一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油開采設(shè)備領(lǐng)域，具體地，涉及一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒。
【背景技術(shù)】
[0002]金剛石孕鑲塊切削齒作為石油、地質(zhì)鉆探工具的鉆頭切削齒已有幾十年的歷史，但是到目前為止，鉆探工程中使用的金剛石孕鑲塊切削齒的整體材料都是以銅、鎳為主的合金作為粘結(jié)金剛石顆粒的胎體加高溫、高壓工藝制作而成，這種整體金剛石孕鑲塊作為鉆頭的切削齒有兩個(gè)缺點(diǎn):第一，金剛石孕鑲塊參與巖石切削的僅僅是出露在鉆頭冠部外面的部分，也就是與巖石接觸的部分，而嵌入鉆頭部分并不參與切削，因此這種整體式金剛石孕鑲塊切削齒有一半以上的金剛石顆粒并未參與切削，這實(shí)際上是浪費(fèi)金剛石，而且增加了鉆頭生產(chǎn)成本；第二，整體式金剛石孕鑲塊切削齒焊在鉆頭冠部時(shí)，由于孕鑲塊含有金剛石顆粒，其焊接強(qiáng)度有所降低，鉆頭在鉆井時(shí)所受沖擊載荷很大，孕鑲塊齒容易產(chǎn)生脫落，由此造成鉆頭報(bào)廢，損失很大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒，該金剛石孕鑲塊切削齒硬度高、壽命長(zhǎng)，而且金剛石用量少，成本低；切削齒焊接強(qiáng)度高，不易脫洛，鉆頭壽命長(zhǎng)。
[0004]本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒，包括固定在鉆頭本體上的基座，所述基座遠(yuǎn)離鉆頭本體的一端內(nèi)凹形成凹槽，且凹槽同時(shí)與基座的端頭和側(cè)壁連通，凹槽中設(shè)置有孕鑲塊，且孕鑲塊的底面與凹槽的底面固定，孕鑲塊和基座構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，孕鑲塊的側(cè)壁與凹槽的側(cè)壁設(shè)置在同一平面中，孕鑲塊的頂面和基座的頂面設(shè)置在同一圓弧面中。針對(duì)現(xiàn)在用整體式金剛石孕鑲塊切削齒的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種新型設(shè)計(jì)的組合式金剛石孕鑲切削齒，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是整個(gè)切削齒由兩部分組成:其一，參與切削的部分用特定粒度的高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)金剛石顆粒和銅、鎳、鈷合金胎體按特定的比例孕鑲而成，這樣，切削齒硬度高、壽命長(zhǎng)，而且金剛石用量少，成本低；其二，嵌入鉆頭不參與切削的部分用不含金剛石顆粒的銅、鎳、鈷合金制成孕鑲塊基座，這樣不但切削齒成本低，而且切削齒焊接強(qiáng)度高，不易脫落，鉆頭壽命長(zhǎng)。此外，為了保證這兩部分組合的連接強(qiáng)度，我們采用了特殊的制造工藝，使整個(gè)切削齒一次成型，不存在組合部分脫落問題。
[0005]在焊接時(shí)為了保證金剛石孕鑲塊部分準(zhǔn)確的露出位置，在基座和鉆頭本體固定的端面設(shè)置有內(nèi)凹定向槽，方便操作人員按照設(shè)計(jì)的方位將基座固定在鉆頭本體上，并且定向槽穿過基座的中心線，且與基座凹槽的底面垂直。
[0006]綜上，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0007]1、切削齒硬度高、壽命長(zhǎng)，而且金剛石用量少，成本低；
[0008]2、切削齒焊接強(qiáng)度高，不易脫落，鉆頭壽命長(zhǎng)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的正面剖視圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型的俯視圖；
[0011]圖3是孕鑲塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4是基座的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖5是本實(shí)用新型的安裝示意圖。
[0014]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:1一孕鑲塊；2—基座；3—定向槽；4一胎體；5—金剛石顆粒；6—凹槽；7—鉆頭本體。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0016]實(shí)施例:
