[发明专利]一种交叉齿金刚石钻头及其制造方法

说明书

本发明涉及一种金刚石钻头，尤其涉及一种交叉齿金刚石钻头及其制造方法。所述交叉齿金刚石钻头，包括钻头钢体，所述钻头钢体整体呈中空圆柱状，且上端沿圆周设有钻头工作齿，所述钻头工作齿由若干个内工作齿和外工作齿组成，所述内工作齿和所述外工作齿沿钢体圆周交错相间排列，且间隔处设有水口；所述内工作齿外侧壁上设有外凹槽，所述外工作齿内侧壁上设有内凹槽；所述内工作齿和所述外工作齿的俯视截面相对呈内凸起和外凸起。该结构可采用电镀金刚石钻头、热压金刚石钻头、以及刀头式金刚石钻头的制造方法。本发明通过特定结构的设计提高钻头的工作效率、钻头寿命，降低钻头的制造成本，为金刚石钻头制造提供一种广普性的唇面结构。

技术领域

本发明涉及一种金刚石钻头，尤其涉及一种交叉齿金刚石钻头及其制造方法。

背景技术

现行的金刚石钻头唇面结构有多种多样，目前广泛使用的钻头大都采用平底或者圆弧底唇面结构。而交叉掏槽式钻头在传统的教科书中虽有相关介绍，但因齿型结构容易损坏，仅在极坚硬岩层时有少量使用。

目前针对坚硬岩层制造的薄壁金刚石钻头尽管取得了一定提高效率的作用，但大多寿命较短，并容易出现岩心堵塞而影响钻进速度的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种交叉齿金刚石钻头及其制造方法。通过该结构设计提高钻头的工作效率和钻头寿命。

本发明是这样实现的：

一种交叉齿金刚石钻头，包括钻头钢体，所述钻头钢体整体呈中空圆柱状，且上端沿圆周设有钻头工作齿，所述钻头工作齿由若干个内工作齿和外工作齿组成，所述内工作齿和所述外工作齿沿钢体圆周交错相间排列，且间隔处设有水口；所述内工作齿外侧壁上设有外凹槽，所述外工作齿内侧壁上设有内凹槽；所述内工作齿和所述外工作齿的俯视截面相对呈内凸起和外凸起。

所述外凹槽和所述内凹槽的两端凹槽边缘均与相邻的工作齿连接，且不超过所述水口边缘。

所述外凹槽和所述内凹槽的两端凹槽边缘为圆弧状或者带角度的折线。

所述外凹槽和所述内凹槽的凹槽深度为所述钻头工作齿径向厚度的45－15％。

所述水口的两个侧面为斜面，且与所述钢体圆周的径向呈锐角；所述水口包括间隔设置的前水口和后水口，所述前水口的水流方向从内到外为顺时针方向，所述后水口的水流方向从内到外为逆时针方向。

所述水口的斜面与所述钢体圆周径向呈10－45°的角度。

本发明提供了一种所述交叉齿金刚石钻头的制造方法，所述钻头工作齿采用电镀方式镀在所述钢体上。

所述外工作齿包括设于所述钢体外侧的外保径层、所述钢体上端的外齿工作层；所述内工作齿包括设于所述钢体内侧的内保径层、所述钢体上端的内齿工作层。

所述内工作齿和所述外工作齿在其凹槽面上均设有凹槽镀层。

本发明另外提供了一种所述交叉齿金刚石钻头的制造方法，所述钻头工作齿采用热压生产工艺，通过粉末冶金方式烧结在钢体上。

所述外工作齿和所述内工作齿在所述钢体上端由下至上均依次设有粘结过渡层、耐磨保径层、钻头工作层；所述粘结过渡层用于连接所述耐磨保径层与所述钢体。

本发明还提供了一种所述交叉齿金刚石钻头的制造方法，所述钻头工作齿通过刀头焊接工艺将钻头工作块镶焊在所述钢体上端。

本发明的优点在于：本发明通过改变金刚石钻头的破岩机理，提高金刚石钻头的钻进速度；疏导冲洗液，减小冲洗液对钻头保径的冲蚀，减小钻进阻力。本发明通过特定结构的设计提高钻头的工作效率、钻头寿命，降低钻头的制造成本，为金刚石钻头制造提供一种广普性的唇面结构。

具体如下：