专利名称：一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻头，特别涉及一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头。
技术背景 孕镶金刚石钻头被广泛用于地质、水利、能源、建筑、交通等行业和部门。现有的孕 镶的金刚石钻头的结构如公告号为CN201269050的中国实用新型专利所示，钻头本体呈空 腔柱状结构，其主要由胎体和与之连接的钢体构成。胎体部位包括含金刚石的工作层与不 含金刚石的非工作层叠加而成。胎体的唇端处的工作层上开设有向钢体延伸的沟槽状的水 口。水口将工作层分为若干个钻齿，钻齿和水口沿圆周方向间隔分布。当钻头在钻进坚硬、 研磨性强、及破碎的地层时，钢体部位受到含岩粉、岩粒等高速流体的冲刷和冲蚀，钢体会 比胎体提前磨损，形成拉脖子的破坏形式，而浪费了金刚石和金属的胎体，钻头的寿命也降 低了 ，有些甚至弓I起金刚石胎体整体掉落在钻孔内，造成孔内事故。 为防止钻头在钻进坚硬、研磨性强、及破碎的地层时，出现上述破坏现象，目前的 解决方案是通过降低胎体的高度，使胎体与钢体同步磨损。然而这种结构的孕镶金刚石钻 头在一定程度上解决了胎体浪费的问题，却没有解决钻头寿命减少的问题。当在深孔钻进 时因钻头寿命过短而频繁起下钻具，无用工作时间增加，整体的工作进度就受到严重影响
实用新型内容
本实用新型为解决现有孕镶金刚石钻头在钻进坚硬、研磨性强、及破碎的地层时，
钢体提前磨损而减少寿命的问题，提供一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头。 为实现上述目的，本实用新型所设计的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，包括
胎体和与之连接的钢体两部分，胎体的唇端处设有沟槽状的水口，水口将胎体的唇端分隔
为若干个钻齿，所不同的是所述钢体的外侧壁上设有保护棱。钢体表面附加上几道棱状硬
物质，使钢体表面的耐磨性大幅度提高，又保留足够的排粉空间，使原来的胎体可以正常消
耗完，甚至还可以加高胎体的高度，因而大大延长了钻头的使用寿命；减少了起下钻具的距
离，大大提高了深孔地质钻探的效率，大幅度縮减钻探工期，减少了钻探成本。 为了提高钢体的耐研磨性，所述保护棱沿所述钢体的长度方向延伸，即保护棱可
以与钢体的轴向平行、也可以与钢体的轴向呈一定角度。但最好是保护棱的走向与钢体的
轴向平行。 考虑到两种材质的胎体和钢体的相连最可能在钻头钻进时出现断裂，本实用新型 所述保护棱的上端最好与胎体的底面紧接。 上述方案中，所述保护棱既可设置在水口的对应下方，也可设置在钻齿的对应下 方，但考虑到钻头在钻进过程中，钻齿处的受力最大，因此保护棱最好设于每个钻齿的对应 下方，最好是设于钻齿的中轴线的延长线上。 本实用新型所述保护棱的硬度最好大于钢体的硬度，用以进一步加强钢体的耐研 磨性能。[0010] 本实用新型与现有技术相比，钢体部分的凸起保护棱硬度可达HRC55以上，耐磨 性则加2 5倍，而现有产品的钢体多为45#钢，其硬度和耐磨性都差很多。因此，与普通 金刚石地质钻头相比，其使用寿命可增加到2 5倍，大幅度减少了起下钻具的距离，大大 提高了深孔地质钻探的效率，大幅度縮减钻探工期，减少了钻探成本。具有设计合理、结构 简单、使用寿命数倍增加、生产效率高、成本低等特点。
图1为本实用新型一种实施例的半剖视图； 附图标记1、胎体；11水口 ；12、钻齿；2、钢体；21、保护棱。
具体实施方式
下面对本实用新型的一种实施例进行详细说明。 本实用新型一种带保护钢体2的孕镶金刚石钻头如图1所示，钻头的整体呈空腔 柱状结构，主要由胎体1和钢体2两部分组成。所述胎体1又包括含金刚石的工作层与不 含金刚石的非工作层叠加而成。胎体l的唇端处的工作层上开设有向钢体2延伸的沟槽状 的水口 11。水口 11将胎体1的工作层分为若干个钻齿12，钻齿12和水口 11沿圆周方向 间隔分布。所述钢体2的外侧表面则布置有一道或一道以上的保护棱21，该保护棱21可以 呈直线形、呈螺旋形、或呈其他不规则的曲线形。上述各种形状的保护棱21均沿钢体2的 长度方向延伸，即保护棱21可以与钢体2的轴向平行，或与钢体2的轴向呈一定角度。综 合考虑钢体2所受应力和加工的难易程度，本实用新型保护棱21最好呈直线型，且保护棱 21的走向与钢体2的轴向平行。 保护棱21可以布置水口 11的对应下方、或钻齿12的对应下方，但考虑到钻头在 钻进过程中，钻齿12的对应下方的钢体2受到的应力较大，因此保护棱21最好设置在每个 钻齿12的对应下方。