专利名称：一种用于微钻胎体pdc复合片钻头烧结模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻头烧结模具，特别是一种用于微钻胎体PDC复合片钻头的烧结模具。
背景技术：
PDC钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称，是石油钻井行业常用的一种钻井工具。PDC钻头有钢体和胎体两种，胎体钻头用碳化钨粉末烧结而成，用 人造聚晶金刚石复合片钎焊在碳化钨胎体上，用自然金刚石保径。碳化钨胎体耐冲蚀、强度高、耐磨、保径结果好，胎体外型可以依据地层特点设计，转变胎体外形只需改动模具而不需要添加设备。钢体roc钻头，是用铬、镍、钥合金钢机械加工成型。经由热处置后在钻头体上钻孔，将人造聚晶金刚石复合片压入钻头体，用柱状碳化钨块保径。胎体PDC钻头的钻头体是采用铸造碳化钨粉和浸溃料经无压浸溃烧结而成的。钻头体形状是通过模具的形状而间接实现的。模具由底模、中模和上模三部分组成。模具的中模和上模的设计与加工都很容易实现。但底模是具有复杂曲面特征的实体，PDC钻头的冠部形状参数、切削齿位置和方向参数、水力结构参数等都是通过底模的形状来实现的。因此底模的设计和加工是模具设计和加工中最重要的一部分，其设计的好坏和加工的精度都直接关系到钻头的最终使用效果。高质量的模具是保证roc钻头质量的关键因素之一。因为roc钻头的钻进效率高，所以roc钻头在我国得到了广泛的应用，为了评判钻头切削齿倾角对地层的适应性、选择合适的钻井参数、以及对岩石的可钻性进行分级，微钻用的PDC钻头也得到了大量使用，因此需要制造大量的微型钻头，从而研发一种用于微钻胎体PDC钻头烧结模具非常重要。传统的胎体聚晶金刚石复合片钻头烧结模具的烧结底模上采用石墨替代齿，通过调整石墨替代齿的高度和角度控制钻头的空间结构参数；通过调整石墨替代齿在烧结底模上的排列形状控制PDC钻头的布齿密度和刮刀形状。一种模具只能制造一种结构的PDC钻头，对于微钻试验用的胎体PDC钻头，制作的数量多，因此需要制作大量的中模和上模，会造成一定的浪费与环境污染。
发明内容为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种可以通过更换底模而获得多种参数钻头的微钻胎体PDC复合片钻头烧结模具。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于微钻胎体PDC复合片钻头烧结模具，包括石墨底模、石墨外模以及PDC复合片石墨替代块，石墨外模的中部开有凹槽，石墨底模放置于凹槽内，石墨底模的侧壁和底部与凹槽的侧壁和底部的形状相同，且互相贴合，石墨底模上端开设有安装槽和支撑体槽，PDC复合片石墨替代块粘贴在安装槽内。石墨底模上开设有三个用来粘贴PDC复合片石墨替代块的安装槽，每个安装槽在石墨底模上呈120°均布，且每个安装槽的前倾角为5-25°，旁通角为5-20°。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点[0008]I.将结构复杂的石墨底模从石墨外模中分离出来单独加工，石墨外模可以重复利用，通过更换石墨底模与PDC复合片石墨替代块就可以得到新的石墨模具，使得模具的使用更为广泛。2.本实用新型的结构更加简单，而且由于石墨底模能够设计出多种参数，不需要频繁更换外模，所以节省了生产加工的工序，减少了浪费，提高了工人的工作效率，也保护了环境。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为图I的俯视图；图3为roc复合片石墨替代块的结构示意图。附图中1_石墨底模；2_石墨外模；3_PDC复合片石墨替代块；4-凹槽；5-安装槽；6_支撑体槽。