金刚石孕镶齿复合钻头的制作方法

本技术涉及孕镶金刚石钻头，具体涉及一种适用于软到中硬地层金刚石孕镶齿复合钻头。

背景技术：

1、在现有技术中，对于地质勘探，水利水电等基础工程中对硬质岩层的钻切、钻孔、取样作业主要通过用金刚石钻头实现的。针对软硬交错，千变万化的岩层，各钻头厂家为了使钻头与地层具有较好的适应性，一般都采用5-6种不同耐磨性胎体和多种唇面形状的钻头，这给钻头制造厂商和钻头使用者都带来不便，制造厂商需要加工多种胎体硬度、多种唇面形状的钻头，而使用者针对不同的地质层面，需要停止钻探，更换钻头，影响效率。

2、基于上述原因，申请人的在先申请专利中公开了一种分层式孕镶金刚石钻头(zl02279738.6)，这种钻头整体呈套筒状结构，包括基体，非工作层，工作层，基体与工作层之间通过非工作层连接，其中工作层由多个尖齿形成层和多个沟槽形成层组成，尖齿形成层与沟槽形成层间隔分布，尖齿形成层与沟槽形成层的下部共同形成一个完整的平面。其分层式钻头结构可使钻头在与岩层接触的工作过程中自动形成尖齿和沟槽，这种尖齿的形成，使钻头变得更加锋利，因而可提高钻进效率，是一种钻进速度快，钻头寿命长，适应范围广的广谱钻头。但这种钻头的尖齿形成层结构稳定性相对较差，在实际使用过程中存在使用寿命较短的缺陷。

技术实现思路

1、本实用新型所解决的技术问题在于提供一种金刚石孕镶齿复合钻头，可用于解决上述技术背景中的缺陷。

2、本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

3、一种金刚石孕镶齿复合钻头，包括钻头基体，所述钻头基体顶部设置有刀头，所述刀头为筒体结构，包括刀头座以及成型于刀头座顶部的切削面；

4、所述刀头座与钻头基体一体成型；

5、所述切削面包括多个切削单元，位置相邻的切削单元之间成型有缺口槽；所述切削单元与刀头筒体结构相匹配，包括切削部以及破碎部，所述切削部包括两个独立的切削块，两个切削块上均成型有刃面，且两个切削块上的刃面为处于同一直线上的斜刃，两个切削块之间还成型有间隙槽，所述破碎部成型有顶面向上凸起的金刚石孕镶齿；

6、所述金刚石孕镶齿的顶面比所述切削刃的顶面高2～3mm。

7、作为进一步限定，所述刀头座与钻头基体为45号钢一体成型制成。

8、作为进一步限定，所述钻头基体的下部成型有装配部，所述钻头基体通过装配部与驱动钻头基体转动的钻探设备装配连接。

9、作为进一步限定，所述刀头的筒体结构截面对应的内径为圆形，外径为正四边形，且在刀头筒体对应的四条直角边位置成型有过渡圆弧面；

10、所述刀头筒体截面对应正四边形的四个角位置以及四条边的中点位置成型有所述金刚石孕镶齿；

11、所述切削刃作为斜刃，其刃面与刀头筒体中圆形内径切线之间的夹角为锐角。

12、作为进一步限定，所述缺口槽在刀头对应筒体截面上的长度之和为刀头筒体截面周长的1/8～1/5。

13、作为进一步限定，所述金刚石孕镶齿的胎体硬度大于40hrc，而所述切削刃的胎体硬度小于所述金刚石孕镶齿的胎体硬度。

14、有益效果：本实用新型一种金刚石孕镶齿复合钻头通过对刀头进行结构分析，优化其结构受力，其通过将切削刃加宽配合两个切削刃之间的沟槽，以减少切削刃刃部与待钻切材料之间的接触面积，从而达到减小钻切摩擦力、增加排屑和冷却能力的目的，而切削刃设置为斜刃能优化刃面的受力，配合金刚石孕镶齿对待钻切材料的预冲击，能有效减小钻切阻力，避免采用直刃设计而容易出现的刃面切削高硬材料容易崩伤损坏的问题，可以在保证刀头的锋利度保障使用的安全性以及刀头的使用寿命。

技术特征：

1.一种金刚石孕镶齿复合钻头，其特征在于，包括钻头基体，所述钻头基体顶部设置有刀头，所述刀头为筒体结构，包括刀头座以及成型于刀头座顶部的切削面；

2.根据权利要求1所述的金刚石孕镶齿复合钻头，其特征在于，所述刀头座与钻头基体为45号钢一体成型制成。

3.根据权利要求1所述的金刚石孕镶齿复合钻头，其特征在于，所述钻头基体的下部成型有装配部，所述钻头基体通过装配部与驱动钻头基体转动的钻探设备装配连接。

4.根据权利要求1所述的金刚石孕镶齿复合钻头，其特征在于，所述刀头的筒体结构截面对应的内径为圆形，外径为正四边形，且在刀头筒体对应的四条直角边位置成型有过渡圆弧面。

5.根据权利要求4所述的金刚石孕镶齿复合钻头，其特征在于，所述刀头筒体截面对应正四边形的四个角位置以及四条边的中点位置成型有所述金刚石孕镶齿。

6.根据权利要求4所述的金刚石孕镶齿复合钻头，其特征在于，所述刃面与刀头筒体中圆形内径切线之间的夹角为锐角。

7.根据权利要求1所述的金刚石孕镶齿复合钻头，其特征在于，所述缺口槽在刀头对应筒体截面上的长度之和为刀头筒体截面周长的1/8～1/5。

8.根据权利要求1所述的金刚石孕镶齿复合钻头，其特征在于，所述金刚石孕镶齿的胎体硬度大于40hrc，而所述刃面的胎体硬度小于所述金刚石孕镶齿的胎体硬度。

技术总结
本技术公开了一种金刚石孕镶齿复合钻头，其包括钻头基体，钻头基体顶部设置有刀头，刀头包括刀头座以及成型于刀头座顶部的切削面；刀头座与钻头基体一体成型；切削面包括多个切削单元，位置相邻的切削单元之间成型有缺口槽；切削单元与刀头筒体结构相匹配，包括切削部以及破碎部，切削部包括两个切削刃，两个切削块上均成型有刃面，且两个切削块上的刃面为处于同一直线上的斜刃，两个切削块之间还成型有间隙槽，破碎部成型有顶面向上凸起的金刚石孕镶齿；金刚石孕镶齿的顶面比切削刃的顶面高2～3mm。本技术通过槽、斜刃和金刚石孕镶齿的组合能有效提高钻头的钻进效率，扩大钻头与不同岩层的适应范围，并提高钻头的使用寿命。

技术研发人员：刘碧湘,来聘华
受保护的技术使用者：长沙长探华诚钻探机械有限公司
技术研发日：20221028
技术公布日：2024/1/12