[发明专利]一种地质勘探用区块式金刚石钻头及制造工艺

说明书

一种地质勘探用区块式金刚石钻头及制造工艺，该金刚石钻头包括钢体和胎体，所述胎体位于钢体上，所述钢体上设有内水槽、水口、外水槽，所述胎体由工作层胎体和非工作层胎体两部分组成，其制作工艺包括以下步骤：（1）混合料配制，（2）压制成型，（3）组装，（4）烧结及后续加工。本发明的钻头胎体结构设置为区块式，在钻进过程中形成切削刃角，在钻进过程中钻头唇面圆周因磨损程度不一致产生高度差，形成高低不同的齿状，适应多种地层的钻进，钻进速度快、钻进效率高、使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种钻头及其制造方法，具体涉及一种地质勘探用区块式金刚石钻头及制造工艺。

背景技术

常规的孕镶金刚石钻头由于钻头胎体采用同一配方料，钻头岩性适应域窄，在复杂地层中钻进时，性能难以相顾各种岩层性状对钻头的性能要求而影响钻头使用效果和施工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种钻进效率高、使用寿命长、适应多种地层的地质勘探用区块式金刚石钻头及制造工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种地质勘探用区块式金刚石钻头及制造工艺，包括钢体和胎体，所述胎体设于钢体上，所述钢体上设有内水槽、水口、外水槽，所述胎体由工作层胎体和非工作层胎体两部分组成，所述的地质勘探用区块式金刚石钻头的制造工艺，包括以下步骤：

（1）混合料配制：选取4/6种金刚石砂轮制体积浓度范围在20%-85%的金刚石，将选取的各浓度的金刚石分别与胎体配方料混合均匀，得到4/6种不同区块所需的混合料；所得的混合料分为两组，每组有2/3种混合料，一组是高浓度组，另一组是低浓度组，高浓度组和低浓度组中各浓度的间隔浓度比均为1：1.1-1.25； 在金刚石钻头的同一直径方向，低浓度组与高浓度组的间隔浓度比为1:2.5-3.5。

（2）压制成型：将4/6种不同混合料分别装入钢模内，压制成所需形状，得4/6种成型块，分别是2/3种高浓度组的成型块和2/3种低浓度组的成型块；

（3）组装：第一步，将石墨模具、石墨模芯、石墨底环、水口石墨塞配套组装好；第二步，根据要求装入一块压制完成的胎体工作层成型块，接着在成型块周边装入紫铜片，在紫铜片旁边装入另一块成型块，再加入紫铜片，重复以上步骤一直到成型块完全装好；其中，需要保证高浓度组和低浓度组的成型块沿着金刚石钻头的外径到内径方向交叉布置，高浓度组设于外侧，从钻进时旋转方向，高浓度组和低浓度组的成型块浓度均是依次递增的；第三步，在形成的空间内—即模具内壁、模芯外壁粘贴内外保径聚晶、合金；第四步，在组装好的胎体工作层成型块上盖上非工作层粉料；第五步，将钢体置于非工作层之上套入模具模芯；

（4）烧结及后续加工：烧结后得半成品，后续机加工、外观处理后即为出厂成品。

进一步，所述胎体为每翼/胎体区块式布局，不同区块金刚石浓度在同一直径方向成高浓度、低浓度间隔分布，外径部分、内径部分均为高浓度分布，金刚石浓度沿钻进旋转方向依次递增分布，在钻进过程中形成切削刃角，在钻进过程中钻头唇面圆周因磨损程度不一致产生高度差，形成高低不同的齿状。

进一步，所述紫铜片厚度为0.5-1mm，紫铜片经过退火处理、表面粗糙化处理，剪切成所需的尺寸，压制成所需形状。

本发明中的钻头胎体采用区块式结构，不同胎体区块采用浓度不同的金刚石配方料，在钻进过程中形成切削刃角，在钻进过程中钻头唇面圆周因磨损程度不一致产生高度差，形成高低不同的齿状；使钻头胎体设计更合理，适用多种地层钻进，且每块之间采用0.5-1mm紫铜片连接，紫铜片经过退火处理、表面粗糙化处理，剪切成所需的尺寸，压制成所需形状，增加区块胎体的连接强度和整体胎块的强度，铜片的金刚石浓度低极易磨损，钻头在使用过程中产生沟槽的效果；可提高钻进速度和钻进效率。

附图说明

图1为本发明实施例1中地质勘探用区块式金刚石钻头的结构示意图；

图2为图1所述实施例中钻头胎块组合的示意图；