鋼體式pdc鉆頭保徑金剛石復(fù)合片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鉆頭，尤其是石油天然氣開發(fā)鉆井用鉆頭的配件，屬于鉆頭制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002 ]目前，鋼體式roc (聚晶金剛石復(fù)合片)鉆頭在油田鉆井中的應(yīng)用越來越廣泛。鋼體式PDC鉆頭的本體通常由鍛鋼毛坯經(jīng)過數(shù)控加工而成，并繼而在其表面敷焊一層高強(qiáng)度的耐磨材料，以提升鉆頭應(yīng)對地層研磨和泥漿沖蝕的能力。但是這種敷焊材料的強(qiáng)度尤其是鉆頭保徑部位的敷焊層強(qiáng)度并不足以充分應(yīng)對井下復(fù)雜的工況。保徑塊的磨損會造成井眼的不規(guī)則，后續(xù)的井壁劃眼增加了鉆井工作量，提高了鉆井成本。因此，為了進(jìn)一步提高鉆頭的保徑強(qiáng)度，人們往往先在保徑塊表面敷焊一層耐磨材料，再在保徑塊表面預(yù)加工的齒孔內(nèi)釬焊強(qiáng)度更高的圓柱狀常規(guī)PDC復(fù)合片、孕鑲柱、硬質(zhì)合金柱等，其中以圓柱狀常規(guī)013.44mmPDC復(fù)合片應(yīng)用最為便捷和廣泛，從而實現(xiàn)F1DC復(fù)合片作為硬支點(diǎn)與耐磨敷焊材料共同保徑的功能。
[0003]鋼體式roc鉆頭具有良好的可修復(fù)性，使用后的鋼體式roc鉆頭即使冠部和保徑塊表面有一定程度的磨損和沖蝕，采用簡單的修復(fù)工藝即可以恢復(fù)鉆頭的使用性能。因此，隨著用量的增加和本身具有的良好的可修復(fù)性，鋼體式roc鉆頭的修復(fù)變得越來越廣泛。然而在修復(fù)過程中經(jīng)常遇到的一個難題是即使其保徑塊經(jīng)過加強(qiáng)，在使用過程中還是會出現(xiàn)磨損的情況，并且是保徑用的roc復(fù)合片往往會隨著保徑塊表面敷焊材料的磨損同時損壞，而很少出現(xiàn)roc復(fù)合片孤立突出于已磨損的保徑塊表面的情況，這就使得已損壞的roc復(fù)合片基體上沒有可供工具夾持并從齒孔內(nèi)取出的著力點(diǎn)。再加上新鉆頭生產(chǎn)過程中釬焊導(dǎo)致的熱變形以及殘留的焊渣所造成的阻力，使得與齒孔緊密貼合在一起的已損壞的PDC復(fù)合片更難被取出和更換。事實上，在鋼體式roc鉆頭修復(fù)保徑塊的過程中多數(shù)時候不得不放棄已損壞roc復(fù)合片的更換，從而使修復(fù)后鉆頭的保徑強(qiáng)度無法得到有效保障。
[0004]鋼體式PDC鉆頭通常在保徑塊內(nèi)鑲裝圓柱狀常規(guī)PDC復(fù)合片以增強(qiáng)鉆頭的保徑功能，但是這種用于加強(qiáng)保徑的常規(guī)復(fù)合片發(fā)生損壞后很難取出和更換。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述問題，本實用新型提供一種roc鉆頭保徑金剛石復(fù)合片。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:鋼體式PDC鉆頭保徑金剛石復(fù)合片，包括金剛石層和硬質(zhì)合金基座，金剛石層的上端面為球面，硬質(zhì)合金基座的柱面具有3?5°錐度，復(fù)合片的兩側(cè)設(shè)有夾持面。
[0007]本實用新型的有益效果是，一方面減少了修復(fù)后鉆頭磨保徑外圓的工作量，并降低了該過程中因進(jìn)給量過大造成保徑PDC復(fù)合片崩損的幾率；另一方面，又使得損壞后的PDC復(fù)合片很容易從保徑塊齒孔內(nèi)取出并更換，達(dá)到了使修復(fù)鉆頭與新鉆頭具有同等保徑強(qiáng)度的目的。更為重要的是并不需要對保徑塊表面預(yù)留齒孔的加工工藝和方法做出調(diào)整，不會增加加工預(yù)留齒孔的工作量和難度。降低了鋼體式roc鉆頭的修復(fù)難度，提高了修復(fù)鉆頭的保徑強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實用新型與鉆頭保徑塊安裝示意圖；
