一種孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭的製作方法
2023-04-26 21:27:16 6
專利名稱：一種孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鑽頭，具體地，涉及一種孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭。
背景技術：
現在的旋轉井壁取芯器使用的鑽頭均為表鑲金剛石鑽頭，這類鑽頭在使用的時候存在局限性。由於參與切削的金剛石磨粒只鑲嵌在鑽頭胎體的表面，當其在鑽取堅硬巖層時，隨著取芯作業時間的增加，參與切削的金剛石磨粒會被嚴重磨損，其數量也會隨著胎體的磨損而越來越少，直至最後金剛石磨損耗盡，取芯作業隨之停止。
實用新型內容為了解決上述技術問題，本實用新型公開了一種雙切削刃的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭。本實用新型公開的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，包括鋼體、胎體、金剛石，所述胎體包括工作層和非工作層，所述胎體的工作層通過所述胎體的非工作層與所述鋼體固定連接，所述胎體的工作層上形成切削體，所述金剛石燒結在所述胎體的工作層內，所述胎體的工作端面上沿鑽頭轉動的方向上設置有凹槽，所述凹槽將所述胎體的工作端面分割為兩個切削刃。較佳地，所述凹槽的截面為三角形或矩形。較佳地，所述孕鑲所述胎體的工作層上設置有水口，所述水口的數目為3-10個。較佳地，所述水口的數目為6個。較佳地，所述表鑲金剛石鑽頭的內徑為25mm,夕卜徑為33-35. 8mm。較佳地，所述胎體為硬質金屬材質胎體。較佳地,所述胎體為鶴基材胎體或銅基材胎體。較佳地，所述金剛石為500克拉/粒、水口的數目為6個，鑽頭的內徑為25臟，外徑為33mm、胎體為銅基材胎體，或者，所述金剛石為500克拉/粒、水口的數目為10個,鑽頭的內徑為25mm,外徑為35. 8mm、胎體為銅基材胎體。本實用新型的孕鑲金剛石鑽頭的工作端面被分割為兩個切削刃，能有效提高鑽頭的切削性能，硬度適中的鑽頭胎體，使得金剛石磨粒隨著胎體磨損的增加而不斷露出胎體，並立即參與巖層的切削，提高取芯作業時效性。
圖1為本實用新型實施例中孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭結構示意圖。
具體實施方式
[0016]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本實施例及實施例中的特徵可以相互任意組合。本實用新型公開的一個實施例中，提供了一種孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，包括鋼體1、胎體2和金剛石3，胎體2包括工作層和非工作層，胎體2的工作層通過胎體2的非工作層與鋼體I固定連接，胎體2的工作層形成切削體，金剛石3燒結在胎體2的工作層內，胎體2的工作端面上沿鑽頭轉動的方向上設置有凹槽4，凹槽4將胎體2工作端面切割成兩個切削刃。在孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭中，胎體2的工作端面形狀與鑽頭的切削性能有直接關係，胎體2的工作端面為平面或者接近平面時，鑽頭的切削性能會變弱，使鑽頭不能適用於硬度較大的巖層，相反，胎體2的工作端面尖利時，會減弱鑽頭的抗衝擊能力，在鑽取較硬的巖層時，胎體2的工作端面可能斷裂而造成鑽頭無法工作，影響工作效率，而且尖利的齒冠磨損較快，影響鑽頭的切削性能。本實施例中的胎體2的工作端面上設置凹槽4，凹槽4將胎體2工作端面形成兩個切削刃，雙切削刃能夠增強鑽頭的切削性能，而且在某一個切削刃斷裂時，另一個仍能正常工作，提高了工作效率。本實施例中凹槽4的形狀可以為三角形、矩形或者其他形狀，本實用新型不限定凹槽4的截面形狀。鑽頭的水口 5數目與鑽頭鑽取的地層結構和硬度有關，當用於軟地層或者中等硬度的地層時，由於鑽頭的工作面比較小，鑽頭鑽進時速度比較快，巖層的碎屑多而粗，水口 5可以寬而少，但是對於硬度較大的地層時，由於鑽頭的工作面大，水口 5應該多而密，為了避免鑽頭的水口 5數量過少而不能適應較硬巖層的問題，本實施例中水口 5的數量為3-10個，當鑽取軟地層或者中等硬度的地層時，水口 5的數目可以選為3-6個，當鑽取硬度較大的地層時，水口 5的數目可以選為6-10個。本實用新型並不限定水口的形狀，本實施例中，水口 5為楔形，設置於切削體的工作端面之間，可以有效提高水口 5的排屑能力，而且，水口 5延圓周輻射方向可以與胎體2的工作層的工作端面的直徑成一定角度，促進衝洗液對胎體5工作層端面的衝蝕作用。