[实用新型]热压有序排列碎聚晶孕镶钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质工程学科领域所用的金刚石钻头，特别是一种在钻进可钻性Ⅸ级以下岩石中，钻进效率高、使用寿命长的热压有序排列碎聚晶孕镶钻头。

背景技术

我国研制人造金刚石钻头至今已有半个多世纪。目前的金刚石钻头虽然具有较好的性能，可以获得较高的经济技术指标，但是，随着向深部找矿方向的发展，岩层越来越硬和复杂、多变；所钻遇的岩石中多数为可钻性Ⅸ级以下的岩石，要求金刚石钻头不仅钻进效率要高，而且要求使用寿命要长，还要求钻头对岩层的适应性要好。而现有的金刚石钻头的品种较少，其性能很难满足上述多方面的要求。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在钻进可钻性Ⅸ级以下的岩石中，可以获得钻进效率高、使用寿命长的热压有序排列碎聚晶孕镶钻头，从而满足地质找矿和地质工程领域更高的需求。

本实用新型的目的由以下技术方案来实现：

该钻头破碎岩石的工作层由多个扇形切削单元体组成，每个扇形切削单元体由多层有序排列碎聚晶的扇形切削单元层沿钻头径向水平叠加而成（通过冷压成型）。 

所述组成扇形切削单元体的多层扇形切削单元层为六层，每层由碎聚晶有序排列在铝合金网上，通过有机胶定位，其上铺撒含金刚石的定量胎体粉料。

所述组成钻头工作层的多个扇形切削单元体，其内叠加的扇形切削单元层有两种不同规格，由此构成不同的扇形切削单元体，这些不同的扇形切削单元体在钻头工作层中为交错分布排列。

所述扇形切削单元层的厚度为2.2mm～2.6mm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用碎聚晶作为破碎岩石的主体材料，其出刃高，必然会获得高的钻进效率。由于含有多层有序排列碎聚晶孕镶扇形切削单元层，钻头的工作层可高达13mm，可以获得较长的使用寿命。同时，钻头中孕镶有20%～25%单晶金刚石，不仅可以参与破碎岩石，更重要的是可以保持钻头工作层的平衡磨损，提高钻头的使用效果。本实用新型钻头的成本较低，与常规热压金刚石钻头相比，其性价比高15%以上。

附图说明

图1为本实用新型中的扇形切削单元层一种结构示意图。

图2为本实用新型中的扇形切削单元层另一种结构示意图。

图3为由图1中扇形切削单元层构成扇形切削单元体的结构示意图。

图4为由图2中扇形切削单元层构成扇形切削单元体的结构示意图。

图5为本实用新型的底唇面结构示意图。

图6为图5的 N-N方向剖视图。

以上附图中，各标号与零部件的对应关系为：

1-碎聚晶；2-铝合金网； 3-含金刚石的胎体粉料； 4-扇形切削单元体； 5-水口；6-钢基体；7-焊接保径层粉料；8-切削工作层；9-保径材料。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述，但实施例不应理解为对本实用新型的限制。

附图所公开的结构就是本实用新型一个实施例的结构。

参阅图1-图4，实施时，首先将碎聚晶1按照设计好的规格排列分布在铝合金网2上，用有机胶定位，然后移入冷压钢模中，把含金刚石的胎体粉料3均匀布撒其上，形成扇形切削单元层（见图1、图2）；以此方法，连续叠加六层扇形切削单元层，通过冷压机的压制而成型，成为钻头的扇形切削单元体4（见图3、图4）。

扇形切削单元层的厚度依碎聚晶1的粒径而定，一般在2.2mm～2.6mm范围；而铝合金网2和冷压钢模的规格尺寸由钻头的规格设计确定。扇形切削单元层中碎聚晶1在铝合金网2上呈有序排列，其上布撒有含金刚石的胎体粉料3，胎体粉料通过计算确定，金刚石的浓度设计为25%，金刚石的品级确定为SMD30。

扇形切削单元体4有两种不同的排列方式，即图3和图4中的两种形式。在具体实施中，两种形式必须交替分布排列，而不是连续排列某种形式。每两种扇形切削单元体4之间由水口5分隔开。

钻头的规格不同，所需的扇形切削单元体4的数量不同，一般为偶数数量，即两种形式各占一半。将扇形切削单元体按要求移入钻头石墨模具中，两个扇形切削单元体4之间由水口5隔开；然后，用胶在模壁上粘住保径材料9，并布撒经过计算好的焊接保径层粉料7，压上钻头钢基体6，钻头烧结模具组装完成。随后送入中频电炉中热压成型。出炉后的钻头缓冷至室温，本钻头即制造完成。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型的基本构思或等同技术，则本实用新型也应该包含这些改动和变型在内。

本说明书中若有未作详细描述的内容，则属于本领域专业技术人员公知的技术，此处不再赘述。