硬质合金钻头的结构，对钻进效率、使用寿命、钻进规程的确定及操作技术都有一定的影响。因此，注意钻头结构的研究和改进，是提高硬质合金钻进技术的重要方面。

      硬质合金钻头的结构包括钻头的口径、水槽和水日、出刃、合金型号、数目及其排列形式、镶焊角度等。

      1.空白钻头
      空白钻头是由35号或45号钢的无缝钢管车制的。为了减少钻进时岩心堵塞，减少冲洗液循环的阻力和便予卡取岩心，空白钻头内壁要有一个内圆锥度。一般钻头直径小于110毫米时，采用3°25＇的锥度；钻头直径大于130毫米时，采用1°47＇的锥度。空白钻头的规格见图6-5。
      2.水口和水槽
      合金钻头的水口、水槽见图6-6。水口2和水槽4的作用是保证冲洗液畅通，充分冷却钻头和冲洗岩粉。钻头水口形状和大小应根据所钻进岩层岩性、钻头结构形式、冲洗液种类的不同来考虑。钻头水口面积的总和，一般应大干钻头与岩心之间或者钻头与孔壁之间环状断面的面积。如果岩石较软，塑性不大，颗粒粗糙，钻进时岩粉多，则水口相应大些。一般水口高度为8-15毫米，软岩层可增至20毫米。水口数目根据钻头合金排列来确定，为3个、4个、6个不等。从形状上看，水口有三角形、圆弧形、梯形、矩形等(图6-7)。
     合金钻头外出刃一般较小。为了补救环状间隙的不足，在水口上方再开出水槽。水槽断面也有矩形和三角形两种。矩形水槽深度2～3毫米，宽5毫米。三角形深度为1.5毫米，宽度为10～15毫米。水槽方向以顺水流方向为宜，一般倾斜角度为60°～80°，矩形水口与梯形水口的水槽直立的较多。

     3.切削具的排列及出刃
     切削具的排列及出刃应满足如下的要求：

     (1)切削具的排列形式与出刃应对称，保证钻头工作平稳。

     (2)应使每颗切削具工作时受力均匀，磨损均匀。

     (3)应使每颗切削具分别破碎岩石，创造自由面，提高钻进效率，延长使用寿命。

     (4)切削具间隔保持一定的距离，有利于排除岩粉，易于修磨，充分发挥钻头和切削具的效能。

     在实际生产中，为适应各种不同地层钻进的需要，叨削具在钻头上的排列形式很多。归结起来，大体分三种排列形式，即单圈排列、多圈排列与密集排列三种(图6-8)。
      单圈排列钻头适用于研磨性小的软岩石，所需切削具数目少；多圈排列钻头适应研磨性不大、中等硬度的岩石，密集式排列钻头适应研磨性大、坚硬或节理裂隙发育的岩石，所需切削具数目也较多。钻头口径越大，所需切削具数日也越多。

      合金钻头的出刃包括底出刃、内出刃和外出刃。底出刃是钻头破碎岩石的主要部分。由于底出刃的变化，可以使孔底产生不同的阶梯断面(图6-9)，增加破碎岩石的自由面，降低破碎岩石时的阻力，延长合金工作时间，达到提高钻进效率的目的。内、外出刃用以保持钻头与岩心、孔壁之间的环状间隙，使冲洗液流通。若适当增加外出刃的合金数，还可以起到补强的作用，使合金钻头直径不致因磨损而过分减小，保证孔径一致，减少下入新钻头的扩孔工作。
      钻头合金出刃的大小，主要根据岩石的性质来决定。对于松软的、塑性大的、遇水膨胀的岩石，出刃应大些。为了防止缩径、泥包和岩心膨胀而造成的蹩水现象，也常常采用肋骨式钻头。对于中等硬度、摩擦性强的、有裂隙的岩石，出刃应小些。

