一种金刚石钻头水口.pdf

本实用新型涉及的是一种金刚石钻头唇面水口的类型。本实用新型设计所考虑的是通过一种与钻头直径成一定角度的水口设计提高金刚石钻头的钻进速度，尤其是对坚硬和完整岩层金刚石钻头产生作用。本实用新型提供一种水口类型，该水口由与钻头唇面直径成一定角度的一对直线、圆弧线或者螺旋线组成。水口方向可以是顺时针方向或者逆时针方向。本实用新型的有益效果是，通过与钻头唇面直径成一定角度的水口，促进钻进冲洗液对胎体的冲蚀或者磨蚀作用，实现胎体的加速磨损，促进金刚石的出刃，从而提高金刚石钻头的自磨出刃能力，提高金刚石钻头的钻进速度。

1.  一种金刚石钻头水口，其特征是水口方向与直径成一定角度。

2.  根据权利要求1所述的一种金刚石钻头水口，其特征是水口两侧为直线，水口方向与直径方向间所夹的水口方向角为20°～65°，方向是顺时针或者逆时针。

3.  根据权利要求1所述的一种金刚石钻头水口，其特征是水口两侧为圆弧或者螺旋线，水口起始方向角为-10°～45°，终止方向角为30°～75°，方向是顺时针或者逆时针。

一种金刚石钻头水口
所属技术领域
本实用新型涉及一种金刚石钻头的制造方式，尤其是一种金刚石钻头唇面水口的类型。
背景技术
目前，公知的金刚石地质钻头水口为不同宽度的直水口，即与钻头唇面圆直径相平行的水口，水口宽度通常为5-8mm。《金刚石钻探手册》(地质出版社，1991年12月，刘广志主编，第143页)中有斜水口类型和螺旋水口，其描述是：
斜槽型(图3-25，b)适用于厚壁钻头，其特点是可以促进使岩粉沿斜水口迅速排至外环状空间。
螺旋型(图3-25，d)用于钻进软地层，螺旋型水路在旋转过程中使岩粉能及时地被冲洗液沿水口携带到外环状间隙中。
发明内容
水口设计的目的通常只考虑顺畅地通过冲洗液，冷却钻头并排除钻头工作中产生的岩粉，保证钻进的正常进行，水口的设计未考虑对钻头钻进速度产生的影响。本实用新型设计所考虑的是通过一种与钻头直径成一定角度的水口设计提高金刚石钻头的钻进速度，尤其是对坚硬和完整岩层金刚石钻头产生作用，其工作原理是通过局部提高钻头唇面的冲洗液的流速冲蚀钻头工作唇面胎体使包镶于胎体的金刚石出刃或者阻止携带研磨颗粒的冲洗液强制冲蚀钻头工作唇面胎体强制金刚石出刃，从而实现钻进速度的提高。
本实用新型提供一种水口类型，该水口由与钻头唇面直径成一定角度的一对直线、圆弧线或者螺旋线组成，水口宽度通常为3～15mm，直线型水口轴线方向通常与直径成20°～60°，圆弧或者螺旋线水口起始角以-10°～45°为宜，终止角一般为30°～75°。水口方向可以是顺时针方向，也可以是反时针方向。顺时针方向水口的作用是：一是引导携带研磨颗粒的冲洗液冲蚀钻头底唇面，二是通过钻头旋转提高冲洗液在钻头底唇面的流动速度，共同的作用是促进冲洗液对钻头工作唇面的冲蚀作用，强化胎体的磨耗，加强金刚石的出刃作用。逆时针水口的作用是：通过水口在钻头旋转时对冲洗液的阻止作用，强制携带有研磨颗粒的冲洗液通过钻头工作的底唇面，产生对胎体的磨蚀作用，强制胎体磨损，达到金刚石的强制出刃。金刚石的充分出刃有利于金刚石钻头钻进速度提高，特别有利于坚硬岩层和弱研磨性岩层金刚石钻头的设计。
本实用新型的有益效果是，通过与钻头唇面直径成一定角度的水口，促进钻进冲洗液对胎体的冲蚀或者磨蚀作用，实现胎体的加速磨损，促进金刚石的出刃，从而提高金刚石钻头的自磨出刃能力，提高金刚石钻头的钻进速度。
附图说明
图1是本实用新型的顺时针直线型水口分布图。
图2是本实用新型的顺时针螺旋型水口分布图。
图3是本实用新型的逆时针直线型水口分布图。
图4是本实用新型的逆时针螺旋型水口分布图。
图中，1为钻头工作齿唇面，2为水口，3为直线型水口的方向角，4为螺旋型水口的起始方向角，5螺旋水口的终止方向角，6为钻头旋转方向。
在图1中，水口为直线型顺时针水口，水口二边直线可以是一组平行线，也可以是不平行线，水口轴线倾斜方向与钻头旋转方向相反，当钻头旋转时，在钻头底唇面产生局部的冲洗液流动加速，有利于岩粉冲蚀钻头唇面胎体，使金刚石易于出刃。其中的水口轴线与直径间的夹角(3)为水口方向角，方向角以20°～65°为宜。
在图2中，水口为直线型逆时针水口，水口二边可以是一组平行线，也可以是不平行线，水口轴线方向与钻头旋转方向相同，当钻头旋转时，在钻头底唇面产生对冲洗液的阻止作用，强迫岩粉从底唇面通过，从而磨蚀钻头唇面胎体，促使金刚石出刃。其中的水口方向与直径间的夹角(3)为水口方向角，方向角范围与顺时针设计相同，一般为20°～65°。
在图3中，水口为圆弧线或者螺旋线顺时针水口，水口两边可以是暂开线、圆弧线或者其他不规则弧线，水口两边可以是一组平行线，也可以是不平行线，工作方式与图1相同，水口方向角分起始方向角(4)和终止方向角(5)，起始方向角(4)一般为-10°～45°，终止方向角(5)一般为30°～75°。
在图4中，水口为圆弧线或者螺旋线逆时针水口，螺旋线可以是暂开线、圆弧线或者其他不规则弧线，水口二边可以是一组平行线，也可以是不平行线，工作方式同图2相同，水口方向角分起始角方向(4)和终止方向角(5)，起始角方向(4)一般为-10°～45°，终止方向角(5)一般为30°～75°。
具体实施方式
金刚石钻头生产方式包括粉末冶金法和电镀法。粉末冶金法的水口加工为烧结成型后进行后续加工，粉末装料时用不含金刚石的水口粉设置设计形状的水口加工范围，钻头烧结成型后采用专用工装和工艺利用机械加工方式铣开设计形状的水口中。电镀钻头的水口加工在电镀之前进行，即在加工钢体时按设计要求作用专用工装和工艺以机械加工方式加工(多以铣为主)设计形状的水口。