专利名称：基于pdc钻头的新型喷嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是石油钻井领域，具体的说，是一种基于PDC钻头的新型喷嘴。
背景技术：
喷嘴为喷淋、喷雾、喷油、喷砂、喷涂等设备里一个很关键的部件，起着重要的作用。喷嘴的应用十分广泛，几乎涉及到现代工业中的各个领域，其按行业分类可分为:石化喷嘴、农业喷嘴、纺织喷嘴、造纸喷嘴等。目前，石油钻井领域中的喷嘴主要用于清除金刚石钻头中的岩屑以及冷却、润滑切削齿。现有技术中，在石油钻井中应用最广泛的喷嘴由单层结构制成，因硬质合金材料具有高硬度和耐磨性的特点，所以，目前的单层结构喷嘴多采用硬质合金层制造。但是，单层硬质合金层结构的喷嘴在应用时，存在以下缺陷:一方面，由硬质合金层制成的喷嘴韧性差，在装卸喷嘴过程中极易断裂，进而造成喷嘴先期失效、断裂、掉入井底等问题，严重影响工程质量；另一方面，井底液流长期冲蚀喷嘴本体，而硬质合金层耐冲蚀性差，进而导致单层硬质合金层的喷嘴使用寿命缩短，使用效果降低。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单，实现方便的基于roc钻头的新型喷嘴。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:基于PDC钻头的新型喷嘴，包括具有通孔的喷嘴本体，所述喷嘴本体由内、外两层结构复合而成，其中，外层结构为抗断层，内层结构为耐冲蚀性层。具体的说，所述耐冲蚀性层为金刚石层。作为一种优选方式，所述金刚石层由人造金刚石制成。同时，所述抗断层为合金钢层。所述合金钢层由不锈钢制成。具体的说，所述金刚石层的厚度为0.1mm 1mm。进一步的，所述金刚石层的厚度为0.2mm 0.8mm。再进一步的,所述金刚石层的厚度为0.4mm 0.6mm。更进一步的,所述金刚石层的厚度为0.5mm。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:(I)本实用新型不仅结构简单，而且成本低廉，实现方便。(2)本实用新型打破了目前石油钻井领域中应用的喷嘴单一的结构设计，将喷嘴设计为两层结构，通过合金钢层和金刚石层复合而成，利用合金钢良好的韧性，使得喷嘴装卸更便利，在装卸过程中不易断裂；另一方面，本实用新型采用的人造金刚石层作为喷嘴的内层结构，其耐冲蚀性能极佳，可有效地克服井底液流的冲蚀，从而避免了喷嘴先期失效，以及在使用或装卸过程中断裂，掉落井底，保证施工安全，提高了井底清洁效率，进而提高了机械钻速。[0017](3)本实用新型中金刚石层的厚度为0.1mm 1mm，在此范围内，根据喷嘴的规格大小，金刚石层的厚度可选用与之相匹配的取值，如:0.2mm、0.8mm、0.4mm、0.6mm等，金刚石层选择适宜的厚度，可使得本实用新型的实现更加方便。(4)本实用新型设计合理，生产、制造简单，较之现有的单一硬质合金喷嘴，其不仅具有实质性特点和进步，而且，本实用新型具备非常高的实用性，较之同类产品，更具市场竞争力，为其大范围的推广运用奠定了坚实的基础。
图1为本实用新型的主视图。图2为本实用新型的俯视图。上述附图中，附图标记对应的名称为:1-喷嘴本体，2-合金钢层，3-金刚石层。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例1目前，在石油钻井领域中应用最为广泛的喷嘴均为单层结构，其由硬质的合金材料制成，这种喷嘴韧性、耐冲蚀性都较差，使用时，很容易发生先期失效，断裂等现象，对金刚石钻头在使用中清除岩屑，冷却、润滑切削齿都有极大的影响。本实施例针对上述缺陷，公开了一种双层结构的基于PDC钻头的新型喷嘴，其通过合金钢层和金刚石层复合而成，将合金钢和金刚石的优点集为一体，一方面增加了喷嘴外部的柔韧性，使得装卸喷嘴过程中不易断裂；另一方面，提高喷嘴内孔的耐冲蚀性，延长了喷嘴寿命。