石油勘探鉆頭的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石油勘探鉆頭的制造方法，包括以下步驟：按照金剛石粉52～56%和鈦44～48%的比例混合均勻后另外加入占總原料量0.35～0.39%的催化劑，放入真空爐內(nèi)保持64～68分鐘；再放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，卸壓后覆蓋在合金基體上得到金剛石復(fù)合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成石油勘探鉆頭。根據(jù)該方法制得的石油勘探鉆頭穩(wěn)定性好、抗沖擊韌性好、耐磨性高且磨耗比低。
【專利說明】石油勘探鉆頭的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油勘探鉆頭的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前石油勘探鉆頭廣泛采用金剛石復(fù)合片形成。石油勘探鉆頭主要是應(yīng)用在油氣田的鉆采用鉆頭。金剛石以其特有的高硬度、高彈性模量、高熱導(dǎo)率。目前，加工工具以孕鑲單晶金剛石為主，燒結(jié)多晶金剛石工具正蓬勃興起。燒結(jié)多晶金剛石，則以單晶金剛石顆粒與金屬粉末的混合物方式或以單晶金剛石顆粒上覆蓋預(yù)制合金薄片方式形成的金剛石復(fù)合片為主。金剛石復(fù)合片(Polycrystalline Diamond Compound,簡稱為F1DC)具有很好的耐磨性、熱穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度和抗沖擊韌性。但是，利用現(xiàn)有技術(shù)制造金剛石復(fù)合片，進(jìn)而制得石油勘探鉆頭的性能尚不能完全滿足人們需要，人們希望得到性能更好的石油勘探鉆頭的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種抗沖擊韌性好、耐磨性高、磨耗比低的石油勘探鉆頭的制造方法。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0004]本發(fā)明提供一種石油勘探鉆頭的制造方法，所述方法包括以下步驟:
[0005]a、原料組成:以重量百分含量表不,所米用的原料組成為金剛石粉52?56%和鈦
44 ?48% ；
[0006]b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.35?0.39%的催化劑，將其原料和催化劑裝入碳合成模中；
[0007]C、然后將裝有原料和催化劑的碳合成模放入真空爐內(nèi)保持64?68分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.0009?0.0012Pa，溫度為100?150°C ；
[0008]d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為595?605A，加熱時(shí)間為64?66s，壓力為0.8?
1.2萬公斤，保壓時(shí)間為98?102s ；
[0009]e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后覆蓋在合金基體上得到金剛石復(fù)合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成石油勘探鉆頭。
[0010]根據(jù)上述的石油勘探鉆頭的制造方法，步驟b中所述催化劑為硼。
[0011]根據(jù)上述的石油勘探鉆頭的制造方法，步驟d中所述高溫高壓合成過程中控制電流為600A，加熱時(shí)間為65s，壓力為1.0萬公斤，保壓時(shí)間為100s。
[0012]本發(fā)明的積極有益效果:
[0013]本發(fā)明采用了特殊的混合原料和催化劑及其配比，根據(jù)該方法制備而成的石油勘探鉆頭，抗沖擊韌性好，具有極高的耐磨性。本發(fā)明制得的金剛石復(fù)合片的磨耗比較低，相比于天然金剛石具有更高的研磨效率。另外，利用本發(fā)明技術(shù)方案制備而成的金剛石復(fù)合片，產(chǎn)品自銳性能好，研磨效率高?！揪唧w實(shí)施方式】:
[0014]以下實(shí)施例僅為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]一種石油勘探鉆頭的加工方法，所述方法的詳細(xì)步驟如下:
[0017]a、原料組成:以重量百分含量表不,所米用的原料組成為金剛石粉54%和鈦46% ;其中54%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5?7金剛石粉組成；
[0018]b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.37%的硼，將其原料和硼裝入碳合成模中；
[0019]C、然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐內(nèi)保持66分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.0OlPa，溫度為120。。；
[0020]d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為600A，加熱時(shí)間為65s，壓力為1.0萬公斤，保壓時(shí)間為IOOs ；
[0021]e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到金剛石復(fù)合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成石油勘探鉆頭。
[0022]實(shí)施例2:
[0023]一種石油勘探鉆頭的加工方法，所述方法的詳細(xì)步驟如下:
[0024]a、原料組成:以重量百分含量表示，所采用的原料組成為金剛石粉56%和鈦44% ；其中56%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5?7金剛石粉組成；
[0025]b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.35%的硼，將其原料和硼裝入碳合成模中；
[0026]C、然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐內(nèi)保持64分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.0009Pa，溫度為IOO0C ；
[0027]d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為595A，加熱時(shí)間為64s，壓力為0.9萬公斤，保壓時(shí)間為98s ；
