一種熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭制造技術

本實用新型專利技術公開了一種熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭，所述鉆頭的工作齒設計成弧面直角梯形體，弧面直角梯形體又由弧面柱狀體和弧面三角體組成。弧面柱狀體是鉆頭破碎巖石的主體部分，其金剛石濃度為65%~85%；而弧面三角體起著輔助破碎巖石和支撐弧面柱狀體的作用，其金剛石的濃度為55%~65%；弧面直角梯形齒胎體的耐磨性為ML（0.4~0.6）×10-5。本實用新型專利技術鉆頭結構獨特，具有良好的廣譜性能，是一種鉆進效率高、使用壽命長、結構新穎的孕鑲金剛石鉆頭。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

Hot pressing right angle trapezoid tooth impregnated diamond bit

The utility model discloses a right angled trapezoid tooth pressing impregnated diamond bit, curved rectangular trapezoid body working tooth designed by the drill bit, the arc right angled trapezoid body is composed of arc column and arc triangular body. The arc column is the main part of the broken rock drill, diamond concentration is 65%~85%; and the arc triangular body plays a supporting and auxiliary rock breaking arc column, the concentration of diamond is 55%~65%; the wear resistance of the arc tooth matrix is ML right angled trapezoid (0.4~0.6 * 10-5). The utility model has the advantages of unique structure and good broad spectrum performance. The utility model has the advantages of high drilling efficiency, long service life and novel structure.

