一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种破岩工具，具体涉及一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，主要用于地质勘探、矿山采掘以及煤矿瓦斯抽放、探水、注浆孔的钻进中。
【背景技术】
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[0002]目前在勘探、煤矿瓦斯抽放和排水孔岩层钻孔主要采用传统的金刚石复合片(PDC)内凹三翼和四翼钻头，由于煤层硬度较软，PDC耐磨性远高于硬质合金，这种PDC钻头较之此前的硬质合金钻头具有显著的高效率和长寿命的特点。因此在煤系地层钻探和钻孔中得到较好的应用。
[0003]由于普通内凹金刚石复合片钻头中间内凹，在破岩过程中始终会有岩心延伸进去，致使钻孔不易偏斜的优点；普通内凹PDC复合片钻头多翼均在一个水平上，且每翼上PDC切削齿几乎并排排满翼端，导致钻进中需要钻压较大；PDC金刚石复合片虽然具有较高硬度和耐磨性，但韧性、冲击性能稍差，如果碰到较硬、硬岩，随着钻压不断加大，就会导致PDC复合片提早崩刃、损坏。综上可以看出，内凹型多翼roc钻头虽常用于瓦斯抽放、探水和地质勘探等钻孔中，但却更适用于软岩、中硬岩层。
【实用新型内容】:
[0004]本实用新型的目的为了扩展这种内凹PDC钻头对硬岩的使用范围，提供了一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，达到使该类钻头在较硬、硬岩中有良好的寿命和效率。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案来实现的:
[0006]—种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，包括内凹多翼金刚石复合片钻头本体，该钻头本体的每个翼均钎焊有切削齿，每个翼最外侧开设有一个半片金刚石复合片高度的台阶，形成台阶型翼，且台阶型翼处钎焊有一个切削齿，在内凹多翼金刚石复合片钻头的翼内侧内凹平台上焊接有两个或三个破岩柱齿，每个翼前以及内凹平台上破岩柱齿前均开设有水孔。
[0007]本实用新型进一步的改进在于:每个破岩柱齿的高度低于每个上最高切削齿一个金刚石复合片高度。
[0008]本实用新型进一步的改进在于:切削齿选用加强型1308PDC材料制成。
[0009]本实用新型进一步的改进在于:破岩柱齿采用1304PDC复合片制成。
[0010]本实用新型进一步的改进在于:该钻头本体与钻杆连接处的周向上开设有过渡斜坡。
[0011]本实用新型进一步的改进在于:该钻头本体每个翼的切削齿的外侧均钎焊有两条保径条。
[0012]本实用新型进一步的改进在于:保径条选用YG8?YG15规格系列的碳化钨合金条制成。
[0013]本实用新型进一步的改进在于:该钻头本体上设置有3至6个翼。
[0014]相对于现有技术，本实用新型具有如下的有益效果:
[0015]本实用新型在每个翼最外侧切削齿下降一个半片PDC高度左右的台阶，由原来一字型翼变成台阶型翼。翼内侧内凹平台破岩柱齿低于翼最高切削齿一个PDC高度左右，这将再和翼最外侧切削齿构成该类钻头三层台阶结构。该钻头工作主要原理在于对每个翼增加一个破岩自由面，这样在同等压力下，这类钻头可以更易切入更硬的岩石而不损坏，提高钻进岩层的适应范围和钻进效率；另外把最外层切削齿放低，也有利于保护最易损害、受力最大的最外切削齿，从而延长整只钻头使用寿命。
[0016]进一步的，钻头与钻杆连接处，钻头体外加工一过渡斜坡，小端与要接钻杆外径保持一致。这样有效避免钻杆与钻头连接时突然直径变大导致破碎的岩肩在此位置沉积，发生抱钻和加快连接处的磨损现象。
【附图说明】
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[0017]图1为本实用新型的四翼钻头的主视图。
[0018]图2为本实用新型的四翼钻头的俯视图。
【具体实施方式】
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[0019]以下给合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0020]如图1和图2所示，本实用新型一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，将内凹四翼金刚石复合片(roc)钻头的每个翼最外侧切削齿下降一个半片PDC高度左右的台阶，由原来一字型翼变成台阶型翼，翼内侧内凹平台破岩柱齿低于翼最高切削齿一个PDC高度左右，这将再和翼最外侧切削齿构成该类钻头三层台阶结构。每个翼的所有切削齿I选用加强型1308PDC材料，保径条2材料选用YG8?YG15规格系列的碳化钨合金条，以加强侧翼的抗冲击性和保径能力。翼切削齿内侧内凹平台上有两个焊有1304PDC片的合金破岩柱齿
3。钻头与钻杆连接处，钻头外加工一过渡斜坡5，斜坡小端与要接钻杆外径保持一致。钻头每个翼前和内凹平台上破岩柱齿前均设有排水孔4，以保证钻岩过程的刀翼冷却和及时排肩。
[0021]本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，其特征在于:包括内凹多翼金刚石复合片钻头本体，该钻头本体的每个翼均钎焊有切削齿(I)，每个翼最外侧开设有一个半片金刚石复合片高度的台阶，形成台阶型翼，且台阶型翼处钎焊有一个切削齿(I)，在内凹多翼金刚石复合片钻头的翼内侧内凹平台上焊接有两个或三个破岩柱齿(3)，每个翼前以及内凹平台上破岩柱齿(3)前均开设有水孔(4)。2.根据权利要求1所述的一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，其特征在于:每个破岩柱齿(3)的高度低于每个上最高切削齿(I) 一个金刚石复合片高度。3.根据权利要求1所述的一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，其特征在于:切削齿(I)选用加强型1308PDC材料制成。4.根据权利要求1所述的一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，其特征在于:破岩柱齿(3)采用1304PDC复合片制成。5.根据权利要求1所述的一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，其特征在于:该钻头本体与钻杆连接处的周向上开设有过渡斜坡(5)。6.根据权利要求1所述的一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，其特征在于:该钻头本体每个翼的切削齿(I)的外侧均钎焊有两条保径条(2)。7.根据权利要求6所述的一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，其特征在于:保径条(2)选用YG8?YG15规格系列的碳化钨合金条制成。8.根据权利要求1所述的一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，其特征在于:该钻头本体上设置有3至6个翼。
【专利摘要】本实用新型公开了一种阶梯型内凹多翼金刚石复合片钻头，包括内凹多翼金刚石复合片钻头本体，该钻头本体的每个翼均钎焊有切削齿，每个翼最外侧开设有一个半片金刚石复合片高度的台阶，形成台阶型翼，且台阶型翼处钎焊有一个切削齿，在内凹多翼金刚石复合片钻头的翼内侧内凹平台上焊接有两个或三个破岩柱齿，每个翼前以及内凹平台上破岩柱齿前均开设有水孔。本实用新型除具有PDC钻头优良的耐磨性和切削岩石的能力，并可在较硬和硬岩中有较好的钻进效率和使用寿命，从而达到扩展内凹型多翼金刚石复合片钻头在硬岩中适应范围。
【IPC分类】E21B10/55, E21B10/43
【公开号】CN204782788
【申请号】CN201520560097
【发明人】刘芳
【申请人】刘芳
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月29日