硬質合金鉆頭結構要素主要包括：鉆頭俸、硬合金切削具的數(shù)目、排列形式、出刃規(guī)格、鑲焊角度、刃尖角、水口水槽的形狀及尺寸等。

      (一)鉆頭俸

      鉆頭體是鑲嵌切削具的基體，它是用Dz-4D、Dz-50，Dz-55鋼級制造或用舊鋼粒鉆頭車制而成的。鉆頭體的壁厚應在保證本身強度、剛度(不發(fā)生變形)和鑲嵌切削具的強度的基礎上，盡量減少破碎巖石的環(huán)狀斷面，以提高鉆進效率，降低功率的消耗。為了減少鉆進時沖洗液循環(huán)的阻力，減少巖心堵塞和便于卡取巖心，鉆頭體上端的內壁要有一個內圓錐度口。一般鉆頭直徑小于110毫米時，采用3°25＇的錐度，鉆頭直徑大干130毫米時，采用1°47＇28＇的錐度。鉆頭體的結構見圖11-4。

      (二)鉆頭上切削具數(shù)目的確定

      往確定鉆頭上切削具數(shù)目時應考慮下列因素，

      1.鉆頭的直徑和巖層的性質，根據破碎的環(huán)狀面積確定足夠數(shù)量的切削具來負擔破碎巖石；

      2.確定切削具數(shù)目時，應考慮鉆頭體所容許的水口數(shù)目，以保證每個切削具有良好沖洗和冷卻條件；

      3.對研磨性高的巖石，要適當增多切削具數(shù)目，以保證每個切削具的體積磨損不致過大；

      4.在保證每個切削具所需壓力的情況下，在一定范圍內，增加切削具數(shù)目就等于增加同時工作的切削量，可以提高鉆速。

      確定鉆頭上切削具數(shù)目時可參考表12-3。
      (三)切削具的排列及出刃

      切削具排列及出刃應滿足下列要求；

      1.切削具的排列形式與出刃應對稱，保證鉆頭工作平穩(wěn)；

      2.切削具的排列應布滿鉆頭底工作面的寬度；

      3.應使每個切削具工作時受力均勻，磨損均勻；

      4.應使每個切削具分別破碎巖石，創(chuàng)造自由面，提高鉆進效率，延長鉆頭使用壽命，

      5.切削具間隔應保持一定的距離，有利于排除巖粉，易千修磨，充分發(fā)揮鉆頭和切削具的效能。

      在實際生產中，為適應各種不同地層鉆進的需要，切削具在鉆頭上的排列形式很多，歸納起來，大體可分三種形式，即單環(huán)排列、多環(huán)排列(包括I雙環(huán)排列、三環(huán)排列、四環(huán)排列)。和密集式排列。如圖11-5。
      單環(huán)排列。采用大規(guī)格切削具時，由于本身強度大，可作單環(huán)排列，此種形式適用于研磨性小的軟巖層。

      多環(huán)排列，采用小斷面切削具時，必須采用多環(huán)排列。整個孔底工作面寬度是按同心圓方式分區(qū)破碎的，每個切削具只破碎一條環(huán)形孔底巖石，這就減輕了切削具所承擔的負荷，因而可增加切削具的壽命。此種排列形式多用于研磨性不大、中等硬度巖層。

      密集排列。將鉆頭上的切削具分成幾組，每組切削具密集排列，以達到相互支撐和補強，減少切削具崩刃。此種排列形式適，用予研磨性大、堅硬或節(jié)理裂隙發(fā)育的巖層。
      鉆頭的出刃包括：底出刃、內出刃、外出刃。

      底出刃是鉆頭破碎巖石的主要要素。有目的地調正備環(huán)排列的切刖具底出刃，可以階梯式的形式破碎孔底巖石，如圖11-6。可增加破碎巖石的自由面，降低破碎巖石時的阻力，延長切削具工作的時間，達到提高鉆進效率的目的。超前掏槽破碎巖石的切削具是在受限制條件下工作的，受力最大且易崩刃和磨損，故掏槽切削具應安放在內環(huán)或中環(huán)為宜。
      內、外出刃；是用來保持鉆頭與巖心、孔璧的環(huán)狀閭隙，保證沖洗液流通。應指出；外刃在工作時的線速度最大，行程也長，易磨損甚至崩落，適當增加外刃的切削具數(shù)，可以起劉補強保徑的作用，減少鉆頭的經向磨損，保證孔徑一致，減輕鉆頭的掃孔工作量。

