一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具的制作方法

本实用新型属于石油天然气、地质钻井工程破岩工具的机械加工技术，具体涉及一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具。

背景技术：

扩眼器是在石油钻井的钻具在钻进的同时用来进行扩眼的工具，是钻、修井的常用工具。当钻头钻进时，扩眼器的刀翼沿着壳体的滑槽伸出，使刀翼上的切削齿接触并刮切、破碎井壁岩石，同时扩眼、修整井壁从而扩大井身直径。

扩眼器壳体的滑槽是壳体壁上有一定斜角的键槽，滑槽为刀翼的伸出或缩回提供滑动轨迹。扩眼器刀翼的齿穴是刀翼上用于固定切削齿的空间。刀翼布齿通常采用双排布齿设计以强化刀翼切削能力。因刀翼布齿设计条件限制，加工后备齿齿穴的过程中，刀杆与相邻齿穴或前排齿穴发生干涉，无法进行加工或导致齿穴破坏，故采用常规机械加工法加工齿穴，其难度非常大，加工质量直接影响切削齿性能的发挥和扩眼器使用效果。

电火花加工法是利用浸在工作液中的两电极间脉冲放电时产生电腐蚀作用去除材料的特殊加工方法，目前的扩眼器的加工方法仅采用机械加工的方法，而未有采用电火花的加工办法来加工，机械加工扩眼器在质量和效率上都难以与电火花加工扩眼器相媲美。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具，解决了使用机械方法加工扩眼器刀翼齿穴时，刀杆与相邻齿穴或前排齿穴发生干涉的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具，包括刀杆，刀杆的一端固接有齿穴电极，齿穴电极呈折弯结构。

本实用新型的特点还在于，

齿穴电极包括电极根及固接于电极根上的齿穴电极本体，电极根与齿穴电极本体一体成型为折弯结构，齿穴电极本体的端部为弧面结构。

电极根的纵截面与齿穴电极本体长向的折弯角度范围为：150°～180°；电极根的横截面与齿穴电极本体长向的折弯角度范围为：0°～10°。

齿穴电极本体为多个，多个齿穴电极本体并排布置。

齿穴电极本体数量为x，x的取值范围为：1≤x≤30。

成排布置的齿穴电极本体排数为w，w的取值范围为：1≤w≤3。

本实用新型一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具的有益效果是：利用铜公进行电火花加工，有效解决了齿穴加工时刀杆与相邻齿间的加工干涉现象，有助于提高加工质量；同时专用工具滑槽电极和齿穴电极可以反复使用，可有效降低壳体滑槽和刀翼齿穴加工成本。

附图说明

图1是本实用新型一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具的单齿穴凸模的结构示意图；

图2是本实用新型一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具的单排多齿穴凸模的结构示意图；

图3是本实用新型一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具加工齿穴时的示意图a；

图4是本实用新型一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具加工齿穴时的示意图b。

图中，1.齿穴电极本体，2.刀杆，3.电极根，4.齿穴，5.刀翼。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型所采用的技术方案是，一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具，如图1所示，包括刀杆2，刀杆2的一端固接有齿穴电极，齿穴电极呈折弯结构。齿穴电极包括电极根3及固接于电极根3上的齿穴电极本体1，电极根3与齿穴电极本体1一体成型为折弯结构，齿穴电极本体1的端部为弧面结构。电极根3与齿穴电极本体1的折弯角度范围为：150°～180°电极根3的纵截面与齿穴电极本体1长向的折弯角度范围为：150°～180°，即如图1所示的齿穴电机本体1在图面中向右折弯；电极根3的横截面与齿穴电极本体1长向的折弯角度范围为：0°～10°，即如图2所示，在图面中齿穴电极本体1朝垂直于纸面向外的方向倾斜。齿穴电极本体1为多个，多个齿穴电极本体1并排布置。折弯角度是布齿设计中pdc齿前倾角和侧倾角转换生成，折弯角的设置可以使在加工第二排刀翼的齿穴4时加工操作简单化，更重要的是刀杆2中心线垂直于刀翼5圆弧面上，垂足点为齿穴4，所以刀杆2与齿穴4的侧壁不干涉。

