[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金刚石钻头，属于地质勘探用特深孔地质岩心钻进设备技术领域。

背景技术：

随着我国工业的快速发展，对各种能源和矿产资源的需求不断加大，现已探明的表层和浅层矿藏的贮量和开采量已不能满足工业快速发展的需要，企业所用的矿石除一部分进口外，其余均需要从国内采购，这就要求地质勘查向深层矿床发展。经过二十多年的生产实践，绳索取心技术在我国已得到广泛的应用，绳索取心的优势是不必提升整个钻杆柱取岩心，可以一直钻进，直到金刚石钻头磨损完，才需要提升钻杆柱，增加了纯钻时间，提高了工作效率。目前，各种钻具的设计孔深一般在1000米以下，随着孔深向2500-3000米发展，沿用现用的金刚石钻头，绳索取心的优势就得不到发挥。背景技术常用的孕镶金刚石，钻头胎体一般在6-15毫米左右，钻头寿命不超过50米，钻头的时效不超过1.5米/小时，如果在特深孔钻进时，应用现有的金刚石钻头，钻进的效率就会大大降低，失去了金刚石绳索取心钻进的优势。中国专利ZL200620130776.6、名称为：一种金刚石钻头水口，通过一种与钻头直径成一定角度的水口设计，提高金刚石钻头的钻进速度，该水口由与钻头唇面直径成一定角度的一对直线、圆弧或者螺旋线组成，水口方向可以是顺时针方向或者逆时针方向；中国专利ZL200620051584.6、名称为：孕镶金刚石取芯钻头胎体结构，胎体采用对称分布非均匀胎体结构，沿钻头旋转方向按硬度或耐磨性大小从大到小排列2组及2组以上的工作体，达到提高钻头钻进时效，延长钻头实用寿命的目的。这些是现用的孕镶金刚石钻头在特深孔钻进中存在如下缺点：一、胎体高度低，相对来说寿命短，在浅孔中使用工作效率会稍高些，但在特深孔中使用工作效率会大大降低；二、水口小且浅，对金刚石钻头胎体的冷却没有改善，无法避免金刚石及胎体的热损伤，导致金刚石强度和胎体抗冲蚀、耐磨性的降低。

实用新型内容：

本实用新型目的是提供一种金刚石钻头，通过增加金刚石钻头胎体的高度，增加水口，改善孔底的水流循环，保护金刚石免于热损伤，提高钻头的寿命和时效，解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：一种金刚石钻头，包含钻头刚体、钻头胎体，多个钻头胎体设置在钻头刚体上，钻头胎体之间设有第一层水口，钻头胎体上设有第二层水口。

第一层水口位置高于第二层水口位置。本实用新型开上下两层水口，钻头胎体高度为20-22mm，采用优质金刚石和烧结工艺，使钻头的平均寿命大于120米，钻进平均时效大于3米/小时。

由于钻头胎体超高，为保证胎体的强度，需要布置上下两层错位水口，钻进中两层水口可同时过水，在大泵量情况下，钻头的压降不会增高，过水量加大，改善了孔底的水流循环，有效冷却金刚石钻头端部，利于岩粉的排出，减少岩粉对胎体的过度冲蚀，保证金刚石的合理出刃。

本实用新型采用无压烧结制成，对于钻头胎体厚度和高度十分悬殊的钻头，能保证钻头胎体密度的一致和钻头胎体的性能稳定，底刃和保径金刚石不会产生移位，胎体骨架可采用较粗粒度的耐磨金属，加强钻头胎体的的耐磨性和抗冲蚀性。中温、气体保护烧结，烧结温度控制在850度左右，采用惰性气体保护烧结，在烧结过程中保证了金刚石的强度，避免了胎体材料和金刚石与空气接触产生的氧化反应，可保证金刚石钻头胎体的高耐磨性和抗冲蚀性，同时高的金刚石的强度又可保证高时效性。20-22mm的超高胎体设计，延长了钻头的寿命。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的孕镶金刚石钻头，采用无压、中温、气体保护烧结的工艺，具有超高胎体和双层水口；采用的无压、中温、气体保护烧结保证了钻头胎体的高耐磨性和抗冲蚀性，超高胎体使金刚石钻头具有了实现长寿命的条件，双层水口加大了水量，改善了孔底的水流循环，使岩粉的排出畅通，有效的冷却金刚石钻头的端部，避免了金刚石钻头的热损伤，实现了金刚石钻头的长寿命和高时效。

本实用新型与背景技术相比有以下优点：

1. 金刚石钻头采用超高胎体，与低胎体钻头相比，寿命明显加长。

2.采用新的烧结工艺，实现了保证了金刚石的强度和胎体的耐磨性，保证了金刚石的良好出刃，实现了长寿命和高时效的结合。

3.钻头采用双层水口，水路畅通，有利于冲洗液的流动，改善了钻头胎体的冷却条件和岩粉的排出畅通，使胎体中的金刚石免于热损伤，保证了原有金刚石的强度，使胎体免于过度的冲蚀，有利于提高钻速和钻头寿命的延长。

4.采用薄壁设计，阻力小，切削的岩粉少，时效性高。

附图说明：

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例的立体示意图；