1.取芯式硬合金鉆頭

      根據(jù)鉆進(jìn)性質(zhì)和使用范圍的不同，可分為磨銳式鉆頭和自磨式鉆頭兩大類。

      磨銳式硬合金鉆頭是鉆頭磨鈍后可修磨銳利的鉆頭。這種鉆頭只適應(yīng)于研磨性小的軟及中硬巖石。

      為了克服磨銳式鉆頭在鉆進(jìn)中不斷被磨鈍的問題，選用小斷面切削刃(薄片或小圓柱)，使在鉆進(jìn)中切削刃磨損后與巖石接觸面積保持不變，即不會(huì)變鈍，稱為自磨式鉆頭。但這種切削具因斷面較小而抗折斷能力較差。為此需要用鋼片或其他易磨金屬把切削具支撐或包裹起來以增強(qiáng)其抗彎能力。這種鉆頭在鉆進(jìn)過程中，隨著切削具被磨損，支撐金屬先于切削具被磨掉。從而使切削具經(jīng)常出露。這種鉆頭鉆進(jìn)的特點(diǎn)是鉆速基本保持不變。

      2.磨銳式硬合金鉆頭

     (1)松軟及中軟巖層所用的鉆頭。

     1)肋骨式鉆頭。該類鉆頭主要用于鉆進(jìn)遇水膨脹、黏性較大的軟巖。依鉆頭結(jié)構(gòu)不同，分為螺旋肋骨鉆頭和階梯式肋骨鉆頭。

      a.螺旋肋骨鉆頭。采用T105型或T107型硬合金切削具鑲焊而成。鉆頭外面有3塊與鉆頭底唇面呈45°的螺旋，如圖1-6-1所示?；剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，流通載面大，可使孔底干凈·從而提高鉆進(jìn)效率。
     螺旋肋骨鉆頭適用于鉆進(jìn)2～5級(jí)較軟的巖層．覆蓋層，黏土層，風(fēng)化砂巖及鋁土頁巖等。螺旋肋骨鉆頭的規(guī)格尺寸見表1-6-2。
     b.階梯肋骨鉆頭。該類鉆頭是用T105型硬合金切削具鑲焊而成的，如圖1-6-2所示。該類鉆頭的特點(diǎn)是肋骨片較厚，水口寬，鉆進(jìn)時(shí)孔底呈階梯狀?？摄@進(jìn)3～5級(jí)巖層，如頁巖、砂頁巖和膠結(jié)不緊密的砂巖等。
     階梯肋骨鉆頭的規(guī)格尺寸見表1-6-3。
     2)薄片硬合金鉆頭。該類鉆頭主要用以鉆進(jìn)黏結(jié)性較小的軟巖。鉆頭的特點(diǎn)是：底出刃較大，內(nèi)、外出刃一般也較大，以保證有較大的間隙沖洗巖屑。切削刃尖銳鋒利，多采用有掏槽刃的結(jié)構(gòu)。

      薄片硬合金鉆頭如圖1-6-3所示，圖(a)為菱形薄片鉆頭，出刃較大，掏槽刃更為超前；圖(b)為斜角薄片鉆頭，其掏槽切削具順圓周鑲焊，它比橫鑲的菱形薄片鉆頭的掏槽刃有較大的抗彎能力。菱形薄片鉆頭與斜角薄片鉆頭相比，更適合于鉆偏軟的地層。
    (2)中硬及較硬巖層用的鉆頭。在該類巖層中鉆進(jìn)的特點(diǎn)是：巖石的壓人硬度較大。為了保證切削具切人巖石，需有大的軸向壓力，因此要求切削具有承受較大的抗彎能力；切削具切入深度較小，鉆速相對(duì)較低，所以單位時(shí)間產(chǎn)生的巖粉量也較軟巖要少；同時(shí)一般巖石脆性較大、黏性小，排粉問題不很突出。因此，在這類巖層中鉆進(jìn)，主要的問題是碎巖和磨損。故切削具的排列應(yīng)創(chuàng)造條件，有利于碎巖，有利于硬合金抗磨。

      這類巖層在地質(zhì)勘探鉆進(jìn)中所占的比例較大，鉆頭的種類也多。按切削具在鉆頭上排列的特點(diǎn)，分為分環(huán)式和掏槽式兩大類。

      1)分環(huán)式。其特點(diǎn)是將孔底環(huán)狀面分為數(shù)環(huán)進(jìn)行分別破碎。按鉆頭結(jié)構(gòu)不同，其典型的鉆頭如下。

      a.內(nèi)外鑲硬合金鉆頭。圖1-6-4所示為內(nèi)外鑲硬合金鉆頭。鉆頭上鑲有T105型硬質(zhì)合金，在較硬的巖層也可鑲T110型硬質(zhì)合金。內(nèi)外出刃一般為1～2mm，底出刃為2～3mm。切削具可斜鑲也可直鑲，孔底形成二環(huán)階梯。這類鉆頭適用于3～5級(jí)巖層，如均質(zhì)石灰?guī)r、大理石、較松散的砂巖和頁巖等。
     b.大八角硬合金鉆頭。圖1-6-5所示為大八角硬合金鉆頭。鉆頭壁厚10mm，鑲焊T110硬質(zhì)合金，可斜鑲也可直鑲。用以鉆進(jìn)5～7級(jí)和部分8級(jí)不均質(zhì)巖層。如長興灰?guī)r、石豐化灰?guī)r、凝灰?guī)r等。
      C.扭方柱硬合金鉆頭。把方柱硬合金切削具扭轉(zhuǎn)45。鑲焊，有利于碎巖和排粉，特別是負(fù)斜鑲后，接觸巖石的面積減小，抗彎性能增強(qiáng)。

