CN205743723U - 多齿金刚石复合片及锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头 - Google Patents

Abstract

一种多齿金刚石复合片及锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头，包括复合片基体，所述复合片基体的圆周上设有若干个相邻分布的锯齿状切削刃，复合片基体的底端端面为平面，复合片基体的切削端端面的面积大于底端端面的面积。所述复合片基体的圆周上设有五个相邻分布的锯齿状切削刃，锯齿状切削刃对应的圆心角α大于20度。本实用新型通过在复合片基体的圆周上设置锯齿状切削刃，锯齿状切削刃对应的圆心角α大于20度，不易碎齿，锯齿状切削刃能够减少复合片的切削端和圆周面与地层的接触面积，增加钻头的吃入能力；通过将复合片基体的切削端端面设计为大于基体的底端的端面面积，使整个复合片成为非规则圆柱形的异形结构，提高了钻头的切削能力。

Description

多齿金刚石复合片及锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头

技术领域

本实用新型涉及矿用设备技术领域，特别涉及一种多齿金刚石复合片及锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头。

背景技术

金刚石复合片是有金刚石层与硬质合金基体在高温高压条件下合成的复合材料，具有硬度高、耐磨性好的特点，目前广泛应用于石油天然气钻井、地质勘探等钻头上。传统的金刚石复合片为圆柱形状，其切削面和基体的径向截面均为等半径圆形，存在以下缺陷：在钻进较硬地层时会出现吃入地层困难、机械钻速降低的问题；在钻进松软 地层时，复合片的吃入会受到复合片的侧面凸出限制，减少钻头的吃入，限制了钻头的机械钻速；随着金刚石层磨损，造成金刚石层与地层的接触面积逐渐增大，钻头吃入地层深度减少，机械钻速降低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种多齿金刚石复合片及锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头。

本实用新型的技术方案是：

一种多齿金刚石复合片，包括复合片基体，所述复合片基体的圆周上设有若干个相邻分布的锯齿状切削刃，复合片基体的底端端面为平面，复合片基体的切削端端面的面积大于底端端面的面积。

优选的，所述复合片基体的圆周上设有五个相邻分布的锯齿状切削刃，锯齿状切削刃对应的圆心角α大于20度。

一种利用所述多齿金刚石复合片的锚杆钻头，包括一体成型的钻柄部和钻头基座部，钻头基座部设置在钻柄部的上部，所述的钻头基座部包括至少两个围绕轴心呈螺旋布置的翼体，在翼体的上端安装有多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片；在翼体的下部与钻柄部连接的部位设有排屑槽部，所述排屑槽部包括均为弧形的排屑槽A和排屑槽B，排屑槽A自多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片前端的翼体的下部螺旋向下延伸，排屑槽B自排屑槽A的尾部螺旋向下延伸；所述锚杆钻头内部设有贯通钻柄部、排屑槽部和钻头基座部中心的通水道，所述通水道内设有连接螺纹；所述通水道在翼体之间的开口为方形口或圆形口。

优选的，所述翼体的上端安装的均为多齿金刚石复合片；或者，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布的安装在翼体的上端。

一种利用所述多齿金刚石复合片的无芯钻头，包括连成一体的柄、若干个翼，所述的柄内部为中空结构，柄的尾部内设有安装螺纹，若干个翼环绕在柄的前端，每个翼上设有主进给复合片和扩孔复合片，所述的扩孔复合片位于翼的外边沿，所述的主进给复合片位于扩孔复合片内侧，柄的前端面上设有与柄内部连通的冲水孔，所述扩孔复合片至少有两个，前后设置在同一圆周上；冲水孔之间的柄的前端面上设有凸起辅助翼，辅助翼上设有辅助复合片；所述柄的上端侧面位于翼与翼之间的部分设有辅助冲水孔；所述的主进给复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片，所述的扩孔复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片，所述的辅助复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片。

优选的，所述的主进给复合片均为多齿金刚石复合片，所述的扩孔复合片均为多齿金刚石复合片，所述的辅助复合片均为多齿金刚石复合片；

或者，若干个翼上的主进给复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；若干个翼上的扩孔复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；辅助翼上的辅助复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布。

一种利用所述多齿金刚石复合片的取芯钻头，包括连成一体的柄、若干个翼，所述柄的中部设有取芯孔，柄的尾部设有安装螺纹，若干个翼环绕在柄的前端，翼上设有主进给复合片和扩孔复合片，所述的扩孔复合片位于翼的外边沿，所述的主进给复合片位于扩孔复合片内侧，所述扩孔复合片至少有两个，前后设置在同一圆周上；所述的主进给复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片，所述的扩孔复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片。

