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针状硬质合金钻头

针状硬质合金钻头是我国钻探工程改革开放以来发展起来的一项新技术。在中硬岩层中使用这种技术,比普通硬质合金和钢粒钻进具有效率高、质量好、成本低、钢材消耗少等优越性。针状硬质合金钻头与金刚石钻进配套实施分层钻进,对于大力推广小口径金刚石钻进具有重要的意义。

针状硬质合金钻头的优点
多年来的生产实践证明,采用针状硬质合金钻头,具有很多优点,主要体现在以下几方面:
1、钻进效率高
针状硬质合金钻头有自磨出刃的特点,克取岩石的自由面多,有利于破碎岩石。
在6~7级岩层中钻进,比普通硬质合金钻进提高效率1倍左右。
2、钻孔质量好
孔径规则均匀,钻孔弯曲度小。6~7级石灰岩岩心采取率可达80%~90%。
3、钻头寿命长
Φ56mm针状合金钻头在7级石灰岩地层钻进,平均钻头寿命9.92m,比普通硬质
合金钻头寿命高3~5倍,最高钻头寿命达23.98。
4、钢材消耗少
针状合金钻进,每米进尺钻头与磨料成本比普通硬质合金钻进减少60%。
5、钻头材料来源可重复使用
钻头制造成本低,一个钻头可重复使用2~3次。
6、操作方便
劳动强度小,孔内清洁,安全性比较好。
7、能与金刚石钻头配合,实施分层钻进
在某些6~7级与部分8级岩层使用针状合金钻进,能取得较好的效果,扩大了
硬质合金钻进的应用范围。
针状硬质合金钻头是把烧结好的针状合金块镶焊到空白钻头上。它由针状合金、胎体和钻头体三部分组成,基本结构如图所示。

针状硬质合金钻头结构图

















 

 

 

 

 

 

 

 

1、针状合金块的加工
针状合金使用的牌号有 YG8、YG6、YG4C、YA6 等。抗弯强度大于1.4GPa ,硬度HRA 大88于 。针状合金直径1.8~2.2mm ,针状合金长度10~16mm。钻头的外径与内径采用长度12~16mm的合金,有利于保径。胎体唇面中间采用长度10~12mm的合金。胎体材料用铁粉、铜粉与硬脂酸锌等粉末原料均匀混合而成。铁粉在胎体中起骨架作用,铜粉为粘结金属,烧结时将铁粉颗粒粘连在一起,并能很好地焊接针状合金。硬脂酸锌是润滑剂,能提高胎体成型性能。胎体配方:铁粉70%~80% 、铜粉30%~20%,硬脂酸锌加入混合总量的0.5%~1% 。

2、钻头的组装
按照不同直径将胎体与钻头体进行组装和镶焊。根据配套钻具的需要可采用下表:
所示的钻头直径系列的具体尺寸。
针状硬质合金钻头

钻头组装时,应注意下面几个问题:
(1)钻头体上镶嵌胎块的槽,可在铣床或刨床上加工,其宽度应与胎体宽度相吻
合,不必留任何间隙。
(2)应该将厚度相同的胎块镶嵌在同一钻头上。保证各胎块内外径一致,防止内
外径磨损过快,影响钻头使用寿命。为此,应采用心子定位法。
(3)认真测量钻头外径,其误差应控制在0.3mm以内。
(4)镶焊温度应控制在930~1100℃。喷枪火焰不得直接对住胎体,以免破坏胎
体性能。


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