用于钻头钻齿的锥型金属杯的制作方法

本实用新型属钻探设备技术领域，具体涉及一种用于钻头钻齿的锥型金属杯。

背景技术：

随着石油天然气钻探、煤炭开采等钻采业的发展，对钻探工具的钻进效率、强度、抗冲击韧性等要求越来越高。钻采工具主要元部件为钻齿，现在钻齿端头主要采用聚晶金刚石复合片，聚晶金刚石复合片是由聚晶金刚石层和硬质合金基体高温高压烧结而成的复合材料，为了降低成本，将钻齿基体采用成本较低的硬质合金制成，只在其前端部镶嵌金刚石，但这样的结构在使用中依然存在工作中磨损快，消耗快的问题。为了延长聚晶金刚石复合片钻齿的寿命，现在一般在金刚石外包覆一层金属杯，工作过程中先从金属杯开始磨损，随后才会磨损金刚石，从而延长整个钻齿的使用寿命。目前，钻采业配合金刚石复合片使用的金属杯一般仍是端面为平面结构的金属杯，此类平面结构的金属杯在实际钻探使用中存在如下缺陷：由于在钻探过程中受力集中，处于钻头周边缘部分的钻齿速度快，受到的阻力大，磨损快，并由于金属杯与金刚石复合片适配导致的本身结构高度低，从而加快金属杯的磨损，缩短钻齿使用寿命。因此有必要提出改进。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题：提供一种用于钻头钻齿的锥型金属杯，本实用新型将金属杯的上封闭端面结构制成与金刚石复合片结构适配的锥型端面结构，加长了金属杯的高度，钻采过程中，钻齿磨损先从金属杯的锥形顶端开始直至杯体，结构的变化导致金属杯高度增加，从而减慢了磨损的速率，延长金刚石复合片的使用寿命，而且锥型端面结构与杯体连接结构使整体形成光滑弧面状的切削刃部结构，能够有效防止钻进过程中钻齿头部受力过于集中，避免刃部有尖锐棱角受力的情况，有效防止磨损严重或棱角崩刃脱层等现象。

本实用新型采用的技术方案：用于钻头钻齿的锥型金属杯，包括杯体，所述杯体呈圆筒型结构，所述杯体一端敞开形成开口端，所述杯体另一端通过锥型端面结构封闭。

其中，所述锥型端面结构与杯体圆筒型结构同轴，所述锥型端面结构中心顶端制成圆弧面结构，所述锥型端面结构边沿通过圆角与杯体端口边沿光滑过渡连接。

进一步地，所述杯体的整体高度h为17mm，所述锥型端面结构的高度h1 为9.6mm，所述杯体的外径Φ为15.16mm，所述锥型端面结构中心顶端的圆弧面结构半径R1为2mm，所述圆角的半径R2为0.4mm，所述杯体和锥型端面结构的壁厚b均为0.13mm。

进一步地，所述杯体及其锥型端面结构整体采用铌材料通过氧化处理加工而成。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本方案将金属杯的上封闭端面结构制成与金刚石复合片结构适配的锥型端面结构，加长了金属杯的高度，钻采过程中，钻齿磨损先从金属杯的锥形顶端开始直至杯体，结构的变化致使金属杯高度增加，从而减慢了磨损的速率，延长金刚石复合片的使用寿命，降低成本；

2、本方案将金属杯的端面制成锥型端面结构，并使锥型端面结构中心顶端制成圆弧面结构，使锥型端面结构边沿通过圆角与杯体端口边沿光滑过渡连接，从而使金属杯整体形成光滑弧面状的切削刃部结构，能够有效防止钻进过程中钻齿头部受力过于集中，避免刃部有尖锐棱角受力的情况，有效防止磨损严重或棱角崩刃脱层等现象，增强钻齿耐磨性，结构简单，制造方便；

3、本方案中金属杯是采用铌材料经过氧化处理加工而成，经过热处理的铌杯内部残余应力小，强度高，耐磨性高，具有很高的耐热性和抗冲击性，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图；

图2为本实用新型的结构仰视图。

具体实施方式

下面结合附图1-2描述本实用新型的实施例。

用于钻头钻齿的锥型金属杯，如图1和2所示，包括杯体1，所述杯体1 呈圆筒型结构，所述杯体1一端敞开形成开口端2，所述杯体1另一端通过锥型端面结构3封闭。将金属杯的上封闭端面结构制成与金刚石复合片结构适配的锥型端面结构，加长了金属杯的高度，钻采过程中，钻齿磨损先从金属杯的锥形顶端开始直至杯体，结构的变化导致金属杯高度增加，从而减慢了磨损的速率，延长金刚石复合片的使用寿命，降低成本。

具体的，所述锥型端面结构3与杯体1圆筒型结构同轴，所述锥型端面结构3中心顶端制成圆弧面结构4，所述锥型端面结构3边沿通过圆角5与杯体1端口边沿光滑过渡连接，从而使金属杯整体形成光滑弧面状的切削刃部结构，能够有效防止钻进过程中钻齿头部受力过于集中，避免刃部有尖锐棱角受力的情况，有效防止磨损严重或棱角崩刃脱层等现象，增强钻齿耐磨性，结构简单，制造方便。

所述杯体1及其锥型端面结构3整体采用铌材料通过氧化处理加工而成，经过热处理的铌杯内部残余应力小，强度高，耐磨性高，具有很高的耐热性和抗冲击性，使用寿命长。

本实用新型规格的一种实施例如下：所述杯体1的整体高度h为17mm，所述锥型端面结构3的高度h1为9.6mm，所述杯体1的外径Φ为15.16mm，所述锥型端面结构3中心顶端的圆弧面结构4半径R1为2mm，所述圆角5的半径R2为0.4mm，所述杯体1和锥型端面结构3的壁厚b均为0.13mm。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。