[发明专利]金刚石钻头材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石钻头材料，特别是一种用于钻进一般地层的金刚石钻头材料，本发明还涉及一种上述金刚石钻头材料的制备方法。 

背景技术

在钻探施工中，金刚石钻头是最重要的直接破碎地层岩石的工具，金刚石钻头的性能极大地影响着钻进速度和经济效益。当钻进一般地层时，胎体材料的主要作用就是怎样牢固地把持金刚石颗粒，使金刚石颗粒在工作过程中不易脱落，金刚石颗粒的包镶越牢固越好，现有的包镶方式和包镶结构还不能完全满足上述需要。 

发明内容

本发明的目的是提供一种金刚石钻头，其在钻进一般地层时，金刚石颗粒不易脱落，可大大提高金刚石钻头的寿命。 

本发明提供了一种金刚石钻头材料，它包括胎体和弥散于胎体中的金刚石包镶颗粒，金刚石包镶颗粒包括金刚石颗粒、包镶在金刚石颗粒表面的第一包镶层、和包镶在第一包镶层外的第二包镶层，第一包镶层的包镶材料为钴粉，第二包镶层的包镶材料包括钴粉、铜粉、及锡粉的混合物，或钴粉、铜粉、及锌粉的混合物。 

本发明还提供了一种金刚石钻头材料的制备方法，包括如下步骤：使金刚石颗粒在钴粉中滚动，钴粉藉由粘结剂粘覆于金刚石颗粒表面，形成包镶有第一包镶层的初次包镶颗粒；将钴粉、铜粉、及锡粉，或钴粉、铜粉、及锌粉混合，得到第二包镶材料；将初次包镶颗粒在第二包镶材料中滚动，第二包镶材料藉由粘结剂粘覆于初次包镶颗粒的表面，得到包镶有第二包镶层的最终包镶颗粒；将最终包镶颗粒与形成胎体的材料混合，后经装模、烧结处理，最终包镶颗粒形成金刚石包镶颗粒，胎体和弥散于其中的金刚石包镶颗粒形成金刚石钻头材料。 

先将钴粉包镶至金刚石颗粒表面，再用钴粉、铜粉、与锡粉或锌粉的混合包镶材料包镶，可以有效增强胎体对金刚石颗粒的包镶强度，使金刚石颗粒在钻进工作过程中不易脱落。 

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对金刚石钻头的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。 

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。 

图1用于说明金刚石钻头材料的一种示意性实施方式的局部剖视结构。 

图2是用于说明金刚石钻头材料制备方法中最后包镶颗粒的制备设备。 

图3用于说明一种金刚石包镶强度的测试设备。 

图4 用于说明本发明金刚石包镶强度的显微图。 

标号说明 

10  胎体

12  唇面

20  金刚石颗粒

21  第一包镶层

22  第二包镶层

52  调速电机

54  转筒

56  机架

61  砂筒

62  空气压缩机

63  砂量控制开关

64  安装架

65  喷嘴

70  钻头。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现结合以下实施例说明本发明的具体实施方式。 

图1用于说明金刚石钻头材料的一种示意性实施方式的局部剖视结构。如图1所示，金刚石钻头材料包括胎体10和弥散于胎体10中的金刚石包镶颗粒。金刚石包镶颗粒包括金刚石颗粒20，包镶在金刚石颗粒20表面的第一包镶层21，包镶在第一包镶层21外的第二包镶层22。第一包镶层21的包镶材料为钴粉。第二包镶层22的包镶材料为钴粉、铜粉、及锡粉的混合物，或钴粉、铜粉、及锌粉的混合物。在金刚石钻头的钻进过程中，其与岩石层接触的唇面12会不断磨损，由于采用了与金刚石结合力强的钴粉包镶金刚石，钻进过程中，金刚石不易过早脱落。