻头钻进效率比较高，钻孔质量好，施工劳动强度轻，钻探成本比较低，按照金刚石在钻头胎体中的镶嵌方式来分，可分为表镶金刚石钻头和孕镶金刚石钻头，表镶金刚石钻头是将金刚石颗粒镶嵌在钻头胎体的表面，而孕镶金刚石钻头是将金刚石颗粒均匀地镶嵌在钻头胎体内，表镶金刚石钻头在钻进时进齿块，效率高，在中软硬岩层中应用广泛；这种表镶金刚石钻头由于表面是单颗粒金刚石，因此表镶的单颗金刚石颗粒的排列方式影响这金刚石颗粒的受到的冲击性和摩擦力，且金刚石胎体的直面焊接方式严重影响着钻头刀翼的牢固性和可靠性，在长深距离的钻进过程中如果钻头发生偏心钻或松动，则金刚石颗粒的受力更加不均匀，偏载大的一侧受到的冲击和摩擦力大，磨损严重，使得钻头过早的发生报废。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种天然金刚石表镶无芯钻头，通过改进金刚石钻头胎体在刀翼上的焊接结构形式来加强金刚石刀头的稳定形，改变镶嵌金刚石表面的形状和采用金刚石颗粒大小交错排列的方式来减小钻进时受到的冲击力和摩擦力，采用锥形导向和多边形防松装置防止钻头的偏心和松动。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种天然金刚石表镶无芯钻头，包括钻头本体，胎体柱，立柱，金刚石颗粒，所述的钻头本体包括钻头上部本体和钻头下部本体，其特征在于：所述的钻头上部本体包括上部中空的圆柱段和下部梯形段，所述的圆柱段内部从上到下依次设置为多边形孔和锥形孔，所述的多边形孔段设置径向方向的销孔，所述的锥形孔末端三角锥位于下部梯形段内，所述的梯形段外侧面为圆弧面，所述的梯形段内开设孔一，孔二，孔三，孔四； 所述的钻头下部本体为钻头的冠部，设置于上部本体的梯形弧面上，所述的钻头冠部之间设置排屑槽，排屑槽可设置为螺旋形式，所述的钻头冠部包括前端部，侧弧面，背部，U形槽，保径带，所述的前端部包括前刀翼、侧刀翼和下刀翼，所述的前刀翼、侧刀翼和下刀翼上设置弧形槽，所述的弧形槽内固定胎体柱，所述前端部与胎体柱组成刀翼的主刀翼；所述背部形成副刀翼，副刀翼的倾斜角为5-20度；所述U形槽位于背部的下侧并从冠部的侧弧面开设，所述的侧弧面为同一直径柱形弧面，所述的保径带位于前刀翼与副刀翼之间，所述钻头各冠部的保径带上表面位于同一平面内，保径带外侧圆直径等于柱形侧护面直径；所述立柱竖向固定于钻头本体段开设的孔四内，所述的胎体柱固定于钻头冠部的弧形槽内及立柱上，所述的胎体柱在钻头冠部和立柱上的安装方向相同；所述金刚石颗粒表镶在胎体柱上，所述金刚石颗粒切削面朝向相同。

作为优化，所述的钻头上部本体梯形段内所述的孔一设置于梯形段的梯形弧面上并与上部本体的锥形孔末端的三角锥相通，所述的孔二开设于梯形段的下端面上，并与上部本体的锥形孔末端的三角锥形孔相通，所述的多个孔二对称排列于钻头本体段端面中心线一上，所述的孔三开设于梯形段的下端面上并与上部本体的锥形孔末端的三角锥形孔相通， 所述的孔三对称排列于钻头本体段端面中心线二上，所述的中心线一垂直于中心线二，所述的孔四对称布置于中心线二上，所述的孔四不是通孔。

作为优化，所述的多边形孔可为四边形孔或六边形孔。

作为优化，所述的孔一，孔二和孔三设置为直通道或螺旋通道。