目前由於旋轉井壁取芯儀器取出的巖芯要求是一定的，最大直徑一般為25_，所以鑽頭的內徑只要能滿足這個要求即可。但是外徑的大小則是需要根據具體情況而定的。例如，在鑽取相同的地層並在鑽壓一定而且內徑一定情況之下，外徑越大，切削麵積就越大，則取芯遇到的阻力也越大；外徑越小，切削麵積就越小，則取芯遇到的阻力也越小。在本實用新型公開的一個實施例中，外徑為33-35. 8_。當鑽取較硬的巖層時，外徑可以選為33_，此時，鑽頭取芯時遇到的阻力較小，鑽進的速度較快，當鑽取鬆軟或者中等硬度的巖層時，外徑可以選為35. 8_。胎體2為金剛石的載體，鑽頭的工作能力在很大程度上取決於胎體2的材質，胎體2要有合適的強度、抗衝擊韌性，特別是硬度與耐磨性要與所鑽巖層性質相適應，同時要有利於胎體磨損時孕鑲金剛石磨粒的不斷露出，對於本實用新型的實施例孕鑲鑽頭來說，鑽頭的胎體2選用了銅材質的胎體。基於上述的描述，本實用新型的實施例列舉但不限於以下兩種孕鑲金剛石鑽頭金剛石為500克拉/粒、水口的數目為6個，鑽頭的內徑為25mm，外徑為33mm、胎體為銅基材胎體，或者，金剛石為500克拉/粒、水口的數目為10個，鑽頭的內徑為25mm，外徑為35. 8mm、胎體為銅基材胎體。上述的金剛石可以選用自然金剛石或者人造金剛石，考慮到成本問題，優選採用人造金剛石。雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述的內容只是為了便於理解本實用新型而採用的實施方式，並非用以限定本實用新型。任何本實用新型所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護範圍，仍須以所附的權利要求書所界定的範圍為準。
權利要求1.一種孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，其特徵在於包括鋼體、胎體、金剛石，所述胎體包括工作層和非工作層，所述胎體的工作層通過所述胎體的非工作層與所述鋼體固定連接，所述胎體的工作層上形成切削體，所述金剛石燒結在所述胎體的工作層內，所述胎體的工作端面上沿鑽頭轉動的方向上設置有凹槽，所述凹槽將所述胎體的工作端面分割為兩個切削刃。
2.如權利要求1所述的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，其特徵在於所述凹槽的截面為三角形或矩形。
3.如權利要求1所述的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，其特徵在於所述孕鑲所述胎體的工作層上設置有水口，所述水口的數目為3-10個。
4.如權利要求3所述的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，其特徵在於所述水口的數目為6個。
5.如權利要求1所述的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，其特徵在於所述表鑲金剛石鑽頭的內徑為25mm,外徑為33-35. 8_。
6.如權利要求1所述的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，其特徵在於所述胎體為硬質金屬材質胎體。
7.如權利要求6所述的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，其特徵在於所述胎體為鎢基材胎體或銅基材胎體。
8.如權利要求1所述的孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，其特徵在於所述金剛石為500克拉/粒、水口的數目為6個，鑽頭的內徑為25mm，外徑為33mm、胎體為銅基材胎體，或者，所述金剛石為500克拉/粒、水口的數目為10個，鑽頭的內徑為25mm，外徑為35. 8mm、胎體為銅基材胎體。
專利摘要本實用新型公開了一種孕鑲金剛石井壁取芯鑽頭，包括鋼體、胎體、金剛石，胎體包括工作層和非工作層，胎體的工作層通過胎體的非工作層與鋼體固定連接，胎體的工作層上形成切削體，金剛石燒結在胎體的工作層內，胎體的工作端面上沿鑽頭轉動的方向上設置有凹槽，凹槽將胎體的工作端面分割為兩個切削刃。本實用新型的孕鑲金剛石鑽頭的工作端面被分割為兩個切削刃，能有效提高鑽頭的切削性能，硬度適中的鑽頭胎體，使得金剛石磨粒隨著胎體磨損的增加而不斷露出胎體，並立即參與巖層的切削，提高取芯作業時效性。
文檔編號E21B10/43GK202900050SQ20122056556
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者王野梁 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司