[0028]e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到金剛石復(fù)合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成石油勘探鉆頭。
[0029]實(shí)施例3:
[0030]一種石油勘探鉆頭的加工方法，所述方法的詳細(xì)步驟如下:
[0031]a、原料組成:以重量百分含量表不,所米用的原料組成為金剛石粉56%和鈦44% ;其中56%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5?7金剛石粉組成；
[0032]b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.39%的硼B(yǎng)，將其原料和硼裝入碳合成模中；
[0033]C、然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐內(nèi)保持68分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.0012Pa，溫度為150。。；
[0034]d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為605A，加熱時(shí)間為66s，壓力為1.2萬公斤，保壓時(shí)間為102s ；
[0035]e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到金剛石復(fù)合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成石油勘探鉆頭。
[0036]實(shí)施例4:
[0037]一種石油勘探鉆頭的加工方法，所述方法的詳細(xì)步驟如下:
[0038]a、原料組成:以重量百分含量表不,所米用的原料組成為金剛石粉55%和鈦45% ；其中55%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5?7金剛石粉組成；
[0039]b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.38%的硼，將其原料和硼裝入碳合成模中；
[0040]C、然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐內(nèi)保持65分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.0OlPa，溫度為130。。；
[0041]d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為602A，加熱時(shí)間為65s，壓力為1.1萬公斤，保壓時(shí)間為IOls ；
[0042]e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到金剛石復(fù)合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成石油勘探鉆頭。
[0043]實(shí)施例5:
[0044]—種石油勘探鉆頭的加工方法，所述方法的詳細(xì)步驟如下:
[0045]a、原料組成:以重量百分含量表不,所米用的原料組成為金剛石粉54%和鈦46% ；其中54%的金剛石粉是由40%的W20金剛石粉、35%的W15金剛石粉和25%的W5?7金剛石粉組成；
[0046]b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.36%的硼，將其原料和硼裝入碳合成模中；
[0047]C、然后將裝有原料和硼的碳合成模放入真空爐內(nèi)保持66分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.0009Pa，溫度為IlO0C ；
[0048]d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為602A，加熱時(shí)間為66s，壓力為1.05萬公斤，保壓時(shí)間為IOls ；
[0049]e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后得到金剛石復(fù)合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成石油勘探鉆頭。
[0050]本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種石油勘探鉆頭的制造方法，所述方法包括以下步驟: a、原料組成:以重量百分含量表不，所米用的原料組成為金剛石粉52?56%和鈦44?48% ； b、按照步驟a所述的原料組成稱取金剛石粉和鈦，混合均勻后另外加入占總原料量0.35?0.39%的催化劑，將其原料和催化劑裝入碳合成模中； C、然后將裝有原料和催化劑的碳合成模放入真空爐內(nèi)保持64?68分鐘；所述真空爐內(nèi)真空度為0.0009?0.0012Pa，溫度為100?150°C ； d、將步驟b抽真空加熱后得到的半成品放入金剛石六面頂壓力機(jī)中進(jìn)行高溫高壓合成，高溫高壓合成過程中控制電流為595?605A，加熱時(shí)間為64?66s，壓力為0.8?1.2萬公斤，保壓時(shí)間為98?102s ； e、高溫高壓合成后進(jìn)行卸壓，卸壓后覆蓋在合金基體上得到金剛石復(fù)合片，加工成型后安裝在鉆桿上制成石油勘探鉆頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油勘探鉆頭的制造方法，其特征在于:步驟b中所述催化劑為硼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油勘探鉆頭的制造方法，其特征在于:步驟d中所述高溫高壓合成過程中控制電流為600A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油勘探鉆頭的制造方法，其特征在于:步驟d中所述高溫高壓合成過程中加熱時(shí)間為65s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油勘探鉆頭的制造方法，其特征在于:步驟d中所述高溫高壓合成過程中壓力為1.0萬公斤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油勘探鉆頭的制造方法，其特征在于:步驟d中所述高溫高壓合成過程中保壓時(shí)間為100s。
【文檔編號(hào)】E21B10/46GK103758461SQ201310545889
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】張翠 申請(qǐng)人:溧陽市江大技術(shù)轉(zhuǎn)移中心有限公司