每个钻齿12的下方所设的保护棱21可以为一道或一道以上。当然 也可以根据应力分布情况，间隔设置保护棱21，即只在其中几个钻齿12的对应下方设置保 护棱21。当钻齿12的对应下方仅设有一道保护棱21时，该保护棱21最好棱处于两个水 口 11中间，即保护棱21位于钻齿12的中轴线的延长线上。另外，由于孕镶金刚石钻头的 胎体1和钢体2为两种不同的材料加工而成，当钻头工作时，胎体1和钢体2的相连处最易 出现断裂，因此所述保护棱21的上端最好与胎体1的底面紧接。 在本实用新型优选实施例中，每个钻齿12的对应下方、钢体2的外侧表面均设有 一道呈直线形的保护棱21，该保护棱21位于所对应的钻齿12的中轴线的延长线上，保护 棱21的前端与胎体1部分的底面连接，并沿平行钢体2轴向延伸约50mm，宽度约15mm，凸 起的高度约2mm。 本实用新型的保护棱21也可为各种硬质材料通过堆焊、或涂覆、或电镀方法固定 在钢体2的表面，形成硬度大于刚体的硬度的保护棱21。在本实用新型优选实施例中，所述 保护棱21的硬度大于等于HRC55。在加工过程中，首先将钢体2表面处理干净，方法1用钨 金焊条在钢体2表面直接电焊成所需尺寸的保护棱21 ;方法2在钢体2表面，用热喷涂工 艺，喷涂耐磨材料并堆积成所需尺寸的保护棱21 ;方法3用电镀的工艺，在钢体2表面镀上 含金刚石或碎硬质合金或耐磨金属材料，镀所需尺寸的保护棱21。[0018] 本实施例并非本实用新型的穷举，所述保护棱21在数量上也可以不同于钻齿12 的数量；尺寸上也可不同于50MM长X15匪宽X2匪高，也可根据所钻地层的研磨性不同， 组合各种硬质、耐磨材料做成保护棱21。
权利要求一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，包括胎体(1)和与之连接的钢体(2)两部分，胎体(1)的唇端处设有沟槽状的水口(11)，水口(11)将胎体(1)的唇端分隔为若干个钻齿(12)，其特征在于所述钢体(2)的外侧壁上设有保护棱(21)。
2. 根据权利要求1所述的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，其特征在于所述保护棱(21)的沿所述钢体(2)的长度方向延伸。
3. 根据权利要求2所述的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，其特征在于所述保护 棱(21)与钢体(2)的轴向平行。
4. 根据权利要求1 3中任意一项所述的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，其特征 在于所述保护棱(21)的上端与胎体(1)的底面紧接。
5. 根据权利要求4所述的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，其特征在于所述保护棱(21)设于每个钻齿(12)的对应下方。
6. 根据权利要求4所述的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，其特征在于所述保护 棱(21)设于钻齿(12)的中轴线的延长线上。
7. 根据权利要求1 3中任意一项所述的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，其特征 在于所述保护棱(21)的硬度大于刚体的硬度。
8. 根据权利要求7所述的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，其特征在于所述保护棱(21)的硬度大于等于HRC55。
9. 根据权利要求1所述的一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头，其特征在于所述保护 棱(21)由硬质材料通过堆焊、或涂覆、或电镀而成。
专利摘要本实用新型的目的是为解决现有孕镶金刚石钻头在钻进坚硬、研磨性强和破碎的地层时，钢体提前磨损而减少寿命的问题，公开一种带保护钢体的孕镶金刚石钻头。钻头包括胎体和与之连接的钢体，在钢体表面设置有沿轴向高耐磨性材料做成的保护棱。具有设计合理、结构简单、使用寿命数倍增加、生产效率高、成本低等特点。
文档编号E21B10/46GK201521248SQ20092014126
公开日2010年7月7日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者何锋, 张延军, 李运海, 王智慧, 罗文来, 莫睿, 谢志刚 申请人:桂林矿产地质研究院