㈠ 金剛石鑽頭及其結構參數
(一)金剛石鑽頭的組成與分類
1.金剛石鑽頭組成
金剛石鑽頭是金剛石鑽進破碎岩石的工具,它由三部分組成;即:金剛石、胎體和鑽頭體(圖2-60)。
圖2-60 金剛石鑽頭組成
1—金剛石;2—胎體;3—鑽頭體
2.金剛石鑽頭分類
金剛石鑽頭按金剛石被包鑲於胎體部位的不同,有孕鑲金剛石鑽頭和表鑲金剛石鑽頭之分。把金剛石包鑲於胎體內部的鑽頭稱為孕鑲金剛石鑽頭;金剛石包鑲出露於胎體表面的鑽頭稱為表鑲金剛石鑽頭。
金剛石鑽頭還可按其用途不同,分為提鑽取心金剛石鑽頭和繩索取心金剛石鑽頭;按製作材料不同,分為聚晶金剛石(PCD)鑽頭和金剛石復合片(PDC)鑽頭;按製作加工工藝、方法不同,分為熱壓、電鍍鑽頭等。
(二)金剛石鑽頭的結構參數
金剛石鑽頭的結構參數包括:鑽頭體、金剛石含量、金剛石粒度、胎體硬度、水口、鑽頭唇面形狀等。
1.鑽頭體
金剛石鑽頭體的製作要求如下:
一般用中碳鋼加工而成。雙管鑽頭的鑽頭體較長,一般為115mm,壁較薄,上端有內螺紋與擴孔器相連接。
單管鑽頭的鑽頭體較短,一般為75mm,壁較厚、上端車有外螺紋與擴孔器相連接。
一個鑽頭包鑲的金剛石量,稱為金剛石含量,以克拉ct計。
2.金剛石含量
含量是根據鑽頭結構、直徑及所鑽岩石性質而確定的。鑽頭直徑大,克取岩石面積大,則所需金剛石數量多;反之,則少些。同徑同結構鑽頭,鑽進強研磨性地層時,金剛石含量應大些,以減少單粒金剛石負擔,維持鑽頭較長工作時間。鑽進研磨性小的岩層,金剛石含量應小些,以利於出刃。一般同徑孕鑲金剛石鑽頭的金剛石含量比同徑表鑲鑽頭稍多。
3.金剛石粒度
分顆粒級和粉末級兩類。
顆粒級金剛石粒度直徑大於1mm,其粒度均以粒/ct表示;粉末級金剛石粒度直徑小於1mm,粒度以「目」表示。「目」即網目數,為篩網在每平方英寸內的網眼數。
表鑲鑽頭金剛石粒度以粒/ct表示;孕鑲鑽頭金剛石粒度以「目」表示。
4.金剛石鑽頭胎體
鑽頭胎體是鑽頭底部包鑲金剛石的一圈合金;主要由骨架材料和黏結金屬兩部分組成。
金剛石鑽頭的質量,在很大程度上取決於鑽頭胎體成分及其性能。胎體採用粉末冶金法和電鍍法製成各種形狀。
對表鑲鑽頭胎體,其作用在於牢固地包鑲金剛石,並可靠地與剛體焊接;而孕鑲鑽頭的胎體,除具有表鑲鑽頭胎體作用外,還要保證金剛石在鑽進過程中有自銳的作用。
金剛石鑽頭胎體硬度等級分別用HRC加硬度數值表示。如:HRC45,HRC40,HRC35,HRC30等。
5.金剛石鑽頭水口
鑽頭水口分別由底部、內、外側部的水槽構成。
鑽頭水口作用:與硬質合金鑽頭的作用一樣;疏通沖洗液;冷卻鑽頭;排出岩粉;確保安全鑽進施工。
6.金剛石鑽頭唇面形狀
金剛石鑽頭的唇面形狀是根據岩石性質決定的。目的是為了提高鑽速,提高鑽具的穩定性和延長鑽頭的使用壽命。
常見的唇面縱剖面形狀有弧邊形、半圓形、平底形、階梯形、錐形和鋸齒形等。
㈡ 硬質合金鑽頭主要用的原材料有哪些
原材料對於鑽頭而言，是質量關鍵的重中之重，目前硬質合金鑽頭的原材料耳聞能詳的有春保，金鷺，株鑽，以及一些進口的合金材質，肯納，不二越等等，