一种用于石油钻井的钻头端部加工设备的制作方法

1.本发明涉及石油矿井开采装备领域，具体涉及一种用于石油钻井的钻头端部加工设备。


背景技术：

2.测井工程在井筒中应用地球物理方法，把钻过的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息，特别是油、气、水在油藏中分布情况及其变化的信息，通过电缆传到地面,据以综合判断,确定应采取的技术措施(见工程测井，生产测井，饱和度测井)。钻井工程在油气田开发中，有着十分重要的地位，在建设一个油气田中，钻井工程往往要占总投资的50％以上。一个油气田的开发，往往要打几百口甚至几千口或更多的井。对用于开采、观察和控制等不同目的的井(如生产井、注入井、观察井以及专为检查水洗油效果的检查井等)有不同的技术要求。应保证钻出的井对油气层的污染最少，固井质量高，能经受开采几十年中的各种井下作业的影响。改进钻井技术和管理，提高钻井速度，是降低钻井成本的关键。
3.目前市场上的钻头端部结构的单一，并且现有的钻头加工设备精度也不高，难以满足使用需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于石油钻井的钻头端部加工设备。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种用于石油钻井的钻头端部加工设备，包括：底座与支架，所述支架布置在所述底座的上方，所述支架的两侧分别固定安装有第一机架与第二机架；
7.所述第一机架的下方固定吊装有加工台，所述加工台上设有夹持机构，用于加持钻头端部，所述夹持机构包括第一夹具与多个第二夹具，所述第二夹具布置在所述第一夹具的周围；所述第一机架的上端面上固定安装有下模；
8.所述第一机架上固定安装有铰支座，所述铰支座上铰接有转动板，所述转动板上设置有主轴与驱动机构，所述主轴与所述转动板转动连接，所述驱动机构用于驱动所述主轴转动连接；所述转动板上滑动连接有齿条，所述主轴上固定套装有第一齿轮，所述第一齿轮与所述齿条相啮合，所述齿条的末端固定安装有上模，所述上模与下模相匹配；
9.所述加工台的下方设有抛光机构，所述第二机架的下方设有质检台，所述质检台与抛光机构之间设有电镀池，所述电镀池固定安装在所述底座的上端面上。
10.进一步地，所述铰支座的一侧设有竖直布置的第一轴，所述第一轴的下端延伸至所述底座上，所述第一轴与所述底座转动连接，所述第一轴的上端固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆的上端设有第一离合片，所述主轴的靠近所述第一轴的一端固定安装有第二离合片；所述第一离合片与第二离合片相匹配；
11.进一步地，所述第一轴上固定套装有第一锥齿轮，所抛光机构包括工作台、第二锥齿轮与第二轴；所述工作台具有凹槽，所述凹槽的内壁上依次布置有多个第二齿轮，相邻的
两个所述第二齿轮相互啮合，所述第二轴转动连接所述工作台的侧壁上，所述第二轴的末端固定套装所述第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相啮合，所述第二轴延伸至所述凹槽中，并于任一所述第二齿轮同轴固定连接；每个所述第二齿轮上同轴固定连接刀具。
12.进一步地，所述支架的中部的底面固定安装有用于电镀的电极，所述电极探入所述电镀池中；所述主轴上固定套装有凸轮，所述电镀池的上方设有容器，容器上设有注射管，所述注射管中滑动连接有推杆，所述推杆上套装有弹簧，所述推杆的上端延伸到所述支架的上方，所述推杆的上端与所述凸轮相匹配。
