一种防止孕镶胎块掉落的镶焊式金刚石钻头

技术领域

本发明涉及钻井工程取心钻头技术领域，特别是涉及一种防止孕镶胎块掉落的镶焊式金刚石钻头。

背景技术

钻探取心是利用取心工具获取地层岩心资料的钻进方法与过程，是钻井工程的重要组成部分。在地质勘探、油气井储层评价、地热钻井、科学钻探等钻井工程实施过程中，取心都是其重要的技术手段。取心钻具尤其是钻头性能成为取心钻进的关键，钻头的优劣会直接影响取心钻进效率和取心质量。

目前，小直径孕镶热压金刚石钻头的制作技术已非常成熟，通过整体热压烧结成形，经济性和实用性均较好。但针对大直径孕镶热压金刚石钻头，整体烧结存在诸多弊端，比如金刚石粉末在热压过程中因面积大而受热和受压不充分，导致钻头胎体的强度不够。大直径孕镶金刚石取心钻头，当前较为常用的一种制备方法是将胎体热压烧结成胎块，再镶焊至钻头刚体上成型。镶焊式孕镶金刚石取心钻头虽单个胎块性能和强度较好，但由于胎块和刚体之间采用焊接工艺，在遇阻划眼或钻遇破碎地层，胎块可能因受力不均崩落，造成钻头提前损坏或报废。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止孕镶胎块掉落的镶焊式金刚石钻头，能够防止孕镶胎块整体掉落，可解决孕镶胎块与钻头刚体焊接过程中受热不均、焊料填充不充分的问题，从而提高孕镶胎块的镶焊强度，进一步防止孕镶胎块掉落。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种防止孕镶胎块掉落的镶焊式金刚石钻头，包括钻头刚体和若干孕镶胎块，若干所述孕镶胎块设置在所述钻头刚体的一端，若干所述孕镶胎块均沿所述钻头刚体的径向滑入后并与所述钻头刚体固定连接，所述孕镶胎块和所述钻头刚体通过轴向限位结构实现所述孕镶胎块沿所述钻头刚体的轴向的防掉，所述钻头刚体和所述孕镶胎块之间设置有用于填充焊料以及在焊接时充分加热的填充空间，所述孕镶胎块上开设有贯穿孔，所述贯穿孔与所述填充空间连通。

优选地，所述孕镶胎块沿所述钻头刚体的周向均匀设置。

优选地，所述钻头刚体上开设有若干滑槽，所述孕镶胎块上设置有滑块，所述滑块能够滑入所述滑槽中，所述滑槽的尺寸由所述滑槽的外端向所述滑槽的内端逐渐减小，所述滑块的尺寸由所述滑块的外端向所述滑块的内端逐渐减小，且所述滑槽的锥度与所述滑块的锥度相同。

优选地，所述滑槽外端的尺寸与所述滑块外端的尺寸相同。

优选地，所述滑块的底面与所述滑槽之间用于填充焊料。

优选地，所述轴向限位结构包括设置在所述滑槽的侧壁上的凸起和设置在所述孕镶胎块的侧面的凹槽，所述凹槽与所述凸起匹配，所述凸起的延伸方向与所述钻头刚体的轴向垂直。

优选地，所述贯穿孔贯穿所述孕镶胎块设置，所述贯穿孔的轴向与所述钻头刚体的轴向平行设置。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明通过轴向限位结构可在钻遇复杂导致钻头的孕镶胎块焊接松动情况下防止孕镶胎块整体掉落，从而减少掉落孕镶胎块对钻头的卡阻和破坏；另一方面通过在孕镶胎块开设贯穿孔，使得焊接缝焊料填充更加均匀、焊接时受热更加充分，提高焊接强度，从而提高孕镶热压金刚石钻头的整体强度和可靠性，为取心钻进的安全和高效提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的防止孕镶胎块掉落的镶焊式金刚石钻头侧视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明的钻头刚体示意图；

