一种分体式保径块、制造方法以及具有该保径块的PDC钻头技术

本发明专利技术涉及一种分体式保径块、制造方法以及具有该保径块的PDC钻头，分体式保径块，包括底座、保径板以及PDC齿板，底座的下端面设置有滑槽，底座的上端面设置有凹槽，凹槽的底部中心处设置有第一通孔，保径板包括保径板本体，保径板本体的两侧中心处分别设置有盲孔，且两侧盲孔之间通过第二通孔连通，保径板本体的两侧围绕盲孔均嵌设有多个TSP聚晶齿，PDC齿板包括齿板本体，齿板本体的两个相对的棱上沿棱的长度方向均匀设置有多个向外倾斜的PDC复合片齿，齿板本体上设置有第三通孔和第四通孔。当保径板和PDC齿板均过渡磨损时，更换新的保径板和PDC齿板即可，这样的结构设计能够大大降低PDC钻头的更换、维修成本。

A kind of split type diameter maintaining block, manufacturing method and PDC bit with the diameter maintaining block

【技术实现步骤摘要】
一种分体式保径块、制造方法以及具有该保径块的PDC钻头
本专利技术涉及PDC钻头
，具体涉及一种分体式保径块、制造方法以及具有该保径块的PDC钻头。
技术介绍
目前，在石油、天然气和其他探矿钻井作业中，主要运用PDC钻头进行钻进作业，PDC钻头的基本结构包括接头、基体、刀翼、切削齿，基体的后部与接头连接，一般一体成型，也可以焊接连接，基体的前部设有保径段，多个刀翼围绕设于基体的前端上，多个切削齿设于刀翼上，基体的前端位于其中两个相邻刀翼之间的位置设有与内部的水眼孔连通的喷嘴，用于向切削齿部分喷射钻井液。PDC钻头的保径段作为PDC钻头的重要组成部分，对钻头的使用效果具有重要影响。PDC钻头的保径结构在钻头的钻进过程中起到扶正钻头、保证井壁稳定、井眼规则和井径不缩小的作用。钻头每次下井使用，对钻头的保径块都具有一定程度的磨损，导致钻头外径逐渐变小。当保径齿磨损到使得井眼直径减小到不能满足工作要求时，便达到了钻头的使用寿命，从而需要更换新的钻头。现有的一些PDC钻头为了避免因为保径块的过渡磨损导致整个钻头的更换，将保径块与钻头基体做成活动连接，当保径块磨损后，拆下保径块，换上新的保径块即可，但是有些保径块的外端面和棱上设置有不同的切削齿，两处的切削齿的磨损状况也不相同，导致有时候棱上的切削齿已经严重损害，而外端面上切削齿还能正常使用，或者外端面上切削齿已经严重损害，而棱上的切削齿还能正常使用，这时候如果更换整个保径块均为造成一定程度上的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种分体式保径块、制造方法以及具有该保径块的PDC钻头。本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种分体式保径块，包括底座、保径板以及PDC齿板，所述底座的下端面设置有滑槽，底座的上端面设置有凹槽，凹槽的底部中心处设置有第一通孔，所述保径板包括保径板本体，保径板本体的两侧中心处分别设置有盲孔，且两侧盲孔之间通过第二通孔连通，保径板本体的两侧围绕盲孔均嵌设有多个TSP聚晶齿，所述PDC齿板包括齿板本体，齿板本体的两个相对的棱上沿棱的长度方向均匀设置有多个向外倾斜的PDC复合片齿，齿板本体上设置有第三通孔和第四通孔，所述保径板可盖设在底座的凹槽处，保径板下端面的TSP聚晶均置于底座的凹槽内，齿板本体可通过螺栓穿过第三通孔或第四通孔将其与底座固定在一起。作为本专利技术分体式保径块的进一步优化：所述TSP聚晶齿为圆柱状聚晶齿。作为本专利技术分体式保径块的进一步优化：所述底座下端面的滑槽为装配燕尾槽。作为本专利技术分体式保径块的进一步优化：所述底座的其中一个侧壁下部设置有PDC齿避让槽。作为本专利技术分体式保径块的进一步优化：所述底座上端面的凹槽为台阶结构的凹槽。一种分体式保径块的制造方法，包括以下步骤：S1：铸造长方体形状的底座，在铸造过程中，在底座的上端预留台阶孔，在底座的下端面预留燕尾槽，然后在底座沿长度方向的一侧靠近底部的位置加工出螺纹盲孔；S2：铸造保径板，在铸造过程中，在保径板的上下端面中心处分别预留盲孔，在上下端面围绕中心盲孔预留多个TSP聚晶齿的齿穴，铸造完成后，在保径板上沿轴向打孔，使两侧盲孔连通，最后将TSP聚晶齿固定焊接在齿穴内；S3：铸造PDC齿板，在铸造过程中，在PDC齿板两个相对的棱上沿棱的长度方向预留多个PDC复合片齿的齿穴，铸造完成后，将PDC复合片齿固定焊接在齿穴内；S4：将保径板卡入底座上端面的台阶孔内，然后通过螺栓将PDC齿板固定在底座具有螺纹盲孔的一侧，即得到分体式保径块。