      圖1-6-6所示為一扭方柱硬合金鉆頭，也稱“負(fù)前角階梯鉆頭”。該鉆頭鑲焊T105型硬合金切削具。方柱切削具扭轉(zhuǎn)45%分內(nèi)、中、外3環(huán)分布。并把切削具鑲成10°～15°負(fù)前角斜鑲。3環(huán)的底出刃不同，成階梯狀。這種鉆頭的特點(diǎn)是能承受較大的軸向壓力,不易崩刃，但鑲焊較難。扭方柱硬合金鉆頭可鉆進(jìn)5～7級(jí)及部分8級(jí)中硬巖層。特別適用于鉆進(jìn)研磨性大、均勻性差的巖層。如輝長巖、玄武巖、砂巖、風(fēng)化的輝綠巖、閃長巖、石豐化的頁巖和石灰?guī)r等。
      2)掏槽式。一般用中環(huán)切刃掏槽，再用內(nèi)、外切刃擴(kuò)槽。采用掏槽方式更有利于碎巖，特別是在較硬的巖層中有好的效果。其代表性的鉆頭如下。

      a.單雙粒硬合金鉆頭(圖1-6-7)。鉆頭上鑲焊T105型硬合金切削具，單粒掏槽，雙粒擴(kuò)槽。該鉆頭鉆進(jìn)研磨性的4～5級(jí)及部分6級(jí)鐵質(zhì)及鈣質(zhì)砂巖，效果較好。鉆進(jìn)軟硬互層，可獲得更好的效果。
     b.品字形硬合金鉆頭(圖1-6-8)。把3顆硬合金切削具焊成組呈品字形，中間鑲焊T105型硬合金切削具掏槽；兩邊鑲焊T107型硬合金切削具擴(kuò)槽。該鉆頭可鉆進(jìn)4～6級(jí)中硬巖層，如石灰?guī)r、大理巖等。切削具可斜鑲也可直鑲。
    C.三八式硬合金鉆頭(圖1-6-9)。該鉆頭用小、中、大八角柱狀硬質(zhì)合金切削具順序排成一組。形成連續(xù)掏槽、擴(kuò)槽的碎巖作用，切削刃較耐磨6該鉆頭適用于鉆進(jìn)5～7級(jí)多裂隙的地層。
    d.破擴(kuò)式硬合金鉆頭。圖1-6-10所示為“2345”破擴(kuò)式硬合金鉆頭(以出刃值命名)。鉆頭上鑲焊有經(jīng)過修磨的八角柱狀硬合金切削具，每3顆成一組。前面硬合金切削具的刃尖呈順周邊的一字形，底出刃最大，起掏槽作用；中問的硬合金切削具鑲焊在靠外側(cè)，起擴(kuò)槽作用；后面的硬合金切削具是橫鑲的，兩端都有刃，起保徑(擴(kuò)徑)作用。3顆硬合金切削具的出刃，由后向前分別為2、3、4、5mm。該鉆頭適用于鉆進(jìn)4～5級(jí)大理巖、砂礫巖、礫巖等巖層。
    有時(shí)將鉆頭中的前一顆硬合金切削具去掉，用以鉆進(jìn)2～4級(jí)泥質(zhì)細(xì)砂巖地層。這種鉆頭稱為“2 3 4”型鉆頭。

    e.小切削具硬合金鉆頭(圖1-6-11)。這種鉆頭采用3mm×3mm小斷面方柱硬合金切削具。把孔底環(huán)狀面分為4環(huán)。由兩個(gè)主切削具分別在中問掏槽，兩個(gè)副切削具分別在內(nèi)、外擴(kuò)槽，4個(gè)切削具構(gòu)成一組。這種鉆頭用于鉆進(jìn)5～6級(jí)的中硬巖層，如灰?guī)r、泥質(zhì)板巖等。
     這種鉆頭的特點(diǎn)是一個(gè)鉆頭上的切削具數(shù)目較多。如圖1-6-11所示的鉆頭上鑲有6組切削具共24顆硬合金，具有小刃多刀的特點(diǎn)。

      3.自磨式硬合金鉆頭

      自磨式硬合金鉆頭主要用于鉆進(jìn)硬而研磨性大的可鉆性5～8級(jí)及部分9級(jí)巖石。自磨式鉆頭的切削具由硬質(zhì)合金和支撐體兩部分組成。硬合金切削具有針狀合金、薄片合金和碎合金粒等：支撐體采用軟鋼片和軟鋼柱或粉末冶金等作胎塊。

      (1)針狀硬合金鉆頭。

      1)胎塊式針狀硬合金鉆頭。針狀硬合金胎塊見圖1-6-12，胎塊式針狀硬合金鉆頭見圖1-6-13。

      2)鋼柱式針狀硬合金鉆頭。這種鉆頭與上述胎塊式針狀硬合金鉆頭的不同之處是用φ2mm×10mm的針狀硬合金嵌在φ6～φ9mm的軟鋼柱中。針狀硬合金是破碎巖石的硬支點(diǎn)．軟鋼柱是支撐體。在一個(gè)軟鋼柱中嵌有兩根針狀硬合金，在另一軟鋼柱中嵌有3根針狀硬合金，這兩個(gè)鋼柱體構(gòu)成一組，完成9mm寬的孔底環(huán)槽的碎巖工作。鋼柱式針狀硬合金鉆頭如圖1-6-14所示。
     
      這種鉆頭可有效地鉆進(jìn)5～8級(jí)巖層。
      (2)薄片硬合金鉆頭。圖1-6-15所示為單雙柱薄片硬合金鉆頭。這種鉆頭比普通硬合金鉆頭在鉆進(jìn)5～7級(jí)研磨性打的巖層時(shí)，具有較大的優(yōu)越性。