[发明专利]基于保证同一个PDC钻头中所有刀翼加工成型精度的方法

说明书

本发明公开了一种基于保证同一个PDC钻头中所有刀翼加工成型精度的方法，将需要加工的钻头安装在固定装置中，刀具安装在往复机构中；主动力机构上安装有凸轮，将与凸轮进行接触的滚轮安装在连接臂中，随着凸轮转动始终保持凸轮和滚轮进行接触；固定装置每次转动的工位使得钻头上待加工刀翼位于刀具的工作区域正面，凸轮进行转动使得刀具与钻头进行靠近或者远离，实现对钻头的刀翼加工，凸轮每转一周与固定装置的工位匹配。本发明利用固定装置与凸轮机构形成配合，使得每条刀翼都得到相同精度的加工，从而保证刀翼精度，使得钻头的精确度满足钻孔时要求，相对于现有加工方式，其提高了加工效率，降低了劳动强度。

技术领域

本发明涉及PDC钻头加工技术领域，具体涉及一种基于保证同一个PDC钻头中所有刀翼加工成型精度的方法。

背景技术

PDC钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称。是地质钻探行业常用的一种钻井工具。其实它的演变是从金刚钻演变来的，主要分为以下两类：

1、胎体式PDC钻头：

胎体式金刚石复合片钻头是将金刚石复合片通过钎焊方式焊接在钻头胎体上的一种切削型钻头。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，用天然金刚石保径。

2、钢体式PDC钻头：

钢体PDC钻头，是用镍、铬、钼合金机械加工成形。经过热处理后在钻头体上钻孔，将人造聚晶金刚石复合片压入(紧配合)钻头体内，用柱状碳化钨保径。

按照适用行业分类：

1、地质勘探用复合片钻头：

主要用于地质勘察勘探的复合片钻头，适用于软到中硬岩层，现在有些厂家新研发的新型复合片可以应用到十级硬度的岩层。

2、煤田钻采用复合片钻头：

主要是用于煤矿上煤层钻探采挖。一般来讲煤田的岩层相对较软，复合片钻头被大量应用，如锚杆钻头，三翼钻头等。

3、石油勘探用复合片钻头：

主要是应用在油气田的钻采用钻头。目前来说，油田用复合片钻头是所有复合片钻头里面造价最高，要求最高的。可以说是复合片钻头里面的贵族了。

近年间，PDC切削齿的质量和类型都发生了巨大的变化。如果将20世纪80年代的齿与当今的齿进行比较的话，差异是相当大的。由于混合工艺与制造工艺的变化，当今的切削齿的质量性能要好得多，使钻头的抗冲蚀以及抗冲击能力都大为提高。

工程师们还对碳化钨基片与人造金刚石之间的界面进行了优化，以提高切削齿的韧性。层状金刚石工艺方面的革新也被用于提高产品的抗磨蚀性和热稳定性。

除了材料和制造工艺方面的发展以外，PDC产品在齿的设计技术和布齿方面也实现了重大的突破。现在，PDC产品已可被用于以前所不能应用的地区，如更硬、磨蚀性更强和多变的地层。这种向新领域中的扩展，对金刚石(固定切削齿)钻头和牙轮钻头之间的平衡发生了很大的影响。

最初，PDC钻头只能被用于软页岩地层中，原因是硬的夹层会损坏钻头。但由于新技术的出现以及结构的变化，目前PDC钻头已能够用于钻硬夹层和长段的硬岩地层了。PDC钻头正越来越多地为人们所选用，特别是随着PDC齿质量的不断提高，这种情况越发凸显。

由于钻头设计和齿的改进，PDC钻头的可定向性也随之提高，这进一步削弱了过去在马达钻井中牙轮钻头的优势。目前，PDC钻头每天都在许多地层的钻井应用中排挤掉牙轮钻头的市场。

目前进行PDC钻头进行加工时，都是采用烧结或者浇注成型，而成型后由于钻头本身结构的特殊性，需要对其轮廓进行加工，形成钻头对应面的结构，以保证钻头钻孔时的稳定性，防止出现偏移或者抖动，目前进行加工时都是人工根据经验手动方式来加工，加工时质量不易控制，会影响钻头钻孔的精确度。