【技術實現步驟摘要】

:本技術涉及一種熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭，是一種地質工程學科領域所用的金剛石鉆頭，具體地說是一種鉆進效率高、使用壽命長、對巖石適應性較強的廣譜性熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭。技術背景:我國研制人造金剛石鉆頭至今已有近六十年的歷史。由于巖層的種類是多種多樣的，巖性復雜多變，對金剛石鉆頭不僅要求鉆進效率要高，使用壽命要長，而且要求對巖層的適應性要好。目前的金剛石鉆頭雖然品種較多，但在性能上很難滿足上述多方面的要求，仍存在一些問題，如金剛石鉆頭工作層底唇面大或底唇面面積調整較為復雜，鉆進效率低；鉆頭排粉效果差，易產生重復破碎，降低鉆進效率及鉆頭壽命；冷卻效果差，鉆頭易產生微燒，影響使用壽命；鉆頭抗沖擊韌性及抗彎強度差，鉆頭胎塊易部分或整體崩落；鉆頭廣譜性較差。
技術實現思路
:為克服現有技術的缺陷，本技術的目的在于提供一種工作層底唇面大小易調、具有良好排粉和冷卻效果、可避免重復破碎和鉆頭微燒發生、具有良好的抗沖擊韌性和抗彎強度的鉆進效率高、使用壽命長、廣譜性強的熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭。本技術解決技術問題采用如下技術方案:一種熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，所述鉆頭破碎巖石的切削齒為弧面直角梯形齒，所述弧面直角梯形齒由弧面直角柱狀體和弧面三角體構成，弧面直角柱狀體是破碎巖石的主體部分，其金剛石的濃度高，達到75°/Γ85%。弧面三角體起著輔助破碎巖石和支撐弧面直角柱 狀體的作用，其金剛石的濃度55%飛5%。孕鑲金剛石鉆頭的胎體材料采用單質金屬粉，其耐磨性達到ML (0.Γ0.6) X 10_5 ;其抗彎強度不低于700MPa。所述弧面直角梯形齒的底角為α角(即直角梯形齒中斜腰底角)，該α角的取值范圍為50° 70°，通過改變所述α角的值可以調節鉆頭的碎巖效率。堅硬巖層相應減小α角和頂寬L，以增大比壓，提高鉆進效率。所述弧面直角梯形齒的頂寬L取值范圍為1(Γ14_，通過改變齒的頂寬L可以調節鉆頭的碎巖效率。與已有技術相比，本技術的有益效果體現在:本技術鉆頭以弧面直角梯形齒破碎巖石，其與孔底巖石的接觸面積較小，約為鉆頭環狀面積的439Γ55% (常規鉆頭工作層底唇面面積約占609Γ70%)，在相同的鉆壓條件下，鉆壓比大，有利于切入巖石，提高破碎巖石的效率；通過調節底角α與齒頂寬L，可方便調節鉆頭底唇面面積，適應不同硬度與研磨性的巖層鉆進，提高效率；弧面直角梯形齒由弧面直角柱狀體和弧面三角體構成，弧面直角柱狀體破碎巖石的主體部分，而弧面三角體起輔助破碎巖石的作用，同時，有效支撐弧面直角柱狀體，提高其抗沖擊韌性與抗彎強度，提高了該鉆頭鉆進不同巖層的適應性；水口較大，既可改善排粉效果，減少重復破碎，又能及時冷卻鉆頭，避免鉆頭微燒，提高鉆進效率，增強鉆頭壽命；本技術鉆頭的成本較低，與常規熱壓金剛石鉆頭相比，其性價比提高約18% 22%。附圖說明:圖1為本技術鉆頭底唇面局部結構示意圖。圖2為圖1中A視方向展開示意圖。圖3為弧面直角梯形齒示意圖。以上附圖中，各標號與零部件的對應關系為:1-金剛石；2-弧面直角柱狀體；3-弧面三角體；4-鉆頭水口； 5-鉆頭保徑聚晶；6_鉆頭鋼體。以下通過具體實施方式，并結合附圖對本技術作進一步說明。具體實施方式:實施例:結合圖1-3，附圖所公開的結構就是本技術一個實施例的結構。首先依據鉆進可鉆性珊級花崗巖的力學性質設計鉆頭的結構。該鉆頭破碎巖石的切削齒為弧面直角梯形齒，弧面直角梯形齒由弧面直角柱狀體2和弧面三角體3構成。而弧面直角梯形齒主要參數為直角梯形齒的齒頂長度L和梯形齒底角α。該弧面直角柱狀體2是破碎巖石的主體部分；其金剛石的濃度高，達到80%。而弧面三角體3起著輔助破碎巖石和支撐弧面直角柱狀體2的作用；其金剛石的濃度較低，為65%。經過對可鉆性珊級花崗巖的抗剪強度測試和對鉆頭胎體抗彎強度計算，確定齒頂長度L取值12mm，梯形齒底角α選擇60° ;在這種參數條件下，鉆頭的弧面直角梯形齒破碎巖石的效率高，直角梯形鉆齒安全、可靠。鉆頭胎體成分采用單質金屬粉:WC含量27%，YG8含量5%，Ni含量12%，Co含量7%，Fe含量9%，Mn含量2%，663_Cu含量38%。鉆頭胎體的耐磨性能夠達到ML0.5X 10_5 ;其抗彎強度不低于700MPa。圖1、2所示，弧面直角柱狀體的鉆頭胎體中孕鑲有金剛石1，鉆頭與鉆頭鋼體6之間為鉆頭鉆頭保徑聚晶5，鉆頭水口 4較大，既可改善排粉效果，減少重復破碎，又能及時冷卻鉆頭，避免鉆頭微燒，提高鉆進效率，增強鉆頭壽命.該技術鉆頭采用中頻電爐進行熱壓燒結，熱壓工藝參數為:燒結溫度965°C，壓力19MPa，保溫時間5min，當爐溫冷卻到800°C時即可出爐，即完成該實用鉆頭的制造。顯然，本領域的技術人員可以對本技術進行各種改動和變型而不脫離本技術的精神和范圍 。倘若對本技術的這些修改和變型屬于本技術的基本構思或等同技術，則本技術也應該包含這些改動和變型在內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，所述鉆頭破碎巖石的切削齒為弧面直角梯形齒，所述弧面直角梯形齒由弧面直角柱狀體和弧面三角體構成。

【技術特征摘要】
1.一種熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，所述鉆頭破碎巖石的切削齒為弧面直角梯形齒，所述弧面直角梯形齒由弧面直角柱狀體和弧面三角體構成。2.根據權利要求1所述的一種熱壓直角梯形齒孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，所述弧面直角梯形齒的底角為α角，該α角的取值范圍為50° 70°，通過改變所述α角...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱恒銀，王強，楊展，
申請(專利權)人：安徽省地質礦產勘查局三一三地質隊，
類型：實用新型
國別省市：