如图1、2所示，本实施例中，基于roc钻头的新型喷嘴包括具有通孔的喷嘴本体1，喷嘴本体I的具体外形结构与传统喷嘴相似，不同的是，该喷嘴本体I为两层结构，其由合金钢层2以及与合金钢层2固为一体的内层结构复合而成；具体的说，喷嘴的外层结构即为由合金钢制成的合金钢层2，通过外层的合金钢层增加了喷嘴外部的柔韧性，从而使得装卸喷嘴过程中，喷嘴不易断裂，本实施例中，作为一种优选结构，合金钢层2由不锈钢制成，其具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能；本实施例中新型喷嘴的内层结构即主要为喷嘴内孔(通孔)的内壁部分，该内壁部分直接与井底液流接触，为了提高喷嘴内孔的耐冲蚀性，其由耐冲蚀性材料制成。需要说明的是，在技术条件允许的前提下，也可通过覆层法强化合金钢层表面的耐冲蚀性来实现喷嘴内层结构的加工。耐冲蚀性材料的选择较多，如:纤维强化型和粒子强化型材料，本实施例中内层结构为金刚石层3，作为一种优选结构，该金刚石层3由人造金刚石制成。金刚石层有一定厚度，本实施例中金刚石层的范围值在0.1mm Imm之间，如:0.2mm 0.8mm,0.4mm 0.6mm,
0.5mm、0.7mm等值，金刚石层的取值范围由实际生产喷嘴的规格大小而定，金刚石层选择适宜的厚度，可使得新型喷嘴的实现更加方便。在上述结构的基础上，金刚石层通过压制成型，从而得到新型喷嘴。实施例2本实施例与实施例1的不同点在于，喷嘴由三层结构制成，喷嘴本体仍由硬质合金层制成，而在其外表壁设置一层由合金钢制成的合金钢层，其内壁，即喷嘴内孔(通孔)部分则设置一层金刚石层，金刚石层、合金钢层与硬质合金层固为一体结构，此种结构仍然能克服单一的硬质合金喷嘴的缺陷，且三层结构的成本也更为低廉一些，在部分对于喷嘴性能指标要求不高的领域，其仍具有很好的市场前景。按照上述实施例，即可很好的实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即时在现有喷嘴结构上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.基于PDC钻头的新型喷嘴，包括具有通孔的喷嘴本体(I)，其特征在于:所述喷嘴本体(I)由内、外两层结构复合而成；其中，外层结构为抗断层，内层结构为耐冲蚀性层。
2.根据权利要求1所述的基于PDC钻头的新型喷嘴，其特征在于:所述耐冲蚀性层为金刚石层(3)。
3.根据权利要求2所述的基于PDC钻头的新型喷嘴，其特征在于:所述金刚石层(3)由人造金刚石制成。
4.根据权利要求2或3所述的基于PDC钻头的新型喷嘴，其特征在于:所述抗断层为合金钢层(2)。
5.根据权利要求4所述的基于PDC钻头的新型喷嘴，其特征在于:所述合金钢层(2)由不锈钢制成。
6.根据权利要求5所述的基于PDC钻头的新型喷嘴，其特征在于:所述金刚石层(3)的厚度为0.1mm 1mm。
7.根据权利要求6所述的基于PDC钻头的新型喷嘴，其特征在于:所述金刚石层(3)的厚度为0.2mm 0.8mm。
8.根据权利要求7所述的基于PDC钻头的新型喷嘴，其特征在于:所述金刚石层(3)的厚度为0.4mm 0.6mm。
9.根据权利要求8所述的基于PDC钻头的新型喷嘴，其特征在于:所述金刚石层(3)的厚度为0.5mm。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PDC钻头的新型喷嘴，解决了现有技术中喷嘴耐冲蚀性差，易断裂的问题。该新型喷嘴包括具有通孔的喷嘴本体(1)，其特征在于所述喷嘴本体(1)为两层结构，其由合金钢层(2)以及与合金钢层(2)固为一体的内层结构复合而成；其中，外层结构即为由合金钢制成的合金钢层(2)，而内层结构则由耐冲蚀性材料制成。本实用新型不仅结构简单、价格低廉，而且实现方便，喷嘴的双层结构设计，完全克服了现有喷嘴的缺陷。因此，适合推广应用。
文档编号E21B10/61GK203035095SQ20122072061
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者范晓勒, 曾恒, 张璠 申请人:四川川石·克锐达金刚石钻头有限公司