一种自锐式锯齿型孕镶金刚石钻头的制作方法

1.本实用新型涉及地质钻探装置技术领域，具体涉及一种自锐式锯齿型孕镶金刚石钻头。


背景技术：

2.目前，钻进中硬至坚硬岩石时一般采用孕镶金刚石钻头。中硬至坚硬岩石的岩石可钻性较高，金刚石钻头在钻进过程中不易出刃易打滑，钻进效率低，钻头寿命短。为了提高钻进效率，同心圆锯齿型的胎体唇面结构被广泛应用于钻探施工中。然而，这些同心圆齿型孕镶金刚石钻头的自锐效果较差，金刚石钻头切削齿齿顶容易被迅速地磨损，导致工作唇面形状发生变化，形成平面，影响了钻头的钻进效率和使用寿命。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型提出一种自锐式锯齿型孕镶金刚石钻头。
4.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.一种自锐式锯齿型孕镶金刚石钻头，包括：
6.钻头主体和钻头胎体；
7.所述钻头胎体设置于所述钻头主体的端部；
8.其中，钻头胎体设置有多个，与所述钻头主体同轴设置，且绕圆周均匀分布；
9.相邻的所述钻头胎体之间形成水口；
10.所述钻头胎体的末端具有切削齿，所述切削齿包括内切削齿、中切削齿、以及外切削齿；
11.所述内切削齿和所述外切削齿各设置一个，所述中切削齿设置有多个且处于所述内切削齿和所述外切削齿之间；
12.每个的所述钻头胎体的所述内切削齿和所述外切削齿的末端呈弧形状且处于相同的圆周上；
13.每个的所述钻头胎体的所述中切削齿的末端呈弧形且不处于相同的圆周上。
14.进一步地，所述内切削齿和所述外切削齿为平底型齿，所述中切削齿为尖锯形齿。
15.进一步地，所述切削齿的顶角的角度为40
°
～130
°
。
16.进一步地，每个所述钻头胎体的所述切削齿的末端处于同一平面。
17.进一步地，所述钻头胎体呈扇形，且每个的所述钻头胎体的内外侧弧长及弧度相同。
18.进一步地，所述钻头主体的远离所述钻头胎体的一端的内侧呈空心状，且内侧壁设有连接螺纹。
19.进一步地，所述钻头胎体设置为10个。
20.进一步地，所述内切削齿设置为2个。
21.本实用新型的有益效果为：
22.由于钻头胎体上所对应的每个切削齿的顶角均不相同，其端部的弧形并不在同一个圆周上，在钻进过程中，按照切削的次序，利用切削齿的顶角差破碎孔底岩石，提高了钻进效率；每个切削齿的两个侧面破碎岩石，在其两侧被磨损后形成新的齿顶，如此循环往复实现钻头自锐，使钻头始终保持锋利状态。使用这种结构的钻头可以破碎中硬至坚硬的岩石，能有效提高金刚石钻头的钻进效率和使用寿命，有助于降低钻探工程成本。
附图说明
23.图1为一种自锐式锯齿型孕镶金刚石钻头的结构图；
24.图2为钻头胎体的截面示意图。
25.1、钻头主体；2、钻头胎体；3、水口；4、内切削齿；5、中切削齿；6、外切削齿；a、内切削齿的顶角角度；b、中切削齿的顶角角度；c、外切削齿的顶角角度。
具体实施方式
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
29.如图1-2所示，一种自锐式锯齿型孕镶金刚石钻头，包括：
30.钻头主体1和钻头胎体2；
31.钻头胎体2设置于钻头主体1的端部；
32.其中，钻头胎体2设置有多个，与钻头主体1同轴设置，且绕圆周均匀分布；
33.相邻的钻头胎体2之间形成水口3；
34.钻头胎体2的末端具有切削齿，切削齿包括内切削齿4、中切削齿5、以及外切削齿6；
35.内切削齿4和外切削齿6各设置一个，中切削齿5设置有多个且处于内切削齿4和外切削齿之间；
36.每个的钻头胎体2的内切削齿4和外切削齿6的末端呈弧形状且处于相同的圆周上；
37.每个的钻头胎体2的中切削齿5的末端呈弧形且不处于相同的圆周上。