作为上述分体式保径块的制造方法的进一步优化：所述步骤S2和S3中焊接的具体操作为：对齿穴进行加热，并向齿穴内喷涂焊接，同时在齿穴的底部及内壁浸润钎料，然后将齿放入齿穴内，控制加热温度630-650℃，同时向齿的背部融化焊丝，调整好齿的角度后，停止加热并按压齿，最后喷洒少量钎剂并用银焊料填充接缝。作为上述分体式保径块的制造方法的进一步优化：所述浸润钎料为银铜钎料，钎料由以下重量百分比的原料组成：Ag55-65%、Cu15-20%、Zn5-10%、Sn5-8%以及P3-8%。作为上述分体式保径块的制造方法的进一步优化：所述钎料中还含有1-5%的液态金属Ga。一种具有分体式保径块的PDC钻头，包括钻头主体，钻头主体的尾部设置有钻头接头，钻头主体的头部环绕设置有多个刀翼，每个刀翼的上端均设置有多个PDC复合片齿，每个所述刀翼的下方均活动连接有分体式保径块，位于刀翼下方的钻头接头外壁上设置有导轨，导轨的上端面开设有螺纹孔，所述分体式保径块的底座通过其滑槽卡设在导轨上，分体式保径块的底座、保径板与导轨之间通过紧固螺栓固定在一起，紧固螺栓的头端依次穿过保径板的第二通孔以及底座的第一通孔旋入导轨的螺纹孔内。有益效果1、本专利技术的分体式保径块分为底座、保径板以及PDC齿板三部分，其中保径板和PDC齿板的两端均设置有切削齿，且三部分之间为可拆卸连接，当保径板上的切削齿过渡磨损时，将保径板即翻面使备用的切削齿朝外即可，当PDC齿板上的切削齿过渡磨损时，将PDC齿板进行翻转使备用的切削齿朝上即可，当保径板和PDC齿板均过渡磨损时，更换新的保径板和PDC齿板即可，这样的结构设计能够大大降低PDC钻头的更换、维修成本；2、本专利技术的分体式保径块在制造过程中，采用的独特的焊料进行齿的钎焊，其中，焊料中加入的液态金属Ga能在齿穴的表面晶界优先扩散，利用起到的反应铺展作用进行“反应去膜”，在钎焊过程中，Ga缓慢氧化生产一层薄膜，能够提升钎焊位的局部温度，提高钎焊的效率及质量。附图说明图1为本专利技术分体式保径块的外部结构示意图；图2为本专利技术分体式保径块的内部结构示意图；图3为本专利技术分体式保径块中底座的结构示意图；图4为本专利技术分体式保径块中保径板的结构示意图；图5为本专利技术分体式保径块中PDC齿板的结构示意图；图6为本专利技术分体式保径块与钻头主体的连接关系示意图；图7为本专利技术分体式保径块与钻头主体的连接关系局部放大示意图；图8为本专利技术具有分体式保径块的PDC钻头的结构示意图；图中标记：1、底座，2、保径板，3、PDC齿板，4、紧固螺栓，5、钻头主体，6、钻头接头，7、刀翼，8、导轨，1-1、滑槽，1-2、凹槽，1-3、第一通孔，1-4、PDC齿避让槽，2-1、盲孔，2-2、第二通孔，2-3、TSP聚晶齿，2-4、保径板本体，3-1、齿板本体，3-2、PDC复合片齿，3-3、第三通孔，3-4、第四通孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1如图1-6所示：一种分体式保径块，包括底座1、保径板2以及PDC齿板3，底座1的下端面设置有滑槽1-1，滑槽1-1为装配燕尾槽，该装配燕尾槽的作用是定位，在安装的时候，将底座1通过装配燕尾槽卡设在钻头的滑轨上，完成定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体式保径块，其特征在于：包括底座（1）、保径板（2）以及PDC齿板（3），所述底座（1）的下端面设置有滑槽（1-1），底座（1）的上端面设置有凹槽（1-2），凹槽（1-2）的底部中心处设置有第一通孔（1-3），所述保径板（2）包括保径板本体（2-4），保径板本体（2-4）的两侧中心处分别设置有盲孔（2-1），且两侧盲孔（2-1）之间通过第二通孔（2-2）连通，保径板本体（2-4）的两侧围绕盲孔（2-1）均嵌设有多个TSP聚晶齿（2-3），所述PDC齿板（3）包括齿板本体（3-1），齿板本体（3-1）的两个相对的棱上沿棱的长度方向均匀设置有多个向外倾斜的PDC复合片齿（3-2），齿板本体（3-1）上设置有第三通孔（3-3）和第四通孔（3-4），所述保径板（2）可盖设在底座（1）的凹槽（1-2）处，保径板（2）下端面的TSP聚晶齿（2-3）均置于底座（1）的凹槽（1-2）内，齿板本体（3-1）可通过紧固螺栓（4）穿过第三通孔（3-3）或第四通孔（3-4）将其与底座（1）固定在一起。/n

