适用于月球钻探取心的PDC钻头.pdf

本发明适用于月球钻探取心的PDC钻头，属月球地质勘探钻具领域，本发明PDC钻头，由钻头胎体、PDC切削齿和螺旋式岩屑通道组成，所述PDC切削齿对称镶焊在钻头胎体的前部，所述螺旋式岩屑通道是沿钻头胎体外周壁螺旋式上升并与外周壁对应固接的两条螺旋槽，该两条螺旋槽的下端口与PDC切削齿对应连接，其上端口为岩屑排出口，采用本发明钻头钻进破岩时，一方面，破碎岩土产生的岩屑随着螺旋槽逐步上升，被顺畅的排出孔外，提高月球钻探取心效率，另一方面，随着岩屑顺畅的排出，钻孔底部产生的热量也之释放排出，显著降低了钻头的故障率，提高了钻头的使用寿命，从而全面提高了月球钻探取心效率，并且，本发明不受PDC钻头规格限制。

1.适用于月球钻探取心PDC钻头，其特征在于，由钻头胎体、PDC切
削齿和螺旋式岩屑通道组成，所述PDC切削齿对称镶焊在钻头胎体的前部，
所述螺旋式岩屑通道是沿钻头胎体外周壁螺旋式上升并与外周壁对应固接
的两条螺旋槽，该两条螺旋槽的下端口与PDC切削齿对应连接，其上端口为
岩屑排出口。
2.根据权利要求1所述的适用于月球钻探取心PDC钻头，其特征在于，
螺旋式岩屑通道的螺旋升角为19-22度。

适用于月球钻探取心的PDC钻头

技术领域

本发明适用于月球钻探取心的PDC钻头，属月球地质勘探钻具领域。

背景技术

目前国内外使用的月球钻探取心钻头是采用镶焊硬质合金的方法，以
硬质合金为切削齿破碎岩石，其方式最大的缺点是切削效率低，且岩屑排出
困难，其主要表现为硬质合金由于形状原因无法与螺旋槽相对应连接，岩屑
很难通过螺旋槽排除孔外，且硬质合金作为切屑齿当碰上6级以上的岩石切
削效率低，增加工作时间，在星球上处于无水、高真空、微重力、日夜温差
悬殊的极端环境，长时间的工作加上岩屑排出困难会增加钻进故障，加大风
险。为此，迫切需要开发高效率、岩屑排泄通畅适用于月球钻探取心PDC钻
头，以满足月球钻探取心钻头的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于月球钻探取心的PDC钻头，通过在PDC
钻头上设置与PDC切削齿对应连接的两条螺旋式上升的螺旋槽，为钻头提供
畅通的钻探岩屑排泄通道，不仅提高PDC钻头月球钻探的取心效率，并且提
高该PDC钻头的使用寿命。

实现本发明目的的技术方案是：

本发明适用于月球钻探取心PDC钻头，由钻头胎体、PDC切削齿和螺旋
式岩屑通道组成，所述PDC切削齿对称镶焊在钻头胎体的前部，所述螺旋式
岩屑通道是沿钻头胎体外周壁螺旋式上升并与外周壁对应固接的两条螺旋
槽，该两条螺旋槽的下端口与PDC切削齿对应连接，其上端口为岩屑排出口。

所述螺旋式岩屑通道的螺旋升角为19-22度。

当采用本发明钻头实施钻进时，随着PDC切削齿钻进所产生的岩屑即沿
着钻头胎体外周壁的两条螺旋槽螺旋式逐步上升，并从其上端口排出钻头之
外，而且钻头下端孔底产生的热量也随之排走，实际上排出的岩屑已成为排
出孔底热量的冷却介质，从而达到高效率、岩屑排泄顺畅的目的，满足了月
球钻探的需求。

本发明月球钻探取心PDC钻头结构简捷创新，特别适用于在月球表无水、
高真空、微重力、日夜温差悬殊的极端环境条件下的钻探需求，本发明在钻
头外圆周面上设计有双头螺旋通道排出岩屑，采用本发明月球钻探取心PDC
钻头钻进破岩时，一方面，破碎岩土产生的岩屑随着螺旋槽逐步上升，被顺
畅的排出孔外，提高月球钻探取心效率，另一方面，随着岩屑顺畅的排出，
钻孔底部产生的热量也之释放排出，所排出的岩屑已成为排出钻孔底部热量
的冷却介质，显著降低了钻头的故障率，提高了钻头的使用寿命，从而全面
提高了月球钻探取心效率。此外，本发明用于月球钻探取心PDC钻头的螺旋
式岩屑通道与PDC钻头适配设置，不受PDC钻头规格限制。

附图说明

图1是本发明结构俯视示意图

图2是本发明结构正视示意图

图3是本发明结构剖面示意图

具体实施方式

现结合附图进一步说明本发明是如何实施的：

本发明适用于月球钻探取心PDC钻头，由钻头胎体、PDC切削齿和螺旋
式岩屑通道组成，PDC切削齿2对称镶焊在钻头胎体3的前部，所述螺旋式
岩屑通道是沿钻头胎体3外周壁螺旋式上升并与外周壁对应焊接的两条螺旋
槽1，该两条螺旋槽的下端口1-1与PDC切削齿2对应连接，其上端口1-2
为岩屑排出口，所述两条螺旋槽1用耐磨材料制作。

所述螺旋式岩屑通道1的螺旋升角为19-22度。

本发明用于月球钻探取心PDC钻头的螺旋式岩屑通道与PDC钻头适配设
置，不受PDC钻头规格限制。

当采用本发明钻头实施钻进时，随着PDC切削齿2钻进所产生的岩屑即
沿着钻头胎体3外周壁的两条螺旋槽1螺旋式逐步上升，并从其上端口1-2
排出钻头之外，而且钻头下端孔底产生的热量也随之排走，实际上排出的岩
屑已成为排出孔底热量的冷却介质，从而达到高效率、岩屑排泄顺畅的目的，
满足了月球钻探的需求。