13.进一步地，所述第二机架上转动连接有第三轴，所述第三轴竖直布置，所述第三轴向所述质检台延伸；所述第三轴的远离所述转动板的一侧设有滑台，所述滑台与所述第二机架的上端面滑动连接，所述滑台的下端面上转动连接有第三齿轮，所述第三轴上固定套装有第四齿轮，所述第三齿轮与所述第四齿轮相啮合，所述第三齿轮上同轴固定连接有第三锥齿轮，所述滑台上转动连接有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮上同轴固定连接有第四轴，所述第四轴的末端固定安装有第三离合片，所述主轴的末端固定安装有第四离合片，所述第四离合片与所述第三离合片相匹配；所述第三轴的末端固定安装有轮刷。
14.进一步地，机构还包括安装台、多个刀片、连杆、转台与螺杆，所述安装台吊装在所述第一机架的底部，所述安装台布置在所述加工台的正上方；所述安装台的底部设有沉孔，所述筒体转动连接在所述沉孔中，多个所述刀片通过复位铰链铰接在所述下端，所述转台固定安装在所述筒体的上端，所述第一夹具布置在所述筒体中，所述第二夹具与所述转台的底面之间设有所述螺杆，所述螺杆的一端与所述转台螺纹连接，所述螺杆的另一端与所述第二夹具固定连接；所述连杆安装在所述安装台的侧壁上，所述连杆的固定连接有杆体，所述杆体的一端安装有钻针，所述第二夹具安装在所述杆体的另一端。
15.进一步地，述筒体外侧活动连接有第五锥齿轮，所述第五锥齿轮与所述安装台转动连接，所述连杆的一端延伸至所述沉孔中，所述连杆的一端固定安装第六锥齿轮，所述第五锥齿轮与所述第六锥齿轮相啮合。
16.进一步地，所述第一机架或者支架上固定安装有照明灯。
17.一种钻井钻头，包括钻头端部、中央刀具与若干辅助刀具，所述钻头端部的底面中部形成固定座，所述中央刀具固定在所述固定座；所述钻头端部外围形成环绕部，所述辅助刀具沿着所述环绕部镶嵌固定。
18.本发明的有益效果：本设备涵盖了钻头端部加工的多个工艺，能通过各个机构的配合快速完成钻头端部加工。另外，第一夹具与第二夹具的位置在加工前进行调整，使得两个夹具能够精确形成点缀图案，不需要多次人工校准。
附图说明
19.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
20.图1为本技术的立体结构示意图；
21.图2为本技术的夹持机构的剖视图；
22.图3为本技术的滑台的剖视图；
23.图4为本技术的预期加工成品的结构示意图。
24.图中各标号对应的部件如下：
25.1、底座；2、质检台；3、电极；4、电镀池；5、加工台；6、安装台；7、工作台；8、刀片；9、第六锥齿轮；10、连杆；11、第一轴；12、第二轴；13、第三轴；14、第四轴；15、主轴；16、铰支座；17、第一锥齿轮；18、第二锥齿轮；19、转动板；20、下模；21、第一机架；22、推杆；23、支架；24、第四齿轮；25、第三齿轮；26、滑台；27、第二机架；28、第五锥齿轮；29、第三锥齿轮；30、第四锥齿轮；31、转台；32、钻针；33、杆体；34、第一夹具；35、第二夹具；36、筒体；37、螺杆。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.如图1～4所示，一种用于石油钻井的钻头端部加工设备，包括：底座1与支架23，所述支架23布置在所述底座1的上方，所述支架23的两侧分别固定安装有第一机架21与第二机架27；所述第一机架21的下方固定吊装有加工台5，所述加工台5上设有夹持机构，用于夹持钻头端部，所述夹持机构包括第一夹具34与多个第二夹具35，所述第二夹具35布置在所述第一夹具34的周围；所述第一机架21的上端面上固定安装有下模20；所述第一机架21上固定安装有铰支座16，所述铰支座16上铰接有转动板19，所述转动板19上设置有主轴15与驱动机构，所述主轴15与所述转动板19转动连接，所述驱动机构用于驱动所述主轴15转动连接；所述转动板19上滑动连接有齿条，所述主轴15上固定套装有第一齿轮，所述第一齿轮与所述齿条相啮合，所述齿条的末端固定安装有上模，所述上模与下模20相匹配；所述加工台5的下方设有抛光机构，所述第二机架27的下方设有质检台2，所述质检台2与抛光机构之间设有电镀池4，所述电镀池4固定安装在所述底座1的上端面上。