如图2所示，齿穴电极本体1为多个，多个齿穴电极本体1成排布置与电极根3，齿穴电极本体1数量为x，x的取值范围为：1≤x≤30，成排布置的齿穴电极本体1排数为w，w的取值范围为：1≤w≤3。

如图3所示，本实用新型中的齿穴电极本体1是用于加工齿穴的，齿穴用来安装pdc切削齿，若切削齿半径为r、厚度为l，则齿穴电极本体1与pdc齿选型、安装配合间隙和布齿基本参数相关，齿穴电极本体1的半径为r+△r，齿穴电极本体1的厚度为l+△l，△r及△l根据装配间隙决定。

如图4所示，本实用新型一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具还可以同时加工多个齿穴，提高加工效率，齿穴电极本体1的位置、数量、间距、前倾角、侧倾角、出露高度等参数，是与刀翼布齿设计参数相关。齿穴电极本体1可排布为一排多个、两排多个或三排个等。

齿穴4的加工过程：

准备工作，固定刀翼5，将加工扩眼器刀翼齿穴的工具安装在机床上，移动刀杆2完成齿穴电极本体1和刀翼5间的对刀调试，开启工作液和脉冲电流。

操作过程，

(1)使用加工扩眼器刀翼齿穴的工具的单齿穴凸模，沿刀翼5的轮廓线法向进给，直到规定深度后退刀返回，一次进给完成一个齿穴4加工；

(2)根据齿穴间距参数，齿穴电极本体1进行移动，按上述操作方法，重复操作多次，完成其余齿穴4的加工；

(3)检验。加工完的齿穴4质量是否合格，采用合齿方式，把pdc齿放入齿穴4中能否滚动，否则返工。

如使用加工扩眼器刀翼齿穴的工具的单排多齿穴凸模，沿刀翼5的轮廓线法向进给，直到规定深度后退刀返回，一次进给能够完成一排多个规定齿间距的齿穴4加工，其余步骤与使用加工扩眼器刀翼齿穴的工具的单齿穴凸模相同。

本实用新型可推广应用于用常规机械加工法加工困难的钢体式pdc钻头齿穴、pdc-牙轮复合钻头齿穴的专用工具。

技术特征：

1.一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具，其特征在于，包括刀杆(2)，所述刀杆(2)的一端固接有齿穴电极，所述齿穴电极呈折弯结构，所述齿穴电极包括电极根(3)及固接于电极根(3)上的齿穴电极本体(1)，所述电极根(3)与齿穴电极本体(1)一体成型为折弯结构，所述齿穴电极本体(1)的端部为弧面结构，所述电极根(3)的纵截面与所述齿穴电极本体(1)长向的折弯角度范围为：150°～180°；所述电极根(3)的横截面与齿穴电极本体(1)长向的折弯角度范围为：0°～10°，所述齿穴电极本体(1)为多个，多个所述齿穴电极本体(1)并排布置。

2.如权利要求1所述的一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具，其特征在于，所述齿穴电极本体(1)数量为x，所述x的取值范围为：1≤x≤30。

3.如权利要求2所述的一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具，其特征在于，所述成排布置的齿穴电极本体(1)排数为w，所述w的取值范围为：1≤w≤3。

技术总结
本实用新型公开了一种加工扩眼器刀翼齿穴的专用工具，包括刀杆，刀杆的一端固接有齿穴电极，齿穴电极呈折弯结构。该工具有效解决了齿穴加工时刀杆与相邻齿间的加工干涉现象，有助于提高加工质量。

技术研发人员：闫静;吴小雄;游娜;刘晓旭;董毅军;左永强
受保护的技术使用者：宝鸡石油机械有限责任公司
技术研发日：2019.09.27
技术公布日：2020.08.25