申請號：201710447313.5
       申請人：吉林大學
       發明人：高科 高紅通

       摘要： 一種堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭及其制備方法，屬于鉆井技術領域，本發明提出的鉆頭是由剛體和孕鑲塊切削刀翼組成，孕鑲塊切削刀翼固定設置在剛體的端面上，數量為復數個，在任意相鄰兩個孕鑲塊切削刀翼之間設置有扇形水口，孕鑲塊切削刀翼的唇面具有坡度，且唇面上設有波紋形溝槽；在孕鑲塊切削刀翼切削端鑲嵌一層金剛石切削條，金剛石切削條呈負切削角布置在孕鑲塊切削刀翼上，孕鑲塊切削刀翼的胎體和金剛石切削條硬度不同，本發明還提出了制備所述的鉆頭的方法，本發明波紋形溝槽提高切削巖石效率和排屑效果，金剛石切削條和孕鑲金剛石合理的排布，加以運用孕鑲塊切削刀翼的胎體和金剛石切削條硬度不同，有效提高鉆頭壽命和鉆進效率。        主權利要求：1.一種堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭，是由剛體(1)和孕鑲塊切削刀翼(2)組成，其特征是：所述孕鑲塊切削刀翼(2)固定設置在剛體(1)的端面上，數量為復數個，在任意相鄰兩個孕鑲塊切削刀翼(2)之間設置有扇形水口(4)，孕鑲塊切削刀翼(2)由胎體和孕鑲在胎體上的金剛石顆粒構成，其中金剛石顆粒含量的體積百分比為20％，粒度為35目～40目，所述孕鑲塊切削刀翼(2)的唇面具有坡度，且唇面上設有波紋形溝槽，在所述孕鑲塊切削刀翼(2)切削端鑲嵌一層金剛石切削條(3)，金剛石切削條(3)呈負切削角布置在孕鑲塊切削刀翼(2)上，金剛石切削條(3)的切削方向與鉆頭軸線成5°～30°夾角，金剛石切削條(3)為PCD金剛石切削條或CVD金剛石切削條。
       2.根據權利要求1所述的一種堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭，其特征是：所述孕鑲塊切削刀翼(2)的唇面形狀為直線段與圓弧線段結合組成的形狀，其中直線段與圓弧線段相切，直線段與鉆頭軸線成60°～85°夾角，圓弧線段的半徑大于孕鑲塊切削刀翼(2)沿鉆頭徑向的厚度。
       3.根據權利要求1所述的一種堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭，其特征是：所述孕鑲塊切削刀翼(2)的唇面形狀呈弧形，且弧形的曲率半徑大于孕鑲塊切削刀翼(2)沿鉆頭徑向的厚度。
       4.根據權利要求1所述的一種堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭，其特征是：所述金剛石切削條(3)為金剛石切削鋸片，且金剛石切削鋸片呈前后依序錯位排列布置。
       5.根據權利要求1所述的一種堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭，其特征是：所述金剛石切削條(3)呈柱狀結構，均勻排列在孕鑲塊切削刀翼(2)上，金剛石切削條(3)的橫截面呈圓形、長方形或菱形。
       6.根據權利要求1所述的一種堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭，其特征是：所述扇形水口(4)的圓心角為5°～30°。
       7.根據權利要求1所述的一種堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭，其特征在于：所述扇形水口(4)上設有溝槽。
       8.一種制備權利要求1所述的堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭的方法，其特征是：包括以下步驟，步驟一、將石墨模具置于操作臺上，按照設計要求在石墨模具內布設金剛石切削條(3)；步驟二、金剛石切削條(3)布設完成后，將含金剛石顆粒的胎體材料裝入石墨模具中，之后放入剛體(1)，其中金剛石顆粒含量的體積百分比為20％，粒度為35目～40目；步驟三、將裝有含金剛石顆粒的胎體材料的石墨模具置于中頻感應爐內，采用無壓浸漬法燒結含金剛石顆粒的胎體材料，以120℃/min的升溫速度升至1020℃，保溫10min后放入保溫砂中冷卻24h，除去石墨模具后加工成型。
       9.根據權利要求8所述的制備堅硬打滑地層金剛石復合鉆頭的方法，其特征是：步驟二中所述的胎體材料是由下述質量百分比的組分構成：碳化鎢WC粉：50％，硬質合金YG6粉：18％，鎳Ni粉：5％，錳Mn粉：3％，鈷Co粉：2％，錫青銅ZQSN6-6-3粉：22％。