优选的，所述的主进给复合片均为多齿金刚石复合片，所述的扩孔复合片均为多齿金刚石复合片；

或者，若干个翼上的主进给复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；若干个翼上的扩孔复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在复合片基体的圆周上设置锯齿状切削刃，锯齿状切削刃对应的圆心角α大于20度，不易碎齿，锯齿状切削刃能够减少复合片的切削端和圆周面与地层的接触面积，增加钻头的吃入能力；通过将复合片基体的切削端端面设计为大于基体的底端的端面面积，使整个复合片成为非规则圆柱形的异形结构，提高了钻头的切削能力。

锚杆钻头采用多齿金刚石复合片，增加了锚杆钻头的吃入能力及切削能力。

无芯钻头采用多齿金刚石复合片，增加了无芯钻头的吃入能力及切削能力。

取芯钻头采用多齿金刚石复合片，增加了取芯钻头的吃入能力及切削能力。

附图说明

图1为多齿金刚石复合片的主视图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的立体图；

图 4 是锚杆钻头一种结构的主视图；

图 5 是图4的左视图；

图 6 是图4的俯视图；

图 7 是锚杆钻头另一种结构的俯视图；

图 8 是无芯钻头一种结构的主视图；

图9 是图8的俯视图；

图 10 是无芯钻头另一种结构的俯视图；

图 11 是取芯钻头一种结构的主视图；

图 12是图11的俯视图；

图 13 是取芯钻头另一种结构的俯视图；

图1-3中：1.复合片基体、11.锯齿状切削刃、12.切削端端面、13.底端端面。

图4-7中：1.钻柄部、2.排屑槽部、3.钻头基座部、4.金刚石复合片、5.翼体、6.长方形扁孔、7.通水道、8.排屑槽A、9.连接螺纹、10.排屑槽B。

图8-10中：1.柄、2.翼、3.主进给复合片、4.扩孔复合片、5.冲水孔、6. 辅助冲水孔、7.辅助翼、8.辅助复合片。

图11-13中：1.柄、2.翼、3.主进给复合片、4.扩孔复合片、5. 取芯孔、6. 安装螺纹。

具体实施方式

实施例一：参见图1-3，一种多齿金刚石复合片，包括复合片基体1，复合片基体1的圆周上设有五个相邻分布的锯齿状切削刃11，锯齿状切削刃11对应的圆心角α大于20度。复合片基体1的底端端面13为平面，复合片基体的切削端端面12的面积大于底端端面13的面积。

锯齿状切削刃11能够减少多齿金刚石复合片的切削端和圆周面与地层的接触面积，增加钻头的吃入能力；通过将切削端端面12设计为大于底端端面13面积，使整个复合片成为非规则圆柱形的异性结构，从而使复合片基体1的圆周面的后部与地层之间的摩擦力减小，能提高钻头的机械钻速。

实施例二：参见图4-6，一种利用实施例一所述多齿金刚石复合片的锚杆钻头，包括一体成型的钻柄部1和钻头基座部3，钻头基座部3设置在钻柄部1的上部，钻头基座部3包括至少两个围绕轴心呈螺旋布置的翼体5，在翼体5的上端安装有金刚石复合片4；在翼体5的下部与钻柄部1连接的部位设有排屑槽部2，排屑槽部2包括均为弧形的排屑槽A和排屑槽B，排屑槽A自金刚石复合片4前端的翼体的下部螺旋向下延伸，排屑槽B自排屑槽A的尾部螺旋向下延伸；锚杆钻头内部设有贯通钻柄部1、排屑槽部2和钻头基座部3中心的通水道7，通水道7内设有连接螺纹9；通水道7在翼体5之间的开口为圆形口。金刚石复合片4均为多齿金刚石复合片。

实施例三：参见图7，实施例三与实施例二基本相同，相同之处不再赘述，不同之处是：金刚石复合片4为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布的安装在翼体的上端。

实施例四：参见图8-9，一种利用实施例一所述多齿金刚石复合片的无芯钻头，包括连成一体的柄1、若干个翼2，柄的1内部为中空结构，柄1的尾部内设有安装螺纹，若干个翼2环绕在柄1的前端，每个翼2上均设有主进给复合片3和扩孔复合片4，扩孔复合片4位于翼2的外边沿，主进给复合片3位于扩孔复合片4内侧，柄1的前端面上设有与柄1内部连通的冲水孔5，扩孔复合片4至少有两个，前后设置在同一圆周上；冲水孔5之间的柄1的前端面上设有凸起辅助翼7，辅助翼7上设有辅助复合片8；柄1的上端侧面位于翼2与翼2之间的部分设有辅助冲水孔6；主进给复合片3、扩孔复合片4和辅助复合片8均为多齿金刚石复合片。

