带有犁形复合片的锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头的制作方法

1.本实用新型涉及钻头技术领域，尤其涉及一种带有犁形复合片的锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头。


背景技术：

2.金刚石因其超高的硬度、耐磨性被视为理想的钻进和切削加工材料，金刚石复合片是由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，金刚石层具有硬度高，耐磨性好的特点，而硬质合金又从整体上提高了复合材料的柔韧性和可焊性，金刚石层同时拥有硬质合金的抗冲击韧性，现已作为超耐磨抗冲切削元件在旋转钻头、牙轮钻头等工具中使用，广泛应用于石油、煤田钻探等领域。随着钻探深度和条件要求的不断提高，较深复杂地层使用的钻头设计以及金刚石复合片的冲击、耐磨、耐热性能提出了更高的要求。其中改善金刚石层和合金基体界面的结构，改进表面结构提高切削效率，可以提高复合片的耐磨性，抗冲击性和钻进效率，能够钻进坚硬岩层、坚韧夹层等难钻地层，减少崩齿、卡钻，提高排屑速率。
3.钻探类钻头一般采用平齿、球头形和锥形头等异形形状，但在钻进坚硬地层或坚韧夹层时，复合平齿和普通异形齿极易出现崩刃或掉块，严重时甚至脱层，增大切削阻力，影响钻进速率等。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提出一种带有犁形复合片的锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头。
5.本实用新型的技术方案是：一种带有犁形复合片的锚杆钻头，包括一体成型的钻柄部、排屑槽部、钻头基座部，钻头基座部设在钻柄部的上端，排屑槽部连接在钻柄部和钻头基座部之间，其特征是：
6.所述的钻头基座部至少包括两个围绕轴心呈螺旋布置的翼体a，翼体a上安装有一个犁形复合片或一个圆形复合片，犁形复合片包括圆形的硬质合金层、金刚石材质的犁形片层，犁形片层通过高温高压匹配的烧结在硬质合金层表面，犁形片层的中间设有凸刃部，凸刃部的两侧形成斜平面甲和斜平面乙，斜平面甲和基准平面l之间的夹角为a, 斜平面乙和基准平面l之间的夹角为b；排屑槽部包括均为弧形的排屑槽a和排屑槽b，排屑槽a自犁形复合片或圆形复合片前端的翼体a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；钻柄部、排屑槽部、钻头基座部之间设有贯通的冲水孔。
7.优选的，所述a的度数为5
°
～55
°
、b的度数为1
°
～35
°
。
8.优选的，所述翼体a上端安装的均为犁形复合片；或者是犁形复合片和圆形复合片间隔分布的安装在翼体a上。
9.优选的，所述犁形片层上的凸刃部所在直线和钻头基座的轴线之间的夹角设为c,且c的度数为0
°
～35
°
。
10.一种带有犁形复合片的无芯钻头，包括柄体a和若干个翼体b，翼体b设在柄体a的前端面，所述柄体a的前端面至少包括三个围绕轴心呈螺旋布置的翼体b，每个翼体b上并排设有两个复合片，两复合片分别为犁形复合片和圆形复合片，形成混合复合片组合，其中犁形复合片位于翼体b的外侧，圆形复合片位于翼体b的内侧，或者两复合片均设为犁形复合片，形成单一复合片组合；柄体a的前端面中间设有两冲水孔，两冲水孔之间设有两凸起的辅助翼，辅助翼上设有辅助复合片；所述柄体a的上端侧面位于翼与翼之间的部分设有辅助冲水孔。
11.优选的，所述的混合复合片组合和单一复合片组合间隔分布的安装在翼体c上。
12.优选的，所述犁形复合片上的凸刃部所在直线和柄体的轴线之间的夹角设为c,且c的度数为0
°
～35
°
。
13.一种带有犁形复合片的取芯钻头，包括柄体b和若干个翼体c，翼体c设在柄体b的前端面，所述柄体b的前端面至少包括四个围绕轴心呈螺旋布置的翼体c，每个翼体c上并排设有两个复合片，两复合片分别设为犁形复合片和圆形复合片，形成混合复合片组合，犁形复合片位于翼的外侧，圆形复合片位于翼的内侧，或者两复合片均设为犁形复合片，形成单一复合片组合，柄体b的中部设有贯通的取芯孔。
14.优选的，所述的混合复合片组合和单一复合片组合间隔分布的安装在翼体c上。
15.优选的，所述犁形复合片上的凸刃部所在直线和柄体的轴线之间的夹角设为c,且c的度数为0
°
～35
°
。
16.本实用新型的有益技术效果是：一种带有犁形复合片的锚杆钻头、无芯钻头、取芯钻头，各钻头中的犁形复合片包括圆形的硬质合金层和金刚石材质的犁形片层，犁形片层的中间设置的凸刃对岩石等硬材质的切割效果好，吃入力强，适用开采较硬地质的地层，凸刃两侧形成的斜平面，解决了钻进过程中受力集中的问题，提高复合片的抗冲击性能和排屑效率，并且凸刃部所在直线和钻头的轴线之间设有一定夹角，根据不同岩层和钻头的外径来调整该夹角的大小，适应性的提高钻头的钻进速度；另外，通过对各钻头上的犁形复合片和圆形复合片进行不同组合，进一步提高了钻头的钻进效率，不易出现崩刃的现象，延长钻头的使用寿命。
