專利名稱：鋼體式孕鑲金剛石鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉆探工具領(lǐng)域，特別適用于石油、地質(zhì)鉆井配套使用的鉆頭。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的胎體式孕鑲金剛石鉆頭在難鉆地層中具有機(jī)械鉆速較快、進(jìn)尺較高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用得越來越廣泛。因胎體式孕鑲金剛石鉆頭一般采用整體燒結(jié)制造工藝，鉆頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以研制大尺寸鉆頭和用熱壓成型工藝來提高鉆頭質(zhì)量。鉆頭成本高，更新?lián)Q代慢，進(jìn)一步提高質(zhì)量受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種具有整體強(qiáng)度高，可研制大尺寸、長(zhǎng)刀翼、深排屑槽、高孕鑲體和成本低的鋼體式孕鑲金剛石鉆頭。其技術(shù)方案包括鋼體式孕鑲金剛石鉆頭，包括接頭、鉆頭體和孕鑲體，鉆頭體為鋼體式鉆頭體，鉆頭體冠部設(shè)有刀翼、流道和噴嘴，孕鑲體分布在刀翼冠部。孕鑲體為圓柱形、橢圓柱形、楔柱形、棱柱形、圓臺(tái)形、圓片形的一種或幾種組合；孕鑲體內(nèi)裝有切削材料，孕鑲體中的切削材料為天然金剛石、熱穩(wěn)定人造聚晶金剛石(TSP)或人造金剛石顆粒。噴嘴呈爪形、圓形、橢圓形或矩形結(jié)構(gòu)的一種或幾種組合。本發(fā)明胎體式孕鑲金剛石鉆頭相比具有以下優(yōu)點(diǎn)①鋼體式鉆頭體的整體強(qiáng)度高，可研制大尺寸鋼體式孕鑲金剛石鉆頭，可設(shè)計(jì)長(zhǎng)刀翼、深排屑槽以增強(qiáng)鉆頭的清洗和冷卻，可增加孕鑲體高度以提高進(jìn)尺；②孕鑲體可以利用熱壓燒結(jié)工藝制造，質(zhì)量更好，以提高進(jìn)尺；③鋼體式鉆頭體的耐磨性較差，有利于孕鑲體的出露、提高機(jī)械鉆速，且表面強(qiáng)化后完全能滿足耐沖蝕要求；④鋼體式鉆頭體與孕鑲體形成分體式結(jié)構(gòu)，有利于形成產(chǎn)業(yè)群，可以加快研發(fā)速度和更新?lián)Q代速度孕鑲體可以逐漸定型成系列件或標(biāo)準(zhǔn)件，實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，可以降低成本；⑥鋼體比胎體成本低得多，可以大幅降低鉆頭成本。


圖I鋼體式孕鑲金剛石鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.孕鑲體，2.鉆頭體，3.接頭，4.刀翼，5.流道，6.噴嘴，7.切削材料。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖I所示的鋼體式孕鑲金剛石鉆頭由孕鑲體I、鉆頭體2和接頭3組成。鉆頭體2為鋼體式鉆頭體，鉆頭體2上加工有刀翼4、流道5和噴嘴6。孕鑲體I中孕鑲有切削材料7，孕鑲體I有規(guī)律地布置在鉆頭體2的刀翼4上且露出鉆頭體2，孕鑲體I通過低溫釬焊或過盈鑲裝到鉆頭體2的刀翼4上，鉆頭體2通過表面強(qiáng)化提高耐沖蝕性能，鉆頭體2與接頭3整體連接。孕鑲體I為圓柱形、橢圓柱形、楔柱形、棱柱形、圓臺(tái)形和/或圓片形，孕鑲體I中的切削材料7為天然金剛石、熱穩(wěn)定人造聚晶金剛石(TSP)、或人造金剛石顆粒，噴嘴4為爪形噴嘴、圓形噴嘴、橢圓形噴嘴或矩形噴嘴。本實(shí)施例經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用證實(shí)，鋼體式孕鑲金剛石鉆頭的孕鑲體I和其中的切削材料7具有剪切破碎和犁削巖石的雙重破巖作用，有利于提高機(jī)械鉆速。鋼體式的鉆頭體2的整體強(qiáng)度高、韌性好，其上的長(zhǎng)刀翼4可鑲裝更長(zhǎng)的孕鑲體I以提高進(jìn)尺；噴嘴6和深流道5增強(qiáng)了對(duì)孕鑲體I和切削材料7的清洗和冷卻，保持孕鑲體I的良好工作狀態(tài)，有利于提高機(jī)械鉆速和進(jìn)尺；由于鉆頭體其本身的耐磨性較差，有利于孕鑲體I的出露，進(jìn)而提高機(jī)械鉆速；通過表面強(qiáng)化，有較好的耐沖蝕性能，保持孕鑲體I安裝牢固。孕鑲體I可用熱壓燒結(jié)工藝制造，質(zhì)量更好，可進(jìn)一步提高機(jī)械鉆速和進(jìn)尺。
權(quán)利要求
1.鋼體式孕鑲金剛石鉆頭，包括接頭(3)、鉆頭體(2)和孕鑲體(I)，其特征是鉆頭體(2)為鋼體式鉆頭體，鉆頭體(2)冠部設(shè)有刀翼(4)、流道(5)和噴嘴(6)，孕鑲體(I)分布在刀翼⑷冠部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼體式孕鑲金剛石鉆頭，其特征是孕鑲體(I)為圓柱形、橢圓柱形、楔柱形、棱柱形、圓臺(tái)形、圓片形的一種或幾種組合；孕鑲體(I)內(nèi)裝有切削材料(7) ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋼體式孕鑲金剛石鉆頭，其特征是噴嘴(6)呈爪形、圓形、橢圓形、矩形結(jié)構(gòu)的一種或者幾種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼體式孕鑲金剛石鉆頭，其特征是孕鑲體(I)中的切削材料(7)為天然金剛石、熱穩(wěn)定人造聚晶金剛石或人造金剛石顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉆探工具領(lǐng)域中的一種鋼體式孕鑲金剛石鉆頭。由孕鑲體、鉆頭體和接頭組成，鉆頭體為鋼體式鉆頭體，在鋼體式鉆頭體上加工有刀翼、噴嘴和流道，孕鑲體安裝在刀翼上且出露。其特點(diǎn)孕鑲體和切削材料具有剪切破碎和犁削雙重破巖作用。鋼體式鉆頭體整體強(qiáng)度高，有利于研制大尺寸鋼體式孕鑲金剛石鉆頭、設(shè)計(jì)長(zhǎng)刀翼、深排屑槽、增加孕鑲體高度；鋼體式鉆頭體耐磨性較差有利于孕鑲體出露，提高機(jī)械鉆速和進(jìn)尺；鋼體式鉆頭體比胎體成本低得多，可大幅降低鉆頭成本。孕鑲體可用熱壓燒結(jié)工藝制造，質(zhì)量更好，可提高進(jìn)尺；可通過系列化降低成本。孕鑲體與鋼體式鉆頭體分體式結(jié)構(gòu)有利于形成產(chǎn)業(yè)群、加快研發(fā)和更新?lián)Q代速度。
文檔編號(hào)E21B10/46GK102953686SQ20111025174
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者彭燁, 董明鍵, 關(guān)舒?zhèn)? 王明瑞, 田京燕, 陳曦, 徐玉超, 樊勝華, 周保國(guó), 王玉功, 張國(guó)慶 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院