38.在具体的实施例当中，每个的钻头主体1内外侧轮廓相同，但是，每个的钻头主体1当中的中切削齿5的顶角角度不相同，而且每个的钻头主体1当中的中切削齿5的末端的弧形不处于相同的圆周上，使得在地层中钻进时，切削齿的顶部和两侧破碎岩石，在其两侧被磨损后形成新的齿顶，新的齿顶再以其两侧破碎岩石，形成新的齿顶，如此循环往复实现钻头自锐，使钻头始终保持锋利状态，直到胎体磨光为止。
39.由于钻头胎体上所对应的每个切削齿的顶角均不相同，其端部的弧形并不在同一个圆周上，在钻进过程中，按照切削的次序，利用切削齿的顶角差破碎孔底岩石，提高了钻进效率；每个切削齿的两个侧面破碎岩石，在其两侧被磨损后形成新的齿顶，如此循环往复实现钻头自锐，使钻头始终保持锋利状态。
40.可选的，内切削齿4和外切削齿6为平底型齿，中切削齿5为尖锯形齿。
41.内外切削齿为平底，加强了保径效果。
42.可选的，切削齿的顶角的角度为40
°
～130
°
。
43.内切削齿4、中切削齿5、以及外切削齿6的顶角的角度均在40
°
～130
°
的范围内；优选地，中切削齿5的顶角的角度为锐角。
44.可选的，每个钻头胎体2的切削齿的末端处于同一平面。
45.这样能够使得钻头胎体2在地层中钻进时保持稳定受理，各个钻头胎体2的损耗相差较小。
46.可选的，钻头胎体2呈扇形，且每个的钻头胎体2的内外侧弧长及弧度相同。
47.可选的，钻头主体1的远离钻头胎体2的一端的内侧呈空心状，且内侧壁设有连接螺纹。
48.螺纹能够用于连接岩心管或钻杆。
49.可选的，钻头胎体2设置为10个。
50.可选的，内切削齿4设置为2个。
51.钻头胎体2和内切削齿4的数量根据地层中钻进的需求进行适配设置。
52.请参照图1，本实用新型的一种自锐式锯齿型孕镶金刚石钻头，包括钻头体1和设置于钻头体1端部的钻头胎体2，钻头体1为圆管形，钻头体1远离钻头胎体的端部内壁设有用于连接岩心管或钻杆的连接螺纹，钻头为外径为76mm，内径为49mm的绳索取心钻头。
53.钻头胎体2包括多个扇形块状的钻头胎体2，所有扇形块间隔且同轴设置，相邻的扇形块之间构成多个水口3，每一扇形块上有一条内切削齿4、多条中切削齿5和一条外切削齿6。本实施例中扇形块的数量为十个，每个扇形块的内外侧的弧长相等，十个扇形块之间形成十个宽度相等的水口3，每一扇形块上有四条切削齿，包括一条内切削齿4、两条中切削齿5和一条外切削齿6，内切削齿4和外切削齿6为平底型唇面，中切削齿5为尖锯齿形唇面，每一扇形块上内切削齿4和外切削齿6的顶边均位于同一圆周上，每一扇形块上对应的中切削齿5不在同一圆周上，每个切削块上的每个切削齿的最高点高度均相同，而切削齿的最低点高度不尽相同。
54.参照图2，扇形块上所对应的每个切削齿的顶角不完全相同，为40～130
°
。本实施例中10个扇形块上内切削齿的顶角a分别为：90
°
31
°
，90
°
29
°
，90
°
31
°
，90
°
26
°
，90
°
32
°
，90
°
30
°
，90
°
31
°
，90
°
26
°
，90
°
26
°
，90
°
30
°
；靠近内切削齿的中切削齿的顶角b分别为：25
°
22
°
、24
°
26
°
、25
°
22
°
、25
°
28
°
、29
°
26
°
、24
°
24
°
、25
°
22
°
、23
°
24
°
、23
°
22
°
、
26
°
24
°
；另一中切削齿的顶角c分别为：27
°
24
°
、23
°
22
°
、22
°
29
°
、21
°
25
°
、26
°
20
°
、21
°
26
°
、23
°
23
°
、28
°
25
°
、25
°
26
°
、25
°
25
°
；外切削齿的顶角d分别为：28
°
90
°
、31
°
90
°
、28
°
90
°
、33
°
90
°
、31
°
90
°
、32
°
90
°
、29
°
90
°
、30
°
90
°
、34
°
90
°
、28
°
90
°
。
55.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。