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型提供的一种用于微钻胎体PDC复合片钻头烧结模具作进一步说明。一种用于微钻胎体PDC复合片钻头烧结模具，参照图f图3，包括石墨底模I、石墨外模2以及PDC复合片石墨替代块3，石墨外模2的中部开有凹槽4，石墨底模I放置于凹槽4内，石墨底模I的侧壁和底部与凹槽4的侧壁和底部的形状相同，且互相贴合，石墨底模I上端开设有安装槽5和支撑体槽6，PDC复合片石墨替代块3粘贴在安装槽5内。在本实施例中，石墨底模上开设有三个用来粘贴PDC复合片石墨替代块的安装槽，每个安装槽在石墨底模上呈120°均布，且每个安装槽的前倾角为5-25°，旁通角为5-20°，通过改变PDC复合片石墨替代块安装槽4的前倾角及旁通角的角度，制作相关参数系列的石墨底模1，将石墨底模I放入石墨外模2上开设的凹槽4内，石墨底模I的侧部和底部与凹槽4的侧部和底部形状相同，且互相贴合，PDC复合片石墨替代块3粘贴在石墨底模I上的PDC复合片石墨替代块的安装槽5内，再将胎体粉末装入支撑体槽6内，将结构粉末装入石墨外模2内，将加工好的刚体插入石墨外模2并压在结构粉末上，即可放在热压烧结机上进行PDC钻头胎体的烧结。烧结完后，将石墨底模I从石墨外模2中取出，由于石墨耐高温，不会与石墨底模I烧结在一起，可以轻易的去除，所以在去除石墨替代块3后，就预留下了 PDC复合片的钎焊位置，清洗完刚体表面的粉末后，即可将PDC复合片紧贴通过烧结支撑体槽6的胎体粉末形成的支撑体并采用银融焊剂焊接，其中可以通过更换新的不同参数的石墨底模I与PDC复合片石墨替代块3，然后重复上述过程，即可制作其它参数的微型胎体PDC复合片钻头胎体。本实用新型相比于传统技术，通过过改变PDC复合片石墨替代块安装槽的前倾角及旁通角的角度，制作系列的石墨底模，石墨外模可以重复利用，只更换石墨底模与PDC复合片石墨替代块，即可得出系列参数的微型胎体PDC复合片钻头烧结模具，从而简化了微型胎体钻头加工的工序，提高了效率，而且也节省了材料，保护了环境。
权利要求1.一种用于微钻胎体PDC复合片钻头烧结模具，其特征在于包括石墨底模、石墨外模以及PDC复合片石墨替代块，石墨外模的中部开有凹槽，石墨底模放置于凹槽内，石墨底模的侧壁和底部与凹槽的侧壁和底部的形状相同，且互相贴合，石墨底模上端开设有安装槽和支撑体槽，PDC复合片石墨替代块粘贴在安装槽内。
2.根据权利要求I所述的一种用于微钻胎体PDC复合片钻头烧结模具，其特征是石墨底模上开设有三个用来粘贴PDC复合片石墨替代块的安装槽，每个安装槽在石墨底模上呈120°均布，且每个安装槽的前倾角为5-25°，旁通角为5-20°。
专利摘要本实用新型提供了一种用于微钻胎体PDC复合片钻头烧结模具，包括石墨底模、石墨外模以及PDC复合片石墨替代块，石墨外模的中部开有凹槽，石墨底模放置于凹槽内，石墨底模的侧壁和底部与凹槽的侧壁和底部的形状相同，且互相贴合，石墨底模上端开设有安装槽和支撑体槽，PDC复合片石墨替代块粘贴在安装槽内。本实用新型相比于传统技术，通过过改变PDC复合片石墨替代块安装槽的前倾角及旁通角的角度，制作系列的石墨底模，石墨外模可以重复利用，只更换石墨底模与PDC复合片石墨替代块，即可得出系列参数的微型胎体PDC复合片钻头烧结模具，从而简化了微型胎体钻头加工的工序，提高了效率，而且也节省了材料，保护了环境。
文档编号B22F3/10GK202684089SQ201220282480
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者王红波, 段隆臣, 杨道合, 谭松成, 秦如雷, 黄志强 申请人:中国地质大学(武汉)