实施例五：参见图10，实施例五与实施例四基本相同，相同之处不再赘述，不同之处是：若干个翼上的主进给复合片3一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；若干个翼上的扩孔复合片4一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；辅助翼上的辅助复合片8一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布。

实施例六：参见图11-12，一种利用实施例一所述多齿金刚石复合片的取芯钻头，包括连成一体的柄1、若干个翼2，柄1的中部设有取芯孔5，柄1的尾部设有安装螺纹6，若干个翼2环绕在柄1的前端，翼2上设有主进给复合片3和扩孔复合片4，扩孔复合片4位于翼2的外边沿，主进给复合片3位于扩孔复合片4内侧，扩孔复合片4至少有两个，前后设置在同一圆周上；主进给复合片3和扩孔复合片4均为多齿金刚石复合片。

实施例七：参见图13，实施例七与实施例六基本相同，相同之处不再赘述，不同之处是：若干个翼上的主进给复合片3一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；若干个翼上的扩孔复合片4一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布。

Claims (7)

1.一种多齿金刚石复合片，包括复合片基体，其特征在于，所述复合片基体的圆周上设有若干个相邻分布的锯齿状切削刃，复合片基体的底端端面为平面，复合片基体的切削端端面的面积大于底端端面的面积，所述复合片基体的圆周上设有五个相邻分布的锯齿状切削刃，锯齿状切削刃对应的圆心角α大于20度。

2.一种利用权利要求1所述的多齿金刚石复合片的锚杆钻头，其特征在于，包括一体成型的钻柄部和钻头基座部，钻头基座部设置在钻柄部的上部，所述的钻头基座部包括至少两个围绕轴心呈螺旋布置的翼体，在翼体的上端安装有多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片；在翼体的下部与钻柄部连接的部位设有排屑槽部，所述排屑槽部包括均为弧形的排屑槽A和排屑槽B，排屑槽A自多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片前端的翼体的下部螺旋向下延伸，排屑槽B自排屑槽A的尾部螺旋向下延伸；所述锚杆钻头内部设有贯通钻柄部、排屑槽部和钻头基座部中心的通水道，所述通水道内设有连接螺纹；所述通水道在翼体之间的开口为方形口或圆形口。

3.根据权利要求2所述的锚杆钻头，其特征在于，所述翼体的上端安装的均为多齿金刚石复合片；或者，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布的安装在翼体的上端。

4.一种利用权利要求1所述的多齿金刚石复合片的无芯钻头，其特征在于，包括连成一体的柄、若干个翼，所述的柄内部为中空结构，柄的尾部内设有安装螺纹，若干个翼环绕在柄的前端，每个翼上设有主进给复合片和扩孔复合片，所述的扩孔复合片位于翼的外边沿，所述的主进给复合片位于扩孔复合片内侧，柄的前端面上设有与柄内部连通的冲水孔，所述扩孔复合片至少有两个，前后设置在同一圆周上；冲水孔之间的柄的前端面上设有凸起辅助翼，辅助翼上设有辅助复合片；所述柄的上端侧面位于翼与翼之间的部分设有辅助冲水孔；所述的主进给复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片，所述的扩孔复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片，所述的辅助复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片。

5.根据权利要求4所述的无芯钻头，其特征在于，所述的主进给复合片均为多齿金刚石复合片，所述的扩孔复合片均为多齿金刚石复合片，所述的辅助复合片均为多齿金刚石复合片；

或者，若干个翼上的主进给复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；若干个翼上的扩孔复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；辅助翼上的辅助复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布。

6.一种利用权利要求1所述的多齿金刚石复合片的取芯钻头，其特征在于，包括连成一体的柄、若干个翼，所述柄的中部设有取芯孔，柄的尾部设有安装螺纹，若干个翼环绕在柄的前端，翼上设有主进给复合片和扩孔复合片，所述的扩孔复合片位于翼的外边沿，所述的主进给复合片位于扩孔复合片内侧，所述扩孔复合片至少有两个，前后设置在同一圆周上；所述的主进给复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片，所述的扩孔复合片为多齿金刚石复合片或无齿金刚石复合片。

7.根据权利要求6所述的取芯钻头，其特征在于，所述的主进给复合片均为多齿金刚石复合片，所述的扩孔复合片均为多齿金刚石复合片；

或者，若干个翼上的主进给复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布；若干个翼上的扩孔复合片一部分为多齿金刚石复合片，另一部分为无齿金刚石复合片，多齿金刚石复合片和无齿金刚石复合片间隔分布。