附图说明
17.图1是犁形复合片的立体结构示意图；
18.图2是犁形复合片的俯视结构示意图；
19.图3是图2的a-a向剖视结构示意图；
20.图4是锚杆钻头的主视结构示意图；
21.图5是锚杆钻头的侧视结构示意图；
22.图6是锚杆钻头的俯视结构示意图之一；
23.图7是锚杆钻头的俯视结构示意图之二；
24.图8是无芯钻头的主视结构示意图；
25.图9是无芯钻头的俯视结构示意图之一；
26.图10是无芯钻头的俯视结构示意图之二；
27.图11是无芯钻头的俯视结构示意图之三；
28.图12是取芯钻头的立体结构示意图之一；
29.图13是取芯钻头的立体结构示意图之二；
30.图14是取芯钻头的立体结构示意图之三。
31.图中，11.钻柄部、12.排屑槽部、121.排屑槽a、122.排屑槽b、13.钻头基座部、131.翼体a、14.犁形复合片、141.硬质合金层、142.犁形片层、143.凸刃部、144.斜平面甲、145.斜平面乙、15.圆形复合片、21.柄体a、211冲水孔、212.辅助翼、213.辅助冲水孔、22.翼体b、23.辅助复合片、31.柄体b、32.翼体c、33.取芯孔。
具体实施方式
32.实施例一，参见说明书附图1-3、4-5、7，一种带有犁形复合片的锚杆钻头，包括一体成型的钻柄部、排屑槽部、钻头基座部，钻头基座部设在钻柄部的上端，排屑槽部连接在钻柄部和钻头基座部之间，所述的钻头基座部至少包括两个围绕轴心呈螺旋布置的翼体a，翼体a上安装有犁形复合片，犁形复合片包括圆形的硬质合金层、金刚石材质的犁形片层，犁形片层通过高温高压匹配的烧结在硬质合金层表面，犁形片层的中间设有凸刃部，凸刃部的两侧形成斜平面甲和斜平面乙，斜平面甲和基准平面l之间的夹角为a, 斜平面乙和基准平面l之间的夹角为b；排屑槽部包括均为弧形的排屑槽a和排屑槽b，排屑槽a自犁形复合片或圆形复合片前端的翼体a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；钻柄部、排屑槽部、钻头基座部之间设有贯通的冲水孔。
33.所述a的度数为5
°
～55
°
、b的度数为1
°
～35
°
；夹角a和夹角b的度数变化，能够调整两个斜平面之间夹角c的范围，夹角c小时，提高凸刃的锋利度，适用更软的地质，提高钻进效率，夹角c大时，提高凸刃的抗压强度，适合较硬地质的开采，所述犁形片层上的凸刃部所在直线和钻头基座的轴线之间的夹角设为c,且c的度数为0
°
～35
°
。
34.实施例二，参见说明书附图1-3、4-5、6，实施例二与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之处是：翼体a安装的是犁形复合片或圆形复合片，犁形复合片和圆形复合片间隔分布的安装在若干翼体a上。
35.实施例三，参见说明书附图8
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10，一种带有犁形复合片的无芯钻头，包括柄体a和若干个翼体b，翼体b设在柄体a的前端面，所述柄体a的前端面至少包括三个围绕轴心呈螺旋布置的翼体b，每个翼体b上并排设有两个复合片，两复合片分别为犁形复合片和圆形复合片，形成混合复合片组合，其中犁形复合片位于翼体b的外侧，圆形复合片位于翼体b的内侧，柄体a的前端面中间设有两冲水孔，两冲水孔之间设有两个或三个凸起的辅助翼，辅助翼沿圆周方向均匀分布，辅助翼上设有辅助复合片，该辅助复合片的金刚石层设为圆台状鼓形面；所述柄体a的上端侧面位于翼与翼之间的部分设有辅助冲水孔。
36.所述犁形复合片上的凸刃部所在直线和柄体的轴线之间的夹角设为c,且c的度数为0
°
～35
°
；所述的混合复合片组合和单一复合片组合间隔分布的安装在翼体c上。
37.实施例四，参见说明书附图8 、11，实施例四与实施例三基本相同，相同之处不再赘述，不同之处是：每个翼体b上并排设有两个复合片，两复合片均设为犁形复合片，形成单一复合片组合；
38.实施例五，参见说明书附图 12
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13，一种带有犁形复合片的取芯钻头，包括柄体b和若干个翼体c，翼体c设在柄体b的前端面，所述柄体b的前端面至少包括四个围绕轴心呈
螺旋布置的翼体c，每个翼体c上并排设有两个复合片，两复合片分别设为犁形复合片和圆形复合片，形成混合复合片组合，犁形复合片位于翼的外侧，圆形复合片位于翼的内侧，柄体b的中部设有贯通的取芯孔。
39.所述的混合复合片组合和单一复合片组合间隔分布的安装在翼体c上；所述犁形复合片上的凸刃部所在直线和柄体的轴线之间的夹角设为c,且c的度数为0
°
～35
°
。
40.实施例五，参见说明书附图 14，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：每个翼体c上并排设有两个复合片，两复合片均设为犁形复合片，形成单一复合片组合。