     一般常用的出刃规格及不同口径钻头所需合金数目可参考表6-6和表6-7。
     4.刃尖角和镶嵌角度(图6-10)
     β角为每颗合金磨锐的角度，叫刃尖角。刃尖角越小，越有利于切人岩石，但也越容易磨损。在较软的均质岩石中钻进时，刃尖角一般为45°～60°，在中等硬度的特别是非均质有裂隙的岩石中钻进时，刃尖角应当大些，一般为60°～80°，以提高合金的强度和耐磨性。
     φ角叫前角。前角越大，越有利于排除岩粉。θ角叫后角。后角越大，合金与岩石的摩擦越小。后角受刃尖角与前角的限制，后角过分地大，刃尖角必然要小，合金强度和耐磨程度降低。所以，根据岩性改变镶嵌角度，可以改善合金的工作条件。

     α角为镶嵌角(也叫切削角)。镶嵌角度有三种镶嵌形式：正前角斜镶、直镶、负前角斜镶(图6-11)。
      正前角斜镶时，一般正前角为5°～13°。此种镶法有助于岩粉的排除，切削岩石的阻力较小，但合金刃尖角切入岩石时与岩石相接触的断面较大，所需钻压大，因此不适于钻进完整坚硬的岩石。负前角斜镶时，一般负前角为10°～15°。此种镶法在钻进过程中能保持切削具有最大的刃尖角，适合钻进较硬的、研磨性大的、有裂隙的岩石。总之，不同岩性需要采用不同的刃尖角与镶嵌角(表6-8)。
      5.几种新的硬质合金钻头
      我国广大钻探工人和技术人员，认真贯彻“鞍钢宪法”，在大搞技术革新、技术革命的群众运动中，创造出许多钻进效率高、使用寿命长、经济效果好的硬质合金钻头。下面简要地介绍几种。

      (1)阶梯式肋骨钻头
      此钻头镶小八角合金。肋骨片较厚，水口宽大，刻取岩石时孔底呈阶梯状(图6-12)。
      此种钻头可钻进3-5级岩层，如页岩、砂页岩和胶结不牢的砂岩等。

      (2)单双粒钻头
      此钻头镶小八角合金(图6-13)，适于钻进研磨性4～5级及部分6级的铁质、钙质砂岩。煤田软硬互层时，钻进效果更好。
      (3)普通式钻头
      镶5×5×13方柱状合金，也可采用小八角合金，钻头构造如图6-14。此种钻头广泛用于2～5级岩石，如均质大理岩、石灰岩，较酥松软的砂岩、页岩等。
      (4)品字形钻头
      合金排列成品字形。中间为小八角合金，底出刃较大，起掏槽作用，两边的方柱状合金起扩大自由面作用(图6-15)。适用于4～6级中硬岩层，如灰岩、大理岩等。
      (5)负前角阶梯式钻头
      采用方柱状合金。合金与钻头圆周对角排列，并呈10°～15°负前角斜镶。合金底出刃呈三级阶梯。钻进效率高，不易崩刃(图6-16)。
      此种钻头适于钻进5～7级及部分8级中等硬度岩石，特别适合具有研磨性、非均质的岩石，如辉长岩、玄武岩、砂岩、风化的辉绿岩、闪长岩、矽嘎岩、硅化的页岩和石灰岩等。

      (6)螺旋式肋骨钻头
      此型钻头采用K572型号合金。钻头外侧有三块与钻头底唇水平面呈45°角的螺旋肋骨，使冲洗液成螺旋状上升，保证孔底清洁，减少孔底阻力，从而提高钻进速度。适用于2～4级较软地层、覆盖层、粘土层、风化砂岩及铝土页岩等(图6-17)。
      (7)三翼阶梯式钻头
      在地层情况已掌握较准的孔段采用不取心钻进，可大幅度提高回次长度和钻进效率，此型钻头即是不采取岩心钻进用的不取心钻头(图6-18)。
      钻头本体用旧钢粒钻头制成，翼片用钢板制成阶梯形，镶焊K413(或K573)型合金。适用于3-4级页岩及部分5级砂页岩，石灰岩等岩层。