      鉆頭上切削具出刃的大小，應根據巖石的性質來決定。對松軟的、塑性大的、遇水膨脹的巖石、出刃應適當大些，以增大切入巖石深度和流通沖洗液，為了防止縮徑、泥包和巖心膨脹而造成的蹩水現(xiàn)象，常采用在鉆頭體底端的側部加焊肋骨片或將鉆頭體底端內外相聞掰口，以增大鉆頭與巖心和孔壁的間隙，保證沖洗液流通。對硬巖石、研磨性強的巖石、帶有角礫軟硬不均的巖石、節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石，為了減少酒轉阻力和彎曲力矩，避免切削具崩刃，應減小出刃。在不同地層鉆進時。鉆頭切削具出刃可參考表11-4。
      (四)刃尖角和鑲焊角

      鉆頭體上切削具的各種角度和它們之間的關系見圖11-7。
      刃尖角。指切削具前刃面與后刃面之間的夾角，常用β表示；

      后角，指切削具后刃面與巖石工作面之間夾角，常用θ表示；

      前角。指切削具前刃面與巖石工作面的垂直線之間的夾角，常用巾表示，

      鑲焊角(也叫切削角)t指切削具前刃面與巖石工作平面之間的夾角，亦即刃尖角與后角之和，常用a表示。

      由圖11-7上的關系知；

      前角+刃尖角+后角=90。

      鉆頭體上切削具各種角度的大小，對鉆進時切削具切入巖石的阻力、切削具運動的阻力，對巖粉的排除，切削具的強度，切削具磨損后與巖石接觸面的變化等有著直接關系，而這些關系又直接影響著鉆進速度和鉆頭壽命。根據巖石的物理機械性質正確地確定切削具各種角度的大小，對提高鉆速和鉆頭壽命是極為重要的。

      刃尖角越小，越有利于切入巖石，但也容易磨損和崩刃。在較軟的均質巖石和中等硬度的巖石中，刃尖角一般采用45～60°，在硬的均質巖石中，一般為60～70°，在非均質的有裂隙的巖石中，一般為80°。

      前角越大，越有利于排粉。后角越大，切削具與巖石的摩擦越小。后角受刃尖角和前角的限制，后角增大，刃尖角就要減鐮小，影響切削具的強度和耐磨性。所以根據巖性改變鑲焊角度，可以改善切削具的工作條件。

      切削具在鉆頭體上的鑲焊角度有三種形式；正前角斜鑲，直鑲、負前角斜鑲如圖11-8。

      正前角斜鑲時，一般正前角為5～13°，此種鑲法切削巖石的阻力較小，排粉容易，但切削具刃尖角切入巖石時與巖石接觸斷面大，所需壓力大，故不適予鉆進堅硬的巖石。負前角斜鑲時，一般負前角為10～15°，此種鑲法在鉆進過程中能保持切削具有最大的刃尖角，適于鉆進堅硬的有裂隙的巖石。一般地層都使用直鑲法。

      在不同的巖石中鉆進所需的刃尖角和鑲焊角可參考表11-5。
      (五)水口及水槽
      鉆頭體上的水日、水槽主要是使沖洗液暢通，充分冷卻鉆頭和攜帶巖粉。鉆頭水口形狀和大小應根據所鉆進巖層性質，鉆頭結構形式、沖洗液種類的不同來考慮。水口面積的總和，一般應大于鉆頭與巖心之間或鉆頭與孔壁之間環(huán)狀斷面的面積，以減少沖洗液循環(huán)的阻力。如果巖石較軟，顆粒粗糙，鉆進時巖粉多，剮水口相應大些。一般水日高為10～15毫米。水口數(shù)目應根據切削具排列來確定。水日的形狀有三角形、梯形、矩形、弧形等。水口的位置應盡可能靠近切削具前棱面，使沖洗液的流動中心靠.近前棱。

      水槽是為了增大鉆頭與巖心或鉆頭與孔壁之間過水斷面的面積，以減少水流阻力而開的。水槽開在水口上方鉆頭體的外側壁上。三角形水口和弧形水口的水槽，多開成頹鉆頭遇轉方向，傾斜60～80°的矩形或三角形水槽。矩形知梯形水口的水槽多直立開。矩形水槽的深度為2～3毫米，寬5毫米。三角形水槽深度為1.5毫米，寬為10"～15毫米。鉆頭的水口與水槽見圖11-9。