[0017]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒，包括固定在鉆頭本體7上的基座2，所述基座2遠(yuǎn)離鉆頭本體7的一端內(nèi)凹形成凹槽6，且凹槽6同時(shí)與基座2的端頭和側(cè)壁連通，凹槽6中設(shè)置有孕鑲塊1，且孕鑲塊I的底面與凹槽6的底面固定，孕鑲塊I和基座2構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，孕鑲塊I的側(cè)壁與凹槽6的側(cè)壁設(shè)置在同一平面中，孕鑲塊I的頂面和基座2的頂面設(shè)置在同一圓弧面中。在本技術(shù)方案中，組合式金剛石孕鑲塊切削齒是圓柱形，其直徑為D，長(zhǎng)度為H，如圖1所示；金剛石孕鑲塊切削部分呈半圓形，其直徑為D，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，如圖3所示；不含金剛石顆粒的銅、鎳、鈷合金基座形狀如圖4所示，其前平面，后平面，圓柱面均為焊接表面，組合式孕鑲切削齒嵌入鉆頭冠部形狀如圖5所示，將基座2絕大部分焊接在鉆頭本體7中，留下孕鑲塊I底面平齊部分露出，在切削時(shí)保證其與巖石的接觸，實(shí)現(xiàn)材料的最大利用率。本切削齒硬度高、壽命長(zhǎng)，而且金剛石用量少，成本低，而且由于基座不參與切削的部分嵌入鉆頭本體中，這樣不但切削齒成本低，而且切削齒焊接強(qiáng)度高，不易脫落，鉆頭壽命長(zhǎng)。
[0018]孕鑲塊I主要由銅、鎳、鈷合金制成的胎體4以及均勻混合在胎體4中的金剛石顆粒5構(gòu)成。孕鑲塊I是指在胎體里均勻包鑲著金剛石顆粒的結(jié)構(gòu)。鉆進(jìn)時(shí)胎體磨損，金剛石不斷出露克取巖石，可以一直將胎體全部磨完，都有新出露的金剛石進(jìn)行工作，類似于砂輪磨削金屬材料。大多數(shù)的孕鑲塊是使用的人造金剛石。人造金剛石比天然金剛石價(jià)格便宜很多，也能較廣泛地用在硬地層中鉆進(jìn)。
[0019]基座2由不含金剛石顆粒的銅、鎳、鈷合金制成。由于基座在切削時(shí)雖沒有直接與巖石接觸，但是其需要承受孕鑲塊I切削時(shí)的沖擊力，所以基座2的材質(zhì)要采用具有一定硬度又具有承受沖擊載荷的材料制成，同時(shí)銅、鎳、鈷合金釬焊性能好，可以保證基座與鉆頭本體焊接牢固。
[0020]基座2和鉆頭本體7固定的端面內(nèi)凹形成定向槽3，且定向槽3穿過基座2的中心線。孕鑲塊I先與基座2采用特殊工藝固定為整體結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行焊接時(shí)只需將基座2焊接在鉆頭本體7上即可，由于整個(gè)孕鑲塊切削齒呈圓柱形，僅僅從外形上無法辨別基座2的朝向，因此設(shè)計(jì)了定向槽3來作為焊接的基準(zhǔn)，作為標(biāo)示，便于操作人員找準(zhǔn)焊接基面，防止出錯(cuò)。
[0021]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)、方法實(shí)質(zhì)上對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒，其特征在于，包括固定在鉆頭本體(7)上的基座(2)，所述基座(2)遠(yuǎn)離鉆頭本體(7)的一端內(nèi)凹形成凹槽(6)，且凹槽(6)同時(shí)與基座(2)的端頭和側(cè)壁連通，凹槽(6)中設(shè)置有孕鑲塊(1)，且孕鑲塊(I)的底面與凹槽(6)的底面固定，孕鑲塊(I)和基座(2)構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，孕鑲塊(I)的側(cè)壁與凹槽(6)的側(cè)壁設(shè)置在同一平面中，孕鑲塊(I)的頂面和基座(2)的頂面設(shè)置在同一圓弧面中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒，其特征在于，所述孕鑲塊(I)主要由銅、鎳、鈷合金制成的胎體(4)以及均勻混合在胎體(4)中的金剛石顆粒(5)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒，其特征在于，所述基座(2)由銅、鎳、鈷合金制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒，其特征在于，所述基座(2)和鉆頭本體(7)釬焊的端面設(shè)置有一條內(nèi)凹定向槽(3)，且定向槽(3)穿過基座(2)的中心線，且與基座(2)的凹槽底面垂直。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型石油鉆頭金剛石孕鑲塊切削齒，包括固定在鉆頭本體上的基座，所述基座遠(yuǎn)離鉆頭本體的一端內(nèi)凹形成凹槽，且凹槽同時(shí)與基座的端頭和側(cè)壁連通，凹槽中設(shè)置有孕鑲塊，且孕鑲塊的底面與凹槽的底面固定，孕鑲塊和基座構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，孕鑲塊的側(cè)壁與凹槽的側(cè)壁設(shè)置在同一平面中，孕鑲塊的頂面和基座的頂面設(shè)置在同一圓弧面中。該金剛石孕鑲塊切削齒硬度高、壽命長(zhǎng)，而且金剛石用量少，成本低；切削齒焊接強(qiáng)度高，不易脫落，鉆頭壽命長(zhǎng)。
【IPC分類】E21B10-46
【公開號(hào)】CN204609779
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520335308
【發(fā)明人】蘇益仁, 毛宗仁, 程興發(fā)
【申請(qǐng)人】成都惠靈豐金剛石鉆頭有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日