[發明專利]一種抗沖蝕PDC胎體鉆頭的制備方法

在審

• 申請號: 201810660396.0
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108754273A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 丁恩亞;丁慶平
• 申請（專利權）人: 阜南縣奮進機械制造有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C19/05;C22C1/05;B22F3/22;B22F1/00
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 宋宇晴

本發明屬于PDC鉆頭技術領域，具體涉及一種抗沖蝕PDC胎體鉆頭的制備方法，包括鉆頭胎體粉配制，然后加入相當于其總重量35?45%的水，加入球磨機，在惰性氣體氛圍下，球磨16?20小時，得到混合漿料，注漿成形后，自然干燥凝固，在溫度為140?160℃的條件下保溫處理1.5?2.5小時，然后在燒結爐中，在1600?2000℃的氬氣保護下保溫4?6小時，即得。本發明相比現有技術具有以下優點：本發明中通過不同的原料配比，配合相應的混合工藝制度，提高鉆頭的抗彎強度，進而能夠用于刮刀更薄的PDC鉆頭，提高PDC鉆頭的鉆速，胎體中的粘結相和硬相能夠較好的結合，易于生產推廣，抗沖蝕性增強，適用范圍廣。

技術領域

本發明屬于PDC鉆頭技術領域，具體涉及一種抗沖蝕PDC胎體鉆頭的制備方法。

背景技術

在石油鉆井中，胎體PDC鉆頭因良好的耐沖蝕性使其使用廣泛，隨著鉆井工藝的發展以及鉆井工況的日益復雜，在保證鉆頭刮刀安全性的前提下，對PDC鉆頭的轉速提出了更高的要求，胎體PDC鉆頭主要包括鉆頭體和上體連接兩部分，鉆頭體下部為胎體，胎體上焊接有聚晶金剛石復合刀片，對于PDC鉆頭，除了采用韌性更好、更耐磨的聚晶金剛石復合片以外，改變PDC鉆頭胎體的結構，采用更薄的刮刀，提高胎體PDC鉆頭胎體材料的抗彎強度和沖擊韌性，將進一步改進和提高PDC鉆頭結構與性能，現有技術中通過在球形燒結WC中加入鈷使胎體中的粘結相和硬質相能夠更好的結合，進而提高胎體的耐磨性、抗彎強度和沖擊韌性，進而能夠設計出更薄的PDC鉆頭，從而可以提高PDC的鉆頭鉆速，進而滿足生產要求，但是隨著PDC鉆頭使用范圍的推廣，其使用環境也越來越惡劣，而現有PDC鉆頭抗沖蝕能力無法滿足使用要求，因此，需要對PDC鉆頭胎體進一步研究改進。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種抗沖蝕PDC胎體鉆頭的制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種抗沖蝕PDC胎體鉆頭的制備方法，包括以下內容：

（1）鉆頭胎體粉包括以下重量份的原料：粉末粒度為375-415μm的碳化鎢粉末28-32份、粉末粒度為140-180μm的碳化鎢粉末46-50份、粉末粒度為60-100μm的碳化鎢粉末16-20份、鎳基改性料8-12份、碳化硅粉4-6份、納米碳粉1-5份；

所述鎳基改性粉料中包含以下重量百分比的化學成分：碳0.8-1.2%、鉻15.85-16.25%、硼3.13-3.42%、硅4.06-4.25%、鐵3.28-3.68%、鈷0.2-0.8%、鎂0.1-0.3%、鋁0.26-0.38%，余量為鎳；

（2）按照步驟（1）中提供的配方混合原料配制好，加入相當于其總重量35-45%的水，加入球磨機，在惰性氣體氛圍下，球磨16-20小時，得到混合漿料，注漿成形后，自然干燥凝固，在溫度為140-160℃的條件下保溫處理1.5-2.5小時，然后在燒結爐中，在1600-2000℃的氬氣保護下保溫4-6小時，即得。

作為對上述方案的進一步改進，所述粉末粒度為375-415μm的碳化鎢粉末的制備方法為等離子旋轉電極霧化，硬度為3025HV；所述粉末粒度為140-180μm的碳化鎢粉末的制備方法為等離子旋轉電極霧化，硬度為3045HV，流動性為6.72s/50g，松裝密度為9.54g/cm3；所述粉末粒度為60-100μm的碳化鎢粉末的制備方法為感應重熔球化，硬度為2837HV，流動性為6.72s/50g，松裝密度為10.05g/cm3。

作為對上述方案的進一步改進，所述鎳基改性料的硬度為60-64HRc。

作為對上述方案的進一步改進，所述鎳基改性粉料的改性方法為，在使用前放入到⁶⁰Co-γ射線輻照儀中輻照處理12-16min，輻照的總劑量為18-22kGy。