[0010]圖中零部件及編號:
[0011 ] I 一金剛石層，2—硬質(zhì)合金基座，3—復(fù)合片，4 一夾持面，5—裝卸槽，
[0012]6—齒孔，7—保徑塊。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0014]參見圖1、2，鋼體式roc鉆頭保徑金剛石復(fù)合片，包括金剛石層I和硬質(zhì)合金基座2，金剛石層I的上端面為球面，硬質(zhì)合金基座2的柱面具有3?5°錐度，復(fù)合片3的兩側(cè)設(shè)有夾持面4。
[0015]夾持面4是將復(fù)合片3沿徑向切除0.5?Imm厚度的弓形片而形成，夾持面4與齒孔7配合形成裝卸槽5。
[0016]金剛石層上端面為球面結(jié)構(gòu)，以減少鉆頭磨保徑外圓的工作量和該過程中因進(jìn)給量過大造成復(fù)合片崩損的幾率。同時為保證復(fù)合片3與井壁具有足夠的接觸面積，金剛石層I上端面的球面半徑應(yīng)結(jié)合常用的鉆頭外徑尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以圓柱狀<2 13.44mm復(fù)合片為例，球面半徑可取100mm。
[0017]硬質(zhì)合金基座2柱面具有3?5°的錐度，即便于將待更換復(fù)合片時從保徑塊齒孔內(nèi)取出，又不明顯增加釬焊料的用量;過大的錐度將因釬焊用料的增加導(dǎo)致加工成本上升。
[0018]復(fù)合片3的對應(yīng)兩側(cè)沿徑向切除0.5?Imm厚度的弓形片，并與保徑塊7表面的齒孔6配合形成裝卸槽5，當(dāng)要取出待更換的復(fù)合片時，薄而又具有足夠強(qiáng)度的夾持工具在齒孔6內(nèi)的焊劑預(yù)熱熔化后，由復(fù)合片3兩側(cè)的裝卸槽5深入齒孔6，將損壞的復(fù)合片取出。
[0019]還可以將這種結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用于其它材料結(jié)構(gòu)的保徑用元件中，如孕鑲柱、硬質(zhì)合金柱等。
【主權(quán)項】
1.一種鋼體式roc鉆頭保徑金剛石復(fù)合片，包括金剛石層(I)和硬質(zhì)合金基座(2)，其特征在于，金剛石層(I)的上端面為球面，硬質(zhì)合金基座(2)的柱面具有3?5°錐度，復(fù)合片(3)的兩側(cè)設(shè)有夾持面(4)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋼體式PDC鉆頭保徑金剛石復(fù)合片，屬于鉆頭制造技術(shù)領(lǐng)域。它包括金剛石層和硬質(zhì)合金基座，金剛石層的上端面為球面，硬質(zhì)合金基座的柱面具有3～5°錐度，復(fù)合片的兩側(cè)設(shè)有夾持面。本實用新型一方面減少了修復(fù)后鉆頭磨保徑外圓的工作量，并降低了該過程中因進(jìn)給量過大造成保徑PDC復(fù)合片崩損的幾率；另一方面，又使得損壞后的PDC復(fù)合片很容易從保徑塊齒孔內(nèi)取出并更換，達(dá)到了使修復(fù)鉆頭與新鉆頭具有同等保徑強(qiáng)度的目的。更為重要的是并不需要對保徑塊表面預(yù)留齒孔的加工工藝和方法做出調(diào)整，不會增加加工預(yù)留齒孔的工作量和難度。降低了鋼體式PDC鉆頭的修復(fù)難度，提高了修復(fù)鉆頭的保徑強(qiáng)度。
【IPC分類】E21B10/46
【公開號】CN205370455
【申請?zhí)枴緾N201620055125
【發(fā)明人】劉志鵬, 王平, 閉磊
【申請人】成都百施特金剛石鉆頭有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年1月20日