钻进试验测温式金刚石钻头制造技术

本实用新型专利技术涉及石油钻井钻进试验使用的金刚石钻头技术领域，是一种钻进试验测温式金刚石钻头，其包括钻头体、钻齿胎体、金刚石刃体、热传感器和信号导线；钻头齿上端面上有传感安装槽，对应钻头齿的体内有信号线孔，信号线孔的上端口与传感安装槽内腔相连通，信号线孔的下端口位于钻头齿的内侧面上。本实用新型专利技术结构合理而紧凑，其通过在钻齿胎体中埋置热传感器，对切削部位直接测温得到温度数据，保证了传感器感温端的密封可靠，排除了外界环境液体干扰，克服了现有测温式金刚石钻头需开较大安装槽，造成应力集中影响钻头强度与测试结果以及试验数据需要复杂推算的缺点，具有安装简单、易于操作、测温数据准确可靠、测温简便高效的特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油钻井钻进试验使用的金刚石钻头
，是一种钻进试验测温式金刚石钻头。
技术介绍
金刚石钻头以其高硬度、高弹性模量、导热性好、水不浸润性等优点，在工程中得到广泛的采用，但是金刚石钻头在复杂的地质环境中，切削部分往往会发生碳化损伤降低工作效率，进而影响到钻进的效率。为了在工程勘探中优化钻头的工作环境、提高钻头的工作寿命、指导钻头的机构设计、改进钻头电镀工艺中电镀液的配方，需要对钻进试验中的温度参数进行检测。目前一般采用的方法是在钻头制作完成后再进行传感器的安装，由于不能破坏钻头切削部分的完整性、不能直接接触测温点外部进行温度测量，只能在距测温点位一定距离的位置上开安装槽并安装传感器进行连续性测温，通过在钻头刚体的某一个螺旋线上布置多个传感器进行测温，然后根据刚体温度分布传导的连续性，推算出测温部位的实际温度，由于钻头切削部位材料和刚体材料的不同，推算的工作量很大，得到的数据准确性也较低；另外，由于多个传感器不具有独立性，而测温对传感器的密封有很高的要求， 如果工作环境中的液体进入传感器感温端的间隙，会使测温不准确或出现滞后，由于每个传感器的试验数据都会对结果产生影响，需要经常对各传感器进行密封性检查，否则会因温度数据失真而失去对设计的指导作用。因此，现有钻进试验中使用的测温式金刚石钻头在实际使用过程中存在以下不足传感器安装复杂、维护困难、测量数据处理工作量大、数据不准确、易发生失真。
技术实现思路
本技术提供了一种钻进试验测温式金刚石钻头，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有钻进试验中使用的测温式金刚石钻头存在的传感器安装复杂、维护困难、测量数据处理工作量大、数据不准确、易发生失真的问题。本技术的技术方案是通过以下措施来实现的一种钻进试验测温式金刚石钻头，包括钻头体、钻齿胎体、金刚石刃体、热传感器和信号导线；钻头体的上部分布有开口朝向上方的钻齿槽，相邻的两个钻齿槽之间的钻头体形成钻头齿，各钻头齿的上端分别固定有钻齿胎体，各钻齿胎体的外侧面上分别固定有金刚石刃体，不少于一个的钻头齿上端面上有传感安装槽，对应钻头齿的体内有信号线孔，信号线孔的上端口与传感安装槽内腔相连通，信号线孔的下端口位于钻头齿的内侧面上，传感安装槽内部固定安装有热传感器，热传感器的上部位于对应的钻齿胎体内部，信号导线的上端与热传感器的接线端子电连接在一起，信号导线的上部位于信号线孔内，信号导线的下部固定在钻头体的内壁上。下面是对上述技术技术方案的进一步优化或/和改进上述钻头体的内壁上可有轴向线槽，信号导线的下部固定在轴向线槽内。上述信号线孔内可有使传感安装槽保持密闭的密封圈或密封胶。上述热传感器可为热电偶式传感器，热电偶式传感器的内部有热电偶丝，热电偶丝的下端与热传感器的接线端子电连接在一起。上述传感安装槽的宽度可与热传感器的直径相配合。上述信号线孔的直径可小于四毫米。上述传感安装槽的深度可为二毫米至四毫米本技术结构合理而紧凑，其通过在钻齿胎体中埋置热传感器，对切削部位直接测温得到温度数据，保证了传感器感温端的密封可靠，排除了外界环境液体干扰，克服了现有测温式金刚石钻头需开较大安装槽，造成应力集中影响钻头强度与测试结果以及试验数据需要复杂推算的缺点，具有安装简单、易于操作、测温数据准确可靠、测温简便高效的特点。附图说明附图1为本技术最佳实施例的主视剖视结构示意图。附图2为附图1的俯视结构示意图。附图3为附图1中A处的局部放大结构示意图。附图中的编码分别为1为钻头体，2为钻齿胎体，3为金刚石刃体，4为热传感器，5 为信号导线，6为钻齿槽，7为钻头齿，8为传感安装槽，9为信号线孔，10为轴向线槽，11为热电偶丝。