图4为图1的B-B剖视图；

图5为本发明的孕镶胎块轴测图；

图6为本发明的孕镶胎块侧视图；

其中：1：钻头刚体，2：孕镶胎块，1-1：滑槽，1-2：凸起，2-1：贯穿孔，2-2：凹槽，2-3：滑块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种防止孕镶胎块掉落的镶焊式金刚石钻头，能够防止孕镶胎块整体掉落，可解决孕镶胎块与钻头刚体焊接过程中受热不均、焊料填充不充分的问题，从而提高孕镶胎块的镶焊强度，进一步防止孕镶胎块掉落。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图6所示：本实施例提供了一种防止孕镶胎块掉落的镶焊式金刚石钻头，包括钻头刚体1和若干孕镶胎块2，若干孕镶胎块2沿钻头刚体1的周向均匀设置在钻头刚体1的一端，若干孕镶胎块2均沿钻头刚体1的径向滑入后并与钻头刚体1通过焊接固定连接，孕镶胎块2和钻头刚体1通过轴向限位结构实现孕镶胎块2沿钻头刚体1的轴向的防掉，钻头刚体1和孕镶胎块2之间设置有用于填充焊料以及在焊接时充分加热的填充空间，孕镶胎块2上开设有贯穿孔2-1，贯穿孔2-1与填充空间连通。钻头刚体1和若干孕镶胎块2采用焊接的方式进行连接。当孕镶胎块2出现松动时，本实施例通过轴向限位结构对孕镶胎块2进行轴向限位，通过井壁对孕镶胎块2进行径向限位，并且能够通过贯穿孔2-1向钻头刚体1和孕镶胎块2之间补填焊料并加热，使焊料向四周辐射填充，进一步提高孕镶胎块2在钻头钢体1上的镶焊强度，进一步加强钻头的整体强度。

具体地，本实施中，钻头刚体1上开设有若干滑槽1-1，滑槽1-1沿钻头刚体1的径向设置，孕镶胎块2上设置有滑块2-3，滑块2-3能够滑入滑槽1-1中，滑块2-3的底面与滑槽1-1的底面之间用于填充焊料，滑槽1-1的尺寸由滑槽1-1的外端向滑槽1-1的内端逐渐减小，滑块2-3的尺寸由滑块2-3的外端向滑块2-3的内端逐渐减小，滑槽1-1的外端的尺寸与滑块2-3的外端的尺寸相同且滑槽1-1的锥度与滑块2-3的锥度相同。孕镶胎块2由钻头刚体1的外侧进入钻头刚体1后，滑块2-3沿滑槽1-1的长度方向滑动，当孕镶胎块2与钻头刚体1贴合时，孕镶胎块2无法继续向内侧滑动，实现孕镶胎块2内端的限位，孕镶胎块2的外端由井壁进行限位。

本实施中，轴向限位结构包括设置在滑槽1-1的侧壁上的凸起1-2和设置在孕镶胎块2的侧面的凹槽2-2，凹槽2-2与凸起1-2匹配，凸起1-2的延伸方向与钻头刚体1的轴向垂直。孕镶胎块2由钻头刚体1的外侧进入钻头刚体1后，沿钻头刚体1的径向滑动，凸起1-2位于凹槽2-2中，实现孕镶胎块2的轴向限位。

本实施中，贯穿孔2-1贯穿孕镶胎块2设置，贯穿孔2-1的轴向与钻头刚体1的轴向平行设置。

本实施中的钻头刚体1的凸起1-2与孕镶胎块2的凹槽2-2配合，对孕镶胎块2实现轴向限位，孕镶胎块2的外端由井壁限位，孕镶胎块2的内端由滑槽1-1的锥度限位，因此在滑槽1-1的底面与滑块2-3的底面焊接松动后，孕镶胎块2由于轴向和径向限位无法移动，防止了孕镶胎块2整体掉落，孕镶胎块2可继续正常工作；焊接时因滑槽1-1的底面与滑块2-3的底面的中心部位受热不均导致焊料填充不充分，通过贯穿孔2-1向填充空间中补填焊料并加热，使焊料向贯穿孔2-1的内端的四周辐射填充，进一步加强滑槽1-1的底面与滑块2-3的底面的焊接强度，提高钻头孕镶胎块2的镶焊强度。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。