[发明专利]一种深部硬地层超高转速钻进用钻头

说明书

本发明涉及深部地质勘探取芯用工具，尤其涉及一种深部硬地层超高转速钻进用钻头。本发明提供的深部硬地层超高转速钻进用钻头包括钻头体，钻头体一端固连有接头、另一端固设有若干个沿圆周均匀分布的钻头胎体，相邻的两个钻头胎体之间具有间隔，钻头胎体的工作面上固设有加强型聚晶金刚石切削齿；还包括若干个与钻头胎体的侧壁及转头体的侧壁固连的保径，若干个保径与若干个钻头胎体一一对应，保径的顶端与钻头胎体的工作面平齐，相邻两个保径之间具有间隔，保径上还设置有分流水道，分流水道的顶端与保径的顶端平齐。本发明提供的深部硬地层超高转速钻进用钻头散热快、排粉快、振动小、防粘滑。

技术领域

本发明涉及深部地质勘探取芯用工具，尤其涉及一种深部硬地层超高转 速钻进用钻头。

背景技术

在进行深部勘探时，国内外研究学者常采用耐高温的高速涡轮钻具(2000rpm， 线速度达2.5m/s)搭配孕镶金刚石钻头进行破岩，但由于钻压难以有效加载，实 际效果有限。在这个基础上，国内外研究者开始采用超高转速(8000rpm，线速 度达10m/s)的破岩方式，改善了低钻压难以吃入地层的问题，大幅度提高破岩 效率，在实验室取得了良好的效果。

现有的孕镶金刚石钻头在钻头胎体中加入均匀的金刚石颗粒，其实质是 小颗粒金刚石作为切削原件，在常规硬地层中寿命较长、进尺较多。因此， 孕镶齿布局在刀翼上只能靠磨削的方式破坏岩石，高转速作业条件下岩屑排 泄不畅；且深部地层环境温度过高，由于地温梯度的存在，深部地层(尤其 是地温异常区域)往往具有240℃以上的高温，环境高温与钻头高速旋转磨 削岩石产生的热量共同作用，常规人造金刚石在该温度下难以保持常温下的 力学性质，脆性明显增加，钻头使用寿命缩短；由于深部硬地层钻探中钻杆 过长难以有效加载钻压，钻头破岩能力不足，超高转速条件下仍然会出现粘 滑现象，降低机械钻速；此外，由于超高转速技术的运用，钻头容易出现跳 钻现象，现有孕镶金刚石钻头的抗冲击性不足。这些因素严重制约了常规孕 镶金刚石钻头对深部地质资源的高效开发。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，提供一种散热快、排粉 快、振动小、防粘滑的深部硬地层超高转速钻进用钻头。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种深部硬地层超高转速钻进用钻头，包括钻头体，所述 钻头体一端固连有接头、另一端固设有若干个沿圆周均匀分布的钻头胎体， 相邻的两个所述钻头胎体之间具有间隔，所述钻头胎体的工作面上固设有加 强型聚晶金刚石切削齿；还包括若干个与所述钻头胎体的侧壁及转头体的侧 壁固连的保径，若干个所述保径与若干个所述钻头胎体一一对应，所述保径 的顶端与所述钻头胎体的工作面平齐，相邻两个所述保径之间具有间隔，所 述保径上还设置有分流水道，所述分流水道的顶端与所述保径的顶端平齐。

优选的，每个所述钻头胎体的工作面上固设有一个加强型聚晶金刚石切 削齿，所述钻头胎体为八个，八个所述加强型聚晶金刚石切削齿的朝向均相 同且分布在三个半径大小不同的同心圆的圆周上。

优选的，所述分流水道为设置在所述保径的侧壁上的通槽。

优选的，所述分流水道包括竖直部和弯折部，所述竖直部的顶端与所述 保径的顶端平齐，所述竖直部的底端与所述弯折部的顶端相连通，所述弯折 部向下倾斜且朝向另一个所述保径。

优选的，若干个所述分流水道中的所述弯折部的朝向均相同。

优选的，所述弯折部的宽度大于所述竖直部的宽度。

优选的，所述接头呈倒锥形，且所述接头的侧壁上设置有外螺纹。

优选的，若干个所述钻头胎体的大小相等。

优选的，所述钻头胎体内包括主磨料、辅磨料和填充材料。