专利名称：整体式钢体金刚石复合片钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种钻头，特别涉及到ー种加工エ艺简单、生产周期短、成本低、性能稳定、工作效率高的整体式钢体金刚石复合片钻头。
背景技术：
由于PDC钻头具有机械钻速快、寿命长、进尺多的优点，所以在石油天然气钻井中被广泛使用。目前现有的碳化钨鋳造PDC钻头加工エ艺复杂、生产周期长，在手工制作模具的エ艺过程中易出现尺寸和角度偏差，造成尺寸不符和技术要求从而造成钻速不高、使用寿命短、井下安全系数低等问题；鋳造PDC钻头体粉料烧结过程中易出现气蚀或者裂缝造成钻头试压不成功，影响钻头质量，而且常规铸造PDC钻头生产成本高，エ艺繁琐，影响经济效益。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供ー种加工エ艺简单、生产周期短、成本低、性能稳定、工作效率高的整体式钢体金刚石复合片钻头。本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种整体式钢体金刚石复合片钻头，所述钻头包括钻头基体、钻头接头、连接丝扣，所述钻头基体设置有若干片凸起的刀翼，两片刀翼之间的空隙里设置有喷嘴孔与喷嘴，刀翼上设置有复合片切削齿，所述钻头基体、刀翼、喷嘴孔与喷嘴和复合片切削齿四者利用机床一体成型。在本实用新型的具体实施例子中，所述刀翼的个数范围为3-7个，一般可以选为5个。在本实用新型的具体实施例子中，所述刀翼的尺寸范围为6" -1772 〃。本实用新型的积极进步效果在干本实用新型提供的整体式钢体金刚石复合片钻头具有以下优点本实用新型以金刚石PDC复合片作钻头的切削齿，以剪切方式破碎地层岩屑，采用高耐磨PDC复合片，提高钻头的耐冲击性能和热稳定性能，合理的设计切削齿的切削角、侧倾角降低切削阻力，延长钻头使用寿命。本实用新型选用高硬度优质钢材，经调质力学性能抗弯强度达到900MPa，最大程度提高了钻头在井下使用的安全性。本实用新型在满足冷却钻头、清洗井底、携帯岩屑的基础上，以最佳状态的喷嘴方位角、中心轴线夹角(向心角)、径侧角。达到有效地即能冷却切削齿，又能降低水力对钻头基体的冲蚀，最大发挥水马力作用，达到提高机械钻速的目的。
图1为本实用新型的剖视图。图2为本实用新型的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。图1为本实用新型的剖视图。图2为本实用新型的俯视图。如图1-2所所示本实用新型提供的整体式钢体金刚石复合片钻头，包括钻头基体1、钻头接头2、连接丝扣3、钻头基体1设置有若干片凸起的刀翼4，两片刀翼4之间的空隙里设置有喷嘴孔与喷嘴5，刀翼4上设置有复合片切削齿6，钻头基体1、刀翼4、喷嘴孔与喷嘴5和复合片切削齿6四者利用机床一体成型。刀翼4的个数范围为3-7个，最常见的刀翼4的个数可以选为5个。刀翼(4)的尺寸范围为6" -17V2 "。 本实用新型所要解决的技术问题是提供ー种加工エ艺简单、生产周期短、成本低、性能稳定、工作效率高的整体式钢体金刚石复合片钻头。本实用新型是这样实现的1、选用42CrMnMo圆钢，其化学成分质量含量百分比如下C:0. 42%；Mn:0. 68%；S:0. 011%Cr:l. 04%Mo:0. 25% ；Si:0. 28%，力学性能抗拉强度:900MPa 硬度:45HBC ;屈服强度:500N冲击功50J ;伸长率16. 5A%。1、将钻头基体材料42CrMnMo圆钢进行锻压、调质热处理硬度达到55 60HBC。2、将调质好的圆钢按设计图形加工成钻头基体轮廓，其中包括エ装夹具夹槽。3、将三维设计的钻头所有数据编程，利用五轴数控铣床按设计数据铣水道槽、齿穴孔、喷嘴孔(含切削角、侧倾角、孔直径、中心距、向心角)完成钻头基体加工。4、组装将钻头基体与接头内扣连接，钻头半成品加温450°C，用碱性506焊条将基体与接头连接处焊好成半成品。5、将焊好的半成品用特殊材料涂焊表面耐磨层、钎焊PDC复合片、保温、打磨、成品。本实用新型的金刚石PDC钻头结构有以下特点1、以金刚石roc复合片作钻头的切削齿，以剪切方式破碎地层岩屑，采用高耐磨PDC复合片，提高钻头的耐冲击性能和热稳定性能，合理的设计切削齿的切削角、侧倾角降低切削阻力，延长钻头使用寿命。2、选用高硬度优质钢材，经调质力学性能抗弯强度达到900MPa，最大程度提高了钻头在井下使用的安全性。3、在满足冷却钻头、清洗井底、携帯岩屑的基础上，以最佳状态的喷嘴方位角、中心轴线夹角(向心角)、径侧角。达到有效地即能冷却切削齿，又能降低水力对钻头基体的冲蚀，最大发挥水马力作用，达到提高机械钻速的目的。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种整体式钢体金刚石复合片钻头，其特征在于所述钻头包括钻头基体(I)、钻头接头(2)、连接丝扣(3)，所述钻头基体(I)设置有若干片凸起的刀翼(4)，两片刀翼(4)之间的空隙里设置有喷嘴孔与喷嘴(5)，刀翼(4)上设置有复合片切削齿(6)，所述钻头基体(I)、刀翼(4)、喷嘴孔与喷嘴(5)和复合片切削齿(6)四者利用机床一体成型。
2.根据权利要求I所述的整体式钢体金刚石复合片钻头，其特征在于所述刀翼(4)的个数范围为3-7个。
3.根据权利要求I所述的整体式钢体金刚石复合片钻头，其特征在于所述刀翼(4)的个数为5个。
4.根据权利要求I所述的整体式钢体金刚石复合片钻头，其特征在于所述刀翼(4)的尺寸范围为6 〃 -Il1U "。
专利摘要本实用新型公开了一种整体式钢体金刚石复合片钻头，包括钻头基体、钻头接头、连接丝扣，钻头基体设置有若干片凸起的刀翼，两片刀翼之间的空隙里设置有喷嘴孔与喷嘴，刀翼上设置有复合片切削齿，钻头基体、刀翼、喷嘴孔与喷嘴和复合片切削齿四者利用机床一体成型。本实用新型以金刚石PDC复合片作钻头的切削齿，以剪切方式破碎地层岩屑，采用高耐磨PDC复合片，提高钻头的耐冲击性能和热稳定性能，合理的设计切削齿的切削角、侧倾角降低切削阻力，延长钻头使用寿命。选用高硬度优质钢材，经调质力学性能抗弯强度达到900MPa，最大程度提高了钻头在井下使用的安全性。
文档编号E21B10/46GK202755896SQ20122043194
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者张明利, 于振忠, 张振峰, 何樱子 申请人:上海融智金刚石钻头有限公司, 上海中盟石油天然气有限公司