[发明专利]一种非硬岩取芯钻头及其加工工艺

说明书

本发明涉及一种非硬岩取芯钻头及其加工工艺，属于地质勘探用钻头技术领域。技术方案是：正水口（4）和反水口（5）在钻头钢体（1）端部交替布置，相邻的正水口和反水口之间的凸起为胎块，胎块包含胎块一（2）和胎块二（3）；螺旋方向相对的相邻正水口和反水口之间为胎块一（2），螺旋方向相背的相邻正水口（4）和反水口（5）之间为胎块二（3），胎块一和胎块二在钻头钢体端部圆周上交替布置。本发明的有益效果：制作方便、结构合理，减少坍塌和糊钻的现象发生；在软岩地层中减少钻头的频繁更换，提高钻探的工作效率和降低钻探成本，通过现场机台的实际使用，达到发明目的，解决地质勘探用钻进技术领域中软岩地层取芯难的问题。

技术领域

本发明涉及一种非硬岩取芯钻头及其加工工艺，属于地质勘探用钻头技术领域。

背景技术

地质勘探用钻头通常采用取芯金刚石钻头，进行勘探的地质可分为软地层和硬地层。已有技术对于硬地层的取芯较为成熟，常用的取芯金刚石钻头其唇面多为锯齿形和平底形，取芯金刚石钻头的主水口垂直于钻头的轴线，宽度一般在5mm左右，内外水口较浅，一般在2-3mm，在硬地层钻进时，钻头胎体中的金刚石对岩石是磨削作用，产生较细的岩粉，在水流冲击下，岩粉能够从钻头水口中冲出，排到地面。软地层主要包括粘土质地层、砂层、泥岩及无硅化的灰岩等地层，此类地层的特点是土质松散、不稳定，取芯金刚石钻头在钻进过程中易发生缩径、坍塌、糊钻等问题，钻进时，由于岩层较软、松散不成型，钻头对岩层不能形成磨削作用，而仅仅是刮削作用，形成的岩粉颗粒较大，极易堵塞钻头的水口，造成泵压升高，无法钻进；针对软底层（软岩）钻进时，由于水口的结构存在重大缺陷，钻具的稳定性差，对岩心的扰动大，岩心采取率低，造成钻头的堵塞和糊钻，该问题一直没有得到有效解决。另外，已有技术的取芯金刚石钻头胎块的工作层结构不合理，钻进效率低下，提高了钻进成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种非硬岩取芯钻头及其加工工艺，避免出现钻头的堵塞和糊钻，提高钻进效率，降低钻进成本，解决已有技术存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是：

一种非硬岩取芯钻头，钻头钢体端部的水口分为正水口和反水口，正水口和反水口均为螺旋水口，即水口从钻头钢体的内腔至钻头钢体的外圆周形成一个弧形通道；所述正水口其弧形通道的螺旋方向与钻头钢体的旋转方向相反，所述反水口其弧形通道的螺旋方向与钻头钢体的旋转方向相同；正水口和反水口在钻头钢体端部交替布置，相邻的正水口和反水口之间的凸起为胎块，胎块包含胎块一和胎块二；螺旋方向相对的相邻正水口和反水口之间为胎块一，所述胎块一为外小内大的扇形胎块；螺旋方向相背的相邻正水口和反水口之间为胎块二，所述胎块二为外大内小的扇形胎块；胎块一和胎块二在钻头钢体端部圆周上交替布置。

所述胎块一的四边均为弧线，内外两边的弧线弯曲方向相同，均向外弯曲，内弧线与外弧线的圆心同为钻头钢体的圆心，左右两边的弧线均向胎块一的内部弯曲，弯曲的曲率相同、方向相反；所述胎块二的四边均为弧线，内外两边的弧线弯曲方向相同，均向外弯曲，内弧线与外弧线的圆心同为钻头钢体的圆心，左右两边的弧线均向胎块二的外部弯曲，弯曲的曲率相同、方向相反。

所述正水口的数量等于反水口的数量，胎块一和胎块二的数量相同。

所述正水口和反水口的弧度、宽度及长度相同，弧度弯曲的方向相反；所述胎块一和胎块二对称相同。

所述胎块一和胎块二均突出于钻头钢体的内腔与外壁；胎块一突出于钻头钢体外壁部分与胎块二突出于钻头钢体外壁部分，相互之间形成水口外水道；胎块一突出于钻头钢体内腔部分与胎块二突出于钻头钢体内腔部分，相互之间形成水口内水道。

所述水口内水道布置在钻头钢体的内径上，胎块一和胎块二之间，水口内水道沿钻头钢体内壁延伸。所述水口外水道布置在钻头钢体的外径上，胎块一和胎块二之间，水口外水道沿钻头钢体外壁延伸。

所述胎块由工作层和非工作层构成，非工作层将工作层与钻头钢体的端部连接在一起，工作层、非工作层和钻头钢体的端部通过烧结成为一个整体钻头。