[实用新型]一种金刚石钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于地质勘探、石油钻井和工程勘察以及地质灾害治理的金刚石钻头。 

背景技术

从我国开始研制人造金刚石钻头开始，制造金刚石钻头主要采用热压方法和电镀方法。热压方法制造的金刚石钻头与电镀金刚石钻头相比，具有较高的硬度和耐磨性，具有一定的适应性。但是，由于地层的多样性，要求不同的地层要有相应性能的钻头去适应，才能取得好的钻进效果。加上普通金刚石钻头的工作层性能与结构单一，钻头的广谱性较差。随着地质找矿向地层深部发展，岩层的性质越来越复杂，在一个钻孔中，甚至一个钻进回次没有钻进完，岩性就发生变化，需要频繁的更换不同性能的钻头，严重地影响着地质钻探的进程，提高了钻探的成本。而热压方法制造的普通金刚石钻头具有较高的硬度和耐磨性，可以适应多数岩层钻进的需要。但是，对于钻进卵砾石地层与硬-脆-碎等强研磨性岩层却显得适应性差，钻进速度不高，钻头的寿命也不长。随着地质找矿向地层深部发展，岩层越来越硬，岩性越来越复杂，强研磨性岩层出现的几率越来越高，几乎所有的金属矿钻探，都会遇到这类岩层，严重地影响着地质勘探的进程，提高了钻探的成本。 

发明内容

本实用新型其目的就在于提供一种金刚石钻头，具有硬度高，耐磨性强，使用寿命长的特点，特别适宜在砂卵石地层和硬-脆-碎岩层中钻进。 

实现本实用新型所采用的技术方案，包括普通金刚石钻头的工作层和分布在工作层上的烧结体，所述的烧结体为热稳定性聚晶体，包括方柱状热稳定性聚晶体和圆柱状热稳定性聚晶体，所述的方柱状热稳定性聚晶体分布排列在钻头的工作层靠近外径的位置和靠近内径的位置，所述的圆柱状热稳定性聚晶体分布排列在钻头工作层靠近中心的部位。 

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。 

由于采用了热稳定性聚晶体在钻头的切削单元中按照一定规律分布、排列的技术设计，与金刚石共体组成破碎岩石的主体，因而具有具有硬度高，耐磨性强，使用寿命长的特点，在砂卵石地层和硬-脆-碎岩层中钻进效果好。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。 

图1为本发明热压金刚石钻头的结构示意图一； 

图2为本发明热压金刚石钻头的结构示意图二。 

图中，1-方柱状热稳定性聚晶体；2-圆柱状热稳定性聚晶体；3-工作层胎体；4-水口。 

具体实施方式

包括普通金刚石钻头的工作层3和分布在工作层上的烧结体，如图1、2所示，所述的烧结体为热稳定性聚晶体，包括方柱状热稳定性聚晶体1和圆柱状热稳定性聚晶体、2，所述的方柱状热稳定性聚晶体1分布排列在钻头的工作层3靠近外径的位置和靠近内径的位置，所述的圆柱状热稳定性聚晶体2分布排列在钻头工作层3靠近中心的部位。 

所述的方柱状热稳定性聚晶体1的规格为3×3×10mm，圆柱状热稳定性聚晶体2的规格为φ2×8mm或φ2.5×8mm。 

所述的圆柱状热稳定性聚晶体2中的φ2×8mm聚晶分布排列在靠近钻头工作层3内径方向，而φ2.5×8mm聚晶分布排列在钻头工作层3靠近外径方向。同一切削单元内分布排列3～4颗热稳定性聚晶体，同一圆周切削方向的热稳定性聚晶体重叠为1％～2％。 

钻头工作层3胎体材料采用碳化钨、YG8、镍、钴、锰、钛以及铜合金；钻头工作层3胎体硬度为HRC40～45，耐磨性为(0.35～0.40)×10-5ML，钻头工作层3胎体内金刚石品级为SMD30～35，金刚石的浓度为88％，金刚石的粒度及其含量分别为：40/45占30％、45/50占40％、60/70占20％、80/100占10％。 

实施例 

本实用新型的内容如下： 

(1)采用一种提高钻头耐磨性的思维与设计方法，在提高胎体耐磨性的同时，加强钻头工作层的保径效果，实现钻头运转平稳和工作层的均衡磨损，以达到提高钻头寿命的目的。 

(2)在普通热压金刚石钻头的基础上，将热稳定性聚晶体有规律、有序地分布、排列在钻头的工作层中。热稳定性聚晶体既起着破碎岩石的作用，又起着强化钻头的耐磨性的作用和保径效果，有力地提高了钻头的稳定性和使用寿命。 

(3)提高钻头的耐磨性不仅仅采用高耐磨性的胎体，往往采用高耐磨性的胎体不利于金刚石出刃，钻头容易出现“打滑”，钻进效率很低。本专利采用了较高耐磨性能的胎体，配合热稳定性聚晶，可以实现钻头的耐磨性高和钻进效果好的双重效果。