具体实施方式本技术不受下述实施例的限制，可根据本技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。在本技术中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。下面结合最佳实施例及附图对本技术作进一步描述如附图1、2、3所示，该钻进试验测温式金刚石钻头包括钻头体1、钻齿胎体2、金刚石刃体3、热传感器4和信号导线5 ；钻头体1的上部分布有开口朝向上方的钻齿槽6，相邻的两个钻齿槽6之间的钻头体1形成钻头齿7，各钻头齿7的上端分别固定有钻齿胎体2， 各钻齿胎体2的外侧面上分别固定有金刚石刃体3，不少于一个的钻头齿7上端面上有传感安装槽8，对应钻头齿7的体内有信号线孔9，信号线孔9的上端口与传感安装槽8内腔相连通，信号线孔9的下端口位于钻头齿7的内侧面上，传感安装槽8内部固定安装有热传感器4，热传感器4的上部位于对应的钻齿胎体2内部，信号导线5的上端与热传感器4的接线端子电连接在一起，信号导线5的上部位于信号线孔9内，信号导线5的下部固定在钻头体1的内壁上。通过在钻齿胎体2中埋置热传感器4，对切削部位直接测温得到温度数据，保证了传感器感温端的密封可靠，排除了外界环境液体干扰，安装操作简单、密封性可靠、实验数据准确的优点，解决了现有测温式金刚石钻头的间接测温所使用的传感器多、安装工作量大、密封性无法保证的问题。可根据实际需要，对上述钻进试验测温式金刚石钻头作进一步优化或/和改进如附图1、2、3所示，钻头体1的内壁上有轴向线槽10，信号导线5的下部固定在轴向线槽10内。通过轴向线槽10能够较好地固定信号导线5的下部。如附图3所示，信号线孔9内有使传感安装槽8保持密闭的密封圈或密封胶。密封圈或密封胶能够避免外界环境液体干扰热传感器4。如附图3所示，热传感器4为热电偶式传感器，热电偶式传感器的内部有热电偶丝 11，热电偶丝11的下端与热传感器4的接线端子电连接在一起。如附图3所示，传感安装槽8的宽度与热传感器4的直径相配合。如附图3所示，信号线孔9的直径小于四毫米。这样便于密封。如附图3所示，传感安装槽8的深度为二毫米至四毫米。以上技术特征构成了本技术的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。本技术最佳实施例的制造过程是首先，选择热电偶式传感器的类型，通过试验所用设计钻头的尺寸和试验要用的温度参数，选择热传感器4的长度，使热传感器4的长度小于测温部位厚度8毫米至10毫米，以保证热传感器4能够完全的被电镀的钻齿胎体 2完全封闭，同时预测钻头在钻进试验可能要达到的温度范围，然后选择合适的热传感器4 类型，以够满足测温要求，防止温度超限，导致系统测试能力失效；其次，将热传感器4预安装在钻头齿7的传感安装槽8内，根据所选择的热传感器4的类型和尺寸，结合钻头的测温部位、尺寸，在钻头齿7上需要测温的部位开出二毫米至四毫米深的传感安装槽8，传感安装槽8的长宽尺寸根据热传感器4的具体尺寸确定，并根据外围的转换装置安装位置留出信号导线5的引出位置，打出信号线孔9 ；接着，对钻头体1进行电镀前的处理，即依次对钻头体1进行尺寸检查、机械处理、汽油洗、除油(碱处理)、酸洗、绝缘处理、除锈、除油、冷热水洗、阳极腐蚀、冷热水洗等工序处理；最后，安装热传感器4，将热传感器4通过金属陶瓷粘合胶固定安装在传感安装槽8内，依次对钻头齿7和热传感器4进行带本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种钻进试验测温式金刚石钻头，其特征在于包括钻头体、钻齿胎体、金刚石刃体、热传感器和信号导线；钻头体的上部分布有开口朝向上方的钻齿槽，相邻的两个钻齿槽之间的钻头体形成钻头齿，各钻头齿的上端分别固定有钻齿胎体，各钻齿胎体的外侧面上分别固定有金刚石刃体，不少于一个的钻头齿上端面上有传感安装槽，对应钻头齿的体内有信号线孔，信号线孔的上端口与传感安装槽内腔相连通，信号线孔的下端口位于钻头齿的内侧面上，传感安装槽内部固定安装有热传感器，热传感器的上部位于对应的钻齿胎体内部，信号导线的上端与热传感器的接线端子电连接在一起，信号导线的上部位于信号线孔内，信号导线的下部固定在钻头体的内壁上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张武涛，王新东，李庆，李浪，谢正森，陈刚，杜洪凌，刘兵冰，张勇，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：65