【技术特征摘要】
1.一种分体式保径块，其特征在于：包括底座（1）、保径板（2）以及PDC齿板（3），所述底座（1）的下端面设置有滑槽（1-1），底座（1）的上端面设置有凹槽（1-2），凹槽（1-2）的底部中心处设置有第一通孔（1-3），所述保径板（2）包括保径板本体（2-4），保径板本体（2-4）的两侧中心处分别设置有盲孔（2-1），且两侧盲孔（2-1）之间通过第二通孔（2-2）连通，保径板本体（2-4）的两侧围绕盲孔（2-1）均嵌设有多个TSP聚晶齿（2-3），所述PDC齿板（3）包括齿板本体（3-1），齿板本体（3-1）的两个相对的棱上沿棱的长度方向均匀设置有多个向外倾斜的PDC复合片齿（3-2），齿板本体（3-1）上设置有第三通孔（3-3）和第四通孔（3-4），所述保径板（2）可盖设在底座（1）的凹槽（1-2）处，保径板（2）下端面的TSP聚晶齿（2-3）均置于底座（1）的凹槽（1-2）内，齿板本体（3-1）可通过紧固螺栓（4）穿过第三通孔（3-3）或第四通孔（3-4）将其与底座（1）固定在一起。


2.如权利要求1所述的分体式保径块，其特征在于：所述TSP聚晶齿（2-3）为圆柱状聚晶齿。


3.如权利要求1所述的分体式保径块，其特征在于：所述底座（1）下端面的滑槽（1-1）为装配燕尾槽。


4.如权利要求1所述的分体式保径块，其特征在于：所述底座（1）的其中一个侧壁下部设置有PDC齿避让槽（1-4）。


5.如权利要求1所述的分体式保径块，其特征在于：所述底座（1）上端面的凹槽（1-2）为台阶结构的凹槽（1-2）。


6.一种分体式保径块的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：铸造长方体形状的底座，在铸造过程中，在底座的上端预留台阶孔，在底座的下端面预留燕尾槽，然后在底座沿长度方向的一侧靠近底部的位置加工出螺纹盲孔；
S2：铸造保径板，在铸造过程中，在保径板的上下端面中心处分别预留盲孔，在上下端面围...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺波，赵润琦，于振忠，单连茂，冯宝忠，李群，夏洪飞，王海宝，
申请(专利权)人：潍坊盛德石油机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37