專利名稱：整體燒結孕鑲金剛石鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金剛石鉆頭，具體地講，是涉及一種整體燒結孕鑲金剛石鉆頭。
背景技術：
金剛石鉆頭通常應用于鉆探和開采行業，是將金剛石做切削刃的鉆頭，屬一體式鉆頭，整個鉆頭沒有活動的零部件，結構比較簡單，具有高強度、高耐磨和抗沖擊的能力，是20世紀80年代世界鉆井三大新技術之一。現場使用證明，金剛石鉆頭在軟一中硬度地層中
鉆進時，有速度快、進尺多、壽命長、工作平穩、井下事故少、井身質量好等優點，但在含有硬夾層的非均質地層中鉆進時，工作性能很差，容易發生沖擊損壞和高溫磨損嚴重現象，引起鉆頭先期損壞。目前在國內鉆頭生產廠家制造孕鑲金剛石鉆頭大多以單晶鋪墊或低溫電鑄聚集方式為主，在面對硬質地層時常常由于耐磨性能不足，導致磨損過快，實際使用中，通常采用國產復式渦輪鉆具加上上述孕鑲金剛石鉆頭，在鉆進過程中，往往是在渦輪鉆具尚未失效時，孕鑲金剛石鉆頭就先期磨禿，由此導致整體使用壽命降低的局限。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，解決目前孕鑲金剛石鉆頭的耐磨性不足導致使用壽命短的問題。為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，包括整體燒結而成的胎體，在胎體前端孕鑲布置的金剛石孕鑲柱，以及在胎體表面分布的水槽。為了保證鉆探效果,所述金剛石孕鑲柱相比胎體表面出露I 3mm。進一步地，所述胎體為圓柱狀，其前端與側面間呈圓角，金剛石孕鑲柱以胎體前端面的中心為中心在前端面和圓角弧面上呈漸開螺旋線狀均勻分布。為了確保整體強度，所述金剛石孕鑲柱由金剛石單晶制成；所述胎體由碳化鎢材料制成。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果(I)本實用新型設計巧妙，結構簡單，使用方便，適合推廣應用。(2)本實用新型先將金剛石單晶制成金剛石孕鑲柱，再將金剛石孕鑲柱孕鑲于胎體中，由此增加了金剛石單晶以及整個鉆頭的耐磨性，從而提高了鉆頭的使用壽命。(3)本實用新型中由金剛石單晶制成的金剛石孕鑲柱在鉆探過程中，利用金剛石單晶的刃度與地層不斷摩擦進行有效切削，而在金剛石孕鑲柱尖端的金剛石單晶磨損后由地層應力將其崩掉，露出新的切削刃，具有極好的自銳性，從而保證了鉆頭的機械鉆速不會降低。(4)本實用新型的金剛石孕鑲柱在前端呈漸開螺旋線分布，保證了在旋轉時鉆頭上每個位置都能有效地對地層進行鉆探切削，避免了切削死角，同時和水槽配合作用，能夠及時將渣質排出和對鉆頭進行加水降溫，進而確保了鉆頭鉆速穩定。(5)本實用新型的胎體采用碳化鎢整體燒結制成，碳化鎢具有與金剛石相近的硬度，保證了鉆頭整體強度高的特性，而且碳化鎢便于燒結成型，使金剛石孕鑲柱能夠穩定地被夾持在胎體中，防止了在使用中由于高速旋轉導致其整體磨損掉落，從而提高了本實用新型的整體使用壽命。
圖I為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型的俯視圖。圖3為本實用新型的剖面結構示意圖。上述附圖中，附圖標記對應的部件名稱如下I-胎體，2-金剛石孕鑲柱，3-水槽。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例如圖1-3所示，該整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，包括整體燒結而成的胎體1，在胎體前端孕鑲布置的金剛石孕鑲柱2，以及在胎體表面分布的水槽3。而本實用新型在制作時，先將金剛石單晶混合鎳錳合金粉在高溫高壓下制成金剛石孕鑲柱，該金剛石孕鑲柱的內部構造類似于砂輪，不同的是其內部由金剛石單晶密集排布組成；然后將金剛石孕鑲柱按照漸開螺旋線的方式排布于鉆頭模具中，再將碳化鎢粉以及填料充分填充于鉆頭模具中，壓制成型后將鉆頭模具放入燒結爐中進行整體燒結，即可制成本實用新型，由于碳化鎢燒結技術已經十分成熟，此處不再詳細描述。水槽也由鉆頭模具上設置的結構一體成型，以保證整體強度。為了保證鉆頭切削效果，金剛石孕鑲柱相比胎體表面出露I 3mm，該數值根據實際鉆探需要設置不同，通常對于軟質地層采用出露3_的設置，對應硬質地層采用Imm的設置，以減少不必要的磨損。制成的本實用新型從外形上看，整體為側面帶槽的圓柱體，且其前端與側面之間呈圓角，金剛石孕鑲柱以胎體前端的中心為中心在前端面和圓角弧面上呈漸開螺旋線狀均勻分布。在內部試驗時，例如在中石化中原油田內蒙勘探事業部施工的意6井，連續使用了 4只低溫電鑄式的孕鑲金剛石鉆頭，工作時間均在20 30小時左右就將鉆頭的金剛石工作面磨禿；而當使用本實用新型時，整體壽命達到了 180 200小時的工作時間，由此體現了本實用新型優良的耐磨性和超長的使用壽命。按照上述實施例，便可很好地實現本實用新型。
權利要求1.整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，包括整體燒結而成的胎體(I)，在胎體(I)前端孕鑲布置的金剛石孕鑲柱(2)，以及在胎體(I)表面分布的水槽(3)。
2.根據權利要求I所述的整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，所述金剛石孕鑲柱(2)相比胎體(I)表面出露I 3mm。
3.根據權利要求2所述的整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，所述胎體(I)為圓柱狀，其前端與側面間呈圓角，金剛石孕鑲柱(2)以胎體(I)前端面的中心為中心在前端面和圓角弧面上呈漸開螺旋線狀均勻分布。
4.根據權利要求I 3任意一項所述的整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，所述金剛石孕鑲柱(2)由金剛石單晶制成。
5.根據權利要求4所述的整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于，所述胎體(I)由碳化鎢材料制成。
專利摘要本實用新型公開了一種整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，屬于鉆探技術，解決了目前孕鑲金剛石鉆頭的耐磨性不足導致使用壽命短的問題。該整體燒結孕鑲金剛石鉆頭，包括整體燒結而成的胎體，在胎體前端孕鑲布置的金剛石孕鑲柱，以及在胎體表面分布的水槽。本實用新型設計巧妙，結構簡單，先將金剛石單晶制成金剛石孕鑲柱，再將金剛石孕鑲柱孕鑲于胎體中，從制作工藝和結構上均作出改變，從而在保證了本實用新型的鉆探切削性能的同時提高了耐磨性，進而提高了使用壽命。
文檔編號E21B10/46GK202706928SQ201220366568
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者許林, 孫成龍 申請人:成都奧尤蓋茨科技發展有限公司