本发明专利技术公开了一种用于油气开采的PDC钻头胎体制备装置，属于PDC钻头地质钻探设备生产技术领域，通过在上料台上进行钻头形状模具的粉料填充，该所述上料台的台面上并排设置有钻头模具安装架和辅助烧结模具安装架，所述上料台的台面上还竖直设置有L型竖板，所述L型竖板的水平板顶面一端固定设置有粉料罐，所述L型竖板的竖直板上设置有模具导向架，将钻头形状模具通过L型台架一和L型台架二进行夹紧固定，在钻头形状模具的夹紧过程中，通过电机二驱动转轴转动，使转轴驱动两端的凸轮转动，使转轴两端的凸轮间歇性的推动T型推动杆，使钻头形状模具在钻头模具安装架上进行间歇性的摆动，使粉料在钻头形状模具内的注入更加充实平整，提高了PDC钻头胎体的制备质量。提高了PDC钻头胎体的制备质量。提高了PDC钻头胎体的制备质量。
【技术实现步骤摘要】
一种用于油气开采的PDC钻头胎体制备装置
[0001]本专利技术属于地质钻探设备生产
，具体是一种用于油气开采的PDC钻头胎体制备装置。
技术介绍
[0002]目前，在石油、地质等领域使用PDC齿作为切削齿的回转钻进钻头(简称PDC钻头)很广泛。与其他类别钻头，如牙轮钻头、刮刀钻头和天然金刚石钻头等相比较，PDC钻头具有机械钻速高，钻头进尺寿命长等优点。PDC胎体钻头在井底工作时，承受着高强度的扭矩负荷和来自轴向、法向和周向的各种冲击负荷。随着钻井深度的不断增加，扭矩负荷和冲击负荷也越来越强烈，上述情况会加剧钻头胎体的损坏，大幅度降低了钻头使用寿命。如果负荷过载，甚至会出现断刀翼等钻井事故。钻头使用寿命低和处理短刀翼钻井事故都必须要进行起下钻工作，频繁起下钻大幅增加了钻井周期，钻井效率极低。因此PDC钻头胎体强度不足是钻头使用寿命低的一个瓶颈所在，对钻井周期和钻井效率影响极大，如专利申请号（201610581812.9）公开了一种PDC钻头胎体制备工艺。制备工艺包括：模具制作，钢体制作，粉料制作，装料，胎体无压浸渍烧结，胎体加压浸渍烧结，脱模和清理胎体。本专利技术采用加压浸渍烧结PDC钻头胎体能使铜合金更充分地渗透入粉料中，铜合金更饱满地填充在粉料间隙中能大幅提高烧结出的胎体的整体强度；在钻井中，采用本专利技术提供的PDC胎体钻头具有更高强度，钻头使用寿命大幅提高，节约了大量起下钻时间，缩短了钻井周期提高了钻井效率，但是该方案在PDC钻头胎体的制备过程中存在以下不足：1、现有的装料振动台对于不同尺寸的钻头形状模具固定难；2、现有的装料振动台在钻头形状模具的装料过程中对于钻头形状模具的振动控制难，导致钻头形状模填料不充实；3、现有的装料振动台实用性差，只能实现对装料振动台的填料，作用单一。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于油气开采的PDC钻头胎体制备装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于油气开采的PDC钻头胎体制备装置，包括上料台，所述上料台的台面上并排设置有钻头模具安装架和辅助烧结模具安装架，所述上料台的台面上还竖直设置有L型竖板，所述L型竖板的水平板顶面一端固定设置有粉料罐，所述L型竖板的竖直板上设置有模具导向架；所述钻头模具安装架包括导向框一，所述导向框一的内部滑动连接有导向台一，所述上料台的底面上固定设置有气缸一，所述气缸一贯穿上料台的台面同导向台一的底面连接，所述导向台一的台面上固定设置有基板，所述基板的正面和背面中间位置均竖直设置有侧板，且在基板两侧的侧板之间设置有螺杆一，所述螺杆一的一端贯穿基板正面的侧板
同电机一输出端连接，所述螺杆一沿中线方向两端的螺纹旋向相反，所述螺杆一的两端经螺纹连接对称设置有螺母座，且在两端的螺母座上分别设置有L型台架一和L型台架二，所述L型台架二与L型台架一相对的侧面上等距设置有若干个弹簧二；所述L型台架一为空腔结构，所述L型台架一的端面上设置有电机二，所述电机二的输出轴贯穿L型台架一的端面连接有转轴，所述转轴设置在L型台架一的空腔内部，所述转轴的两端分别设置有凸轮，所述L型台架一与L型台架二相对的侧面两端分别开设有供T型推动杆滑动的通孔，所述T型推动杆的圆盘设置在L型台架一的空腔内部，且在T型推动杆上设置有弹簧一，所述弹簧一的两端分别与圆盘的盘面及L型台架一内部侧面相抵；所述辅助烧结模具安装架包括导向框二，所述导向框二的内部滑动连接有导向台二，所述上料台的底面上固定设置有气缸二，所述气缸二贯穿上料台的台面同导向台二的底面连接，所述导向台二的台面上开设有环形槽，所述导向台二的环形槽内转动连接有转盘，转盘的盘面上竖直设置有连接柱，所述连接柱的顶面固定设置有供辅助烧结模具架设的支撑盘。
[0005]作为本专利技术再进一步的方案：所述模具导向架包括U型导向板，所述L型竖板的竖直板沿水平方向开设有条形槽，所述L型竖板的竖直板背面且位于条形槽的两端设置有侧板，且在两端的侧板之间设置有螺杆三，所述螺杆三的一端贯穿侧板同电机四的输出端连接，所述螺杆三上通过螺纹连接有螺母座，螺母座的正面上设置有连接块，所述连接块同U型导向板的背面固定连接；所述U型导向板内部设置有螺杆二，所述螺杆二的一端贯穿U型导向板一侧的侧面同电机三的输出端连接，所述电机三固定设置在U型导向板的外部侧面上，所述螺杆二沿中线方向两端的螺纹旋向相反，所述螺杆二的两端经螺纹连接对称设置有夹紧板。
