金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，包括以下步驟：a）在金剛石鉆頭提到地表后，首先檢查金剛石鉆頭上是否有影響鉆頭繼續(xù)使用的非正常磨損部位，如果有則確定金剛石鉆頭的非正常磨損部位的待修復(fù)體積；b）在金剛石鉆頭的非正常磨損部位，填撒與金剛石鉆頭胎體成分相近、且與設(shè)計要求金剛石濃度一致的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層，所述含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層的體積與步驟a）中確定的待修復(fù)體積一致；c）通過熱壓方法、人造樹脂和塑料粘結(jié)方法或電鍍方法將含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上。本發(fā)明的有益效果：對因非正常磨損而失去工作能力的金剛石鉆頭進行修復(fù)、重新使用，顯著延長金剛石鉆頭的使用壽命、節(jié)約鉆井成本。
【專利說明】金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金剛石鉆頭修復(fù)方法領(lǐng)域，具體涉及一種金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人類的發(fā)展離不開各種資源，而在資源勘探開發(fā)的過程中，需要大量用到各種鉆頭。如何有效的提高鉆頭的利用率，使因非正常磨損而失效的鉆頭重新使用，具有重要的經(jīng)濟價值。
[0003]鉆頭磨損是鉆進過程中不可避免的現(xiàn)象，鉆頭發(fā)生非正常磨損的原因很多，主要有:鉆頭材料的韌性或硬度太低；鉆頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理，使得切削刃過于脆弱或切削力過大；切削用量選擇不合理，使切削力太大或切削溫度太高；鉆頭由于驟熱驟冷(如斷續(xù)切肖|J、冷卻液等)產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力以致出現(xiàn)裂紋；操作不當(dāng)?shù)仁骨邢魅惺艿酵蝗粰C械或熱沖擊，以致崩刃、熱裂等。但鉆頭發(fā)生非正常磨損，如拋光、拉槽、產(chǎn)生倒角等，如圖1?圖3所示，必然會影響鉆進質(zhì)量，增加鉆頭消耗，使鉆井效率降低，鉆進成本提高。
[0004]現(xiàn)有鉆頭的修復(fù)方法主要通過焊接方式，對部分鉆進后失去工作能力的鉆頭進行修復(fù)，即焊料融化后將兩種一樣材質(zhì)或不同材質(zhì)的金屬連接在一起。焊接方法主要針對含PDC復(fù)合片的鉆頭，即將新的PDC復(fù)合片焊接于鉆頭剛體上。然而，通過焊料連接修復(fù)的鉆頭，連接處易出現(xiàn)材料缺陷，鉆進過程中易成為力學(xué)薄弱處而出現(xiàn)斷裂等問題。PDC鉆頭工作能力的修復(fù)還可以通過激光切割、電火花加工、研磨拋光以及特種機械加工等技能，將PDC復(fù)合片再生加工成相對較小規(guī)格的roc產(chǎn)物。另外，可以用碳化硅砂輪來修磨工作部分磨損的沖擊鉆頭。另外，部分含PDC復(fù)合片鉆頭和沖擊鉆頭等鉆具的修復(fù)還減小了原鉆頭的結(jié)構(gòu)尺寸，不利于鉆頭壽命的最大化。
[0005]對于通過粉末壓制成型的金剛石鉆頭無法進行焊接操作，焊接方法對于用復(fù)合材料熱壓成型的金剛石鉆頭不適用。目前暫無對金剛石胎體鉆頭修復(fù)的研究和應(yīng)用，因此亟需尋求一種對喪失工作能力的金剛石鉆頭進行修復(fù)的方法，減少金剛石鉆頭的浪費、節(jié)約成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有鉆頭修復(fù)主要采用焊接方式存在的上述不足，提供一種金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，延長金剛石鉆頭使用壽命、節(jié)約金剛石鉆頭成本。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，包括以下步驟:
[0009]a)在金剛石鉆頭提到地表后，首先檢查金剛石鉆頭上是否有影響鉆頭繼續(xù)使用的非正常磨損部位，如果有則確定金剛石鉆頭的非正常磨損部位的待修復(fù)體積；
[0010]b)在金剛石鉆頭的非正常磨損部位，填撒與金剛石鉆頭胎體成分相近、且與設(shè)計要求金剛石濃度一致的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層，所述含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層的體積與步驟a)中確定的待修復(fù)體積一致；
[0011]c)通過熱壓方法將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上(位于金剛石鉆頭的非正常磨損部位)。