29.具体地说，本设备涵盖了钻头端部加工的多个工艺，加工过程中，可以先将钻头端部放置在下模20中，然后翻转转动板19，使得转动板19的上模下压在下模20上，驱动机构驱动所述主轴15旋转时，带动第一齿轮，继而带动第一齿条及其上的上模向下移动，进而冲压下模20上的钻头端部，得钻头端部初步成型。然后将基材转移到所述加工台5上，使用第一夹具34夹住中央刀具，然后使用，第二夹具35加紧固定用于镶嵌辅助刀具，操控两个夹具，将助刀具固定在所述钻头端部上。取下镶嵌完成钻头端部，将其转移到抛光机构处进行抛光，表面处理完毕再将其放置到电镀池4中，对钻头端部进行电镀。这样就能通过各个机构的配合快速完成钻头加工。另外，第一夹具34与第二夹具35的位置在加工前进行调整，使得两个夹具能够精确形成点缀图案，不需要多次人工校准。
30.进一步地，所述铰支座16的一侧设有竖直布置的第一轴11，所述第一轴11的下端延伸至所述底座1上，所述第一轴11与所述底座1转动连接，所述第一轴11的上端固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆的上端设有第一离合片，所述主轴15的靠近所述第一轴11的一端固
定安装有第二离合片；所述第一离合片与第二离合片相匹配。
31.当需要冲压模具时，转动板19翻转至水平方向，然后当转动板19转动到竖直状态时，主轴15的下端向下旋转，使得主轴15与第一轴11同轴布置。然后伸长伸缩杆使得第一离合片与第二离合片向配合。所述第一轴11上固定套装有第一锥齿轮17，所抛光机构包括工作台7、第二锥齿轮18与第二轴12；所述工作台7具有凹槽，所述凹槽的内壁上依次布置有多个第二齿轮，相邻的两个所述第二齿轮相互啮合，所述第二轴12转动连接所述工作台7的侧壁上，所述第二轴12的末端固定套装所述第二锥齿轮18，所述第二锥齿轮18与所述第一锥齿轮17相啮合，所述第二轴12延伸至所述凹槽中，并于任一所述第二齿轮同轴固定连接；每个所述第二齿轮上同轴固定连接刀具。
32.当钻头端部冲压成型后，钻头端部经过镶嵌后转移到凹槽中，此时，将转动板19转动到竖直状态，使得第一离合片与第二离合片相啮合，驱动机构驱动主轴15转动时，主轴15的转矩得以从主轴15传递到第一轴11上，第一轴11带动第一锥齿轮17转动，第一锥齿轮17带动第二锥齿轮18及其第二轴12转动，进而带动各个第二齿轮转动，第二齿轮上抛光刀具均开始旋转，进而驱动多个抛光刀具同时旋转抛光。在申请的加工设备中，抛光不需要额外的驱动源，只需要将转动板19切换到竖直状态即可。
33.进一步地，所述支架23的中部的底面固定安装有用于电镀的电极3，所述电极3探入所述电镀池4中；所述主轴15上固定套装有凸轮，所述电镀池4的上方设有容器，容器上设有注射管，所述注射管中滑动连接有推杆33，所述推杆33上套装有弹簧，所述推杆33的上端延伸到所述支架23的上方，所述推杆33的上端与所述凸轮相匹配。
34.当转动板19转动到水平状态时，转动板19下压推杆33，使得推杆33推动注射管中渔预存的电镀液，将电镀液喷出到电镀池4中，从而完成了电镀液的补充。并且每进行一次冲压，均可以驱动推杆33进行补充电镀液，减少人工维护。