[0006]作为本专利技术再进一步的方案：所述夹紧板上开设有与螺杆二相适配的螺纹通孔，所述夹紧板的高度与U型导向板的高度一致，所述夹紧板在上料台竖直方向上的投影端点与基板在上料台竖直方向的投影中间点重合。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：所述L型竖板的竖直板位于条形槽的下方沿水平方向开设有T型槽，所述T型槽内滑动连接有T型块，所述T型块的顶面与U型导向板的底面固定连接。
[0008]所述PDC钻头胎体由碳化钨粉、镍粉和铜合金烧结制成；该PDC钻头胎体的制作工艺包括如下步骤：步骤一：模具制作：制作钻头形状模具和辅助烧结模具，并在模具上相应的位置安装切削齿、喷嘴的石墨替代模块；步骤二：钢体制作：加工出钻头烧结用钢体，其结构依据所设计的钻头结构制作；步骤三：粉料制作：将碳化钨粉和镍粉按质量比为10:1称重后装入混粉机进行充分混合得到粉料；并装入上料台上的粉料罐储存；步骤四：装料：将钻头形状模具固定在上料台的钻头模具安装架上，通过粉料罐向钻头形状模具注入粉料，同时通过电机二驱动转轴转动，使转轴驱动两端的凸轮转动，使转轴两端的凸轮间歇性的推动T型推动杆，使钻头形状模具在钻头模具安装架上进行间歇性的摆动，使粉料在钻头形状模具内的注入更加充实平整，并通过模具导向架将填料后的钻头形状模具进行夹紧，并移动到辅助烧结模具安装架上，在钻头形状模具进行辅助烧结模具的
安装，得到模具本体；步骤五：胎体无压浸渍烧结：将步骤四得到的模具本体放置在预热炉内进行预热，粉料的预热温度设定在350～400摄氏度，预热时间为1.5～6小时；预热完成后加入铜合金，然后将模具本体放置到烧结炉中进行烧结，烧结温度设置为1100～1180摄氏度，烧结时间1.5～6小时胎体烧结；步骤六：胎体加压浸渍烧结：无压浸渍烧结完成后将模具本体移入到钢制加压烧结炉中，灌入氮气使钢制加压烧结炉保持10～20MPa的压力，将烧结温度设置为1100～1180摄氏度，烧结时间1.5～6小时；步骤七：冷却：将模具本体移出烧结炉，盖上隔热罩，从模具本体底部用水冲刷对模具本体进行降温并帮助粉料定向凝固结晶形成胎体；步骤八：脱模和清理胎体：将模具本体移除得到烧结的胎体半成品，用喷砂机清理掉切削齿和喷嘴的石墨替代模块，去除胎体表面毛刺，得到PDC钻头胎体。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过在钻头模具安装架上设置L型台架一和L型台架二，即通过电机一驱动螺杆一转动，使螺杆一对两端螺母座的间距进行调整，从而实现对L型台架一和L型台架二的间距进行调整，使L型台架一和L型台架本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于油气开采的PDC钻头胎体制备装置，其特征在于，包括上料台（1），所述上料台（1）的台面上并排设置有钻头模具安装架（2）和辅助烧结模具安装架（3），所述上料台（1）的台面上还竖直设置有L型竖板（101），所述L型竖板（101）的水平板顶面一端固定设置有粉料罐（103），所述L型竖板（101）的竖直板上设置有模具导向架（4）；所述钻头模具安装架（2）包括导向框一（201），所述导向框一（201）的内部滑动连接有导向台一（203），所述上料台（1）的底面上固定设置有气缸一（202），所述气缸一（202）贯穿上料台（1）的台面同导向台一（203）的底面连接，所述导向台一（203）的台面上固定设置有基板（204），所述基板（204）的正面和背面中间位置均竖直设置有侧板，且在基板（204）两侧的侧板之间设置有螺杆一（206），所述螺杆一（206）的一端贯穿基板（204）正面的侧板同电机一（205）输出端连接，所述螺杆一（206）沿中线方向两端的螺纹旋向相反，所述螺杆一（206）的两端经螺纹连接对称设置有螺母座，且在两端的螺母座上分别设置有L型台架一（207）和L型台架二（208），所述L型台架二（208）与L型台架一（207）相对的侧面上等距设置有若干个弹簧二（2081）；所述L型台架一（207）为空腔结构，所述L型台架一（207）的端面上设置有电机二（2071），所述电机二（2071）的输出轴贯穿L型台架一（207）的端面连接有转轴（2072），所述转轴（2072）设置在L型台架一（207）的空腔内部，所述转轴（2072）的两端分别设置有凸轮（2073），所述L型台架一（207）与L型台架二（208）相对的侧面两端分别开设有供T型推动杆（2074）滑动的通孔，所述T型推动杆（2074）的圆盘设置在L型台架一（207）的空腔内部，且在T型推动杆（2074）上设置有弹簧一（2075），所述弹簧一（2075）的两端分别与圆盘的盘面及L型台架一（207）内部侧面相抵；所述辅助烧结模具安装架（3）包括导向框二（301），所述导向框二（301）的内部滑动连接有导...
【专利技术属性】
技术研发人员：程玉臻，李琳，康兰兰，
申请(专利权)人：东营浩辰石油技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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