[0012]按上述方案，所述步驟a)中非正常磨損部位包括金剛石鉆頭切削具唇面拋光、拉槽、倒角和脫落等研磨性磨損部位。
[0013]按上述方案，所述步驟c)由如下步驟d)替換:
[0014]d)通過人造樹脂和塑料粘結(jié)方法將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上:先將含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層通過人造樹脂、塑料粘結(jié)在金剛石鉆頭胎體上，然后采用烘干方法或電鍍方法固定在金剛石鉆頭胎體上。
[0015]按上述方案，所述步驟c)由如下步驟e)替換:
[0016]e)通過電鍍方法將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上。
[0017]按上述方案，所述步驟c)由如下步驟f)替換:
[0018]f)在非正常磨損部位先加入人造樹脂和塑料，然后通過熱壓方法或電鍍方法，將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上(熱壓方法固定之前，在非正常磨損部位先加入人造樹脂和塑料，可以進一步保證修復(fù)后金剛石鉆頭的牢固性)。
[0019]本發(fā)明相比其它相近的鉆頭修復(fù)方法，具有以下有益效果:
[0020]1、由于通過粉末壓制成型的金剛石鉆頭無法進行焊接操作，因此本發(fā)明通過在金剛石鉆頭的非正常磨損部位，如鉆頭切削具唇面拋光、拉槽、產(chǎn)生倒角等，填撒一層與金剛石鉆頭胎體成分相近、與設(shè)計要求金剛石濃度一致的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層，通過熱壓方法、人造樹脂、塑料粘結(jié)方法或電鍍方法將其固定在金剛石鉆頭胎體上，以此修復(fù)金剛石鉆頭的工作能力，使得金剛石鉆頭能夠繼續(xù)使用；
[0021]2、含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層與金剛石鉆頭胎體成分相近、與設(shè)計要求金剛石濃度一致，可以保證修復(fù)后的金剛石鉆頭性能盡可能與原始金剛石鉆頭相同；
[0022]3、在非正常磨損部位先加入人造樹脂和塑料，然后再通過熱壓方法或電鍍方法將其固定在鉆頭上，進一步保證修復(fù)后金剛石鉆頭的牢固性；
[0023]4、采用本發(fā)明方法對因非正常磨損而失去工作能力的金剛石鉆頭進行修復(fù)、重新使用，可以顯著延長金剛石鉆頭的使用壽命、節(jié)約鉆井成本，填補了對失去工作性能的金剛石鉆頭修復(fù)的空白，提高鉆井工作生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)；同時增加了鉆頭進尺，尤其適用于大部分因非正常磨損而失效的金剛石鉆頭，應(yīng)用性強，具有廣闊的市場前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例一種帶有非正常磨損部位的金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實施例另一種帶有非正常磨損部位的金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實施例另一種帶有非正常磨損部位的金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明金剛石鉆頭工作唇面修復(fù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明修復(fù)后的金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖中，1-金剛石鉆頭胎體，2-非正常磨損部位，3-含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層。【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0031]參照圖1?圖5所示，本發(fā)明所述的金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，包括以下步驟:
[0032]a)在金剛石鉆頭提到地表后，首先檢查金剛石鉆頭上是否有影響鉆頭繼續(xù)使用的非正常磨損部位2，如果有則確定金剛石鉆頭的非正常磨損部位2的待修復(fù)體積，非正常磨損部位2包括金剛石鉆頭切削具唇面拋光、拉槽、倒角和脫落等研磨性磨損部位，如圖1?圖3所示；在確定鉆頭非正常磨損部位2的待修復(fù)體積之后，制備與金剛石鉆頭胎體I成分相近、且與設(shè)計要求金剛石濃度一致的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3 ；