35.进一步地，所述第二机架27上转动连接有第三轴13，所述第三轴13竖直布置，所述第三轴13向所述质检台2延伸；所述第三轴13的远离所述转动板19的一侧设有滑台26，所述滑台26与所述第二机架27的上端面滑动连接，所述滑台26的下端面上转动连接有第三齿轮25，所述第三轴13上固定套装有第四齿轮24，所述第三齿轮25与所述第四齿轮24相啮合，所述第三齿轮25上同轴固定连接有第三锥齿轮29，所述滑台26上转动连接有第四锥齿轮30，所述第四锥齿轮30上同轴固定连接有第四轴14，所述第四轴14的末端固定安装有第三离合片，所述主轴15的末端固定安装有第四离合片，所述第四离合片与所述第三离合片相匹配；所述第三轴13的末端固定安装有轮刷。
36.电镀完成后，产品被转移到质检台2，对光泽度、镶嵌情况进行检查。刚完成电镀的产品上仍然残余有液体，妨碍生产者进行光泽度的检测。这时，可以推动滑台26，使其靠近所述第三轴13，这样滑台26上的第三齿轮25与第三轴13上固定套装的第四齿轮24相啮合，与此同时，由于水平状态下的主轴15与所述第四轴14同轴，滑台26向所述转动板19移动，还会使得第三离合片与第四离合片向对齐。当主轴15旋转，执行冲压下模20时，同时能够带动所述第四轴14旋转，进而带动第四锥齿轮30旋转，带动第三锥齿轮29旋转，进而带动所述第三齿轮25旋转，进而带动第四齿轮24及其上的第三轴13旋转，进而驱动所述轮刷旋转，对产品进行清洁，更方便工作人员判断产品的成色。
37.进一步地，夹持机构还包括安装台6、多个刀片8、连杆10、转台31与螺杆37，所述安
装台6吊装在所述第一机架21的底部，所述安装台6布置在所述加工台5的正上方；所述安装台6的底部设有沉孔，所述筒体36转动连接在所述沉孔中，多个所述刀片8通过复位铰链铰接在所述下端，所述转台31固定安装在所述筒体36的上端，所述第一夹具34布置在所述筒体36中，所述第二夹具35与所述转台31的底面之间设有所述螺杆37，所述螺杆37的一端与所述转台31螺纹连接，所述螺杆37的另一端与所述第二夹具35固定连接；所述连杆10安装在所述安装台6的侧壁上，所述连杆10的固定连接有杆体33，所述杆体33的一端安装有钻针，所述第二夹具35安装在所述杆体33的另一端。
38.进一步地，所述筒体36外侧活动连接有第五锥齿轮28，所述第五锥齿轮28与所述安装台6转动连接，所述连杆10的一端延伸至所述沉孔中，所述连杆10的一端固定安装第六锥齿轮9，所述第五锥齿轮28与所述第六锥齿轮9相啮合。
39.进行镶嵌时，先完成钻头端部的固定，然后驱动筒体36旋转，转台31也同步旋转，再次过程中，初始阶段，由于复位铰链的作用，刀片8的末端汇聚且相互抵靠在筒体36的旋转轴线上，由于转台31旋转，而第一夹具34与螺杆37不旋转，因此转台31推动螺杆37以及第一夹具34下移，第一夹具34逐渐将刀片8顶开，使得刀片8末端沿着筒体36的径向向外移动，筒体36带动刀具旋转的过程中，在钻头端部上切开的孔径越来越大，将第一夹具34下移将中央刀具压入所述刀具切开的沉孔时，完成镶嵌。另一方面，初始阶段转动杆体33，使得钻针朝向钻头端部，在钻头端部上开小孔，进行镶嵌时，将杆体33翻转180
°
，就使得第二夹具35及其上的辅助刀具被调整到小孔的上方，这样就不用再人工校准第二夹具35以及辅助刀具的位置只需要确保翻转角度即可实现精准的定位。更具体地，可以通过转动五第锥齿轮，第五锥齿轮28不会带动筒体36旋转，带动第六锥齿轮9旋转，进而驱动所述连杆10以及杆体33翻转。
40.在本发明的另一些实施例中，公开了一种钻井钻头，包括钻头端部、中央刀具与若干辅助刀具，所述钻头端部的底面中部形成固定座，所述中央刀具固定在所述固定座；所述钻头端部外围形成环绕部，所述辅助刀具沿着所述环绕部镶嵌固定。
41.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
42.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。