[0033]b)在生產(chǎn)條件下，先將金剛石鉆頭置于壓模內(nèi)，然后在金剛石鉆頭的非正常磨損部位2，填撒步驟a)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3，所述含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3的體積與步驟a)中確定的待修復(fù)體積一致；
[0034]c)通過熱壓方法將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3固定在金剛石鉆頭胎體I上(位于金剛石鉆頭的非正常磨損部位2)，以此修復(fù)金剛石鉆頭的工作能力，使得金剛石鉆頭能夠繼續(xù)使用。
[0035]所述步驟c)也可以由如下步驟d)替換:
[0036]d)通過人造樹脂和塑料粘結(jié)方法將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3固定在金剛石鉆頭胎體I上:先將含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3通過人造樹脂、塑料粘結(jié)在金剛石鉆頭胎體I上，然后采用烘干方法或電鍍方法固定在金剛石鉆頭胎體I上，如圖4所示。
[0037]所述步驟c)也可以由如下步驟e)替換:
[0038]e)通過電鍍方法將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3固定在金剛石鉆頭胎體I上。
[0039]所述步驟c)也可以由如下步驟f)替換:
[0040]f)在非正常磨損部位2先加入人造樹脂和塑料，然后通過熱壓方法或電鍍方法，將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3固定在金剛石鉆頭胎體I上(熱壓方法固定之前，在非正常磨損部位2先加入人造樹脂和塑料，可以進一步保證修復(fù)后金剛石鉆頭的牢固性)。
[0041]在所有情況下，在非正常磨損部位2固定含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層3，都會引起金剛石鉆頭的金剛石層形狀、幾何尺寸和局部金剛石濃度發(fā)生變化，但從總體上看，這都有利于鉆頭工作能力的提高，如圖5所示。
[0042]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所述【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，上述結(jié)構(gòu)都應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，其特征在于:包括以下步驟: a)在金剛石鉆頭提到地表后，首先檢查金剛石鉆頭上是否有影響鉆頭繼續(xù)使用的非正常磨損部位，如果有則確定金剛石鉆頭的非正常磨損部位的待修復(fù)體積； b)在金剛石鉆頭的非正常磨損部位，填撒與金剛石鉆頭胎體成分相近、且與設(shè)計要求金剛石濃度一致的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層，所述含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層的體積與步驟a)中確定的待修復(fù)體積一致； c)通過熱壓方法將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，其特征在于:所述所述步驟a)中非正常磨損部位包括金剛石鉆頭切削具唇面拋光、拉槽、倒角和脫落等研磨性磨損部位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，其特征在于:所述步驟c)由如下步驟d)替換: d)通過人造樹脂和塑料粘結(jié)方法將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上:先將含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層通過人造樹脂、塑料粘結(jié)在金剛石鉆頭胎體上，然后采用烘干方法或電鍍方法固定在金剛石鉆頭胎體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，其特征在于:所述步驟c)由如下步驟e)替換: e )通過電鍍方法將步驟b )所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鉆頭工作能力修復(fù)方法，其特征在于:所述步驟c)由如下步驟f)替換: f)在非正常磨損部位先加入人造樹脂和塑料，然后通過熱壓方法或電鍍方法，將步驟b)所述的含金剛石復(fù)合材料修復(fù)層固定在金剛石鉆頭胎體上。
【文檔編號】B23P6/00GK103785990SQ201410037749
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】契霍特金V·F, 段隆臣, 龐豐, 湯鳳林 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）