石油钻井钻头上牙爪的加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，包括如下步骤：用镍钼合金钢锻压牙爪毛坯；在钻头本体上划线，找出三个120°结合面的相关位置，然后在刨床或组合铣床上加工出120°结合面；精车钻头本体上三个120°结合面的公共点C的平面并保证C点平面直径小于钻头直径1.2mm；堆焊牙爪的大、小轴颈和牙爪在钻头本体上形成的止推面的耐磨合金；对牙爪进行热处理；对牙爪上的大轴颈密封台肩抛光；对牙爪上的大轴颈上耐磨合金的焊接情况进行磁力探伤，检测大轴颈上耐磨合金，对有裂纹、夹渣或气孔缺陷的牙爪报废；修整钻头本体上相邻两个120°结合面，塞销孔倒毛刺，并清洗干净。本发明通过上述工艺制得的牙爪与钻头焊接更牢，牙爪尖端在钻井过程中不容易发生断裂，钻头能承受大的轴压和扭矩，提高了钻头的使用寿命，减少钻井时间，降低成本。
【专利说明】石油钻井钻头上牙爪的加工工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油领域，具体涉及石油钻井钻头上牙爪的加工工艺。
【背景技术】
[0002]随着石油天然气勘探开发难度的不断增加，面临的地质条件和自然环境日趋复杂恶劣，对勘探开发过程中的石油装备也提出了更高要求。牙轮钻头作为钻井的主要破岩工具之一，如何提高其工作性能，延长其使用寿命，是目前石油天然气勘探开发领域急需解决的技术问题之一。由于钻头需要在井下恶劣的环境下工作，要求其有足够的强度，能承受大的轴压和扭矩。而现有工艺生产的钻头上的牙爪与钻头焊接不牢，牙爪尖端在钻井过程中容易发生断裂，钻头不能承受大的轴压和扭矩，密封钻头密封不到位，容易造成轴承先期损坏而大大减少了钻头的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明克服了现有技术的不足，提供石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，牙爪与钻头焊接更牢，牙爪尖端在钻井过程中不容易发生断裂，钻头能承受大的轴压和扭矩，提高了钻头的使用寿命，减少钻井时间，降低成本。
[0004]为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，包括如下步骤:
A、用镍钥合金钢锻压牙爪毛坯；
A、在钻头本体上划线，找出三个120°结合面的相关位置，然后在刨床或组合铣床上加工出120°结合面，为以后的各工序加工作定位基准；
B、精车钻头本体上三个120°结合面的公共点C的平面并保证C点平面直径小于钻头直径1.2mm ；
C、堆焊牙爪的大、小轴颈和牙爪在钻头本体上形成的止推面的耐磨合金；
D、对牙爪进行热处理；
E、对牙爪上的大轴颈密封台肩抛光；
F、对牙爪上的大轴颈上耐磨合金的焊接情况进行磁力探伤，检测大轴颈上耐磨合金，对有裂纹、夹渣或气孔缺陷的牙爪报废；
G、修整钻头本体上相邻两个120°结合面，塞销孔倒毛刺，并清洗干净。
[0005]所述步骤A中镍钥合金钢先用压力机或蒸汽锤模锻，然后精锻整形，最后切边，锻造温度应严格控制，不能有过烧现象或终锻温度过低造成的裂纹。
[0006]所述步骤D中堆焊后的大、小轴颈和止推面应保证无裂纹和气孔。
[0007]所述步骤E中牙爪的热处理采用重复韧化处理。
[0008]所述的重复韧化处理步骤如下:
a、第一次淬火，然后高温回火，然后清洗；
b、第二次淬火，然后低温回火。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、该牙爪采用镍钥合金钢锻压而成，该牙爪高强度，高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温，特别适合于在井下恶劣环境下工作，提高了钻头的使用寿命减少了钻井时间。
[0010]2、牙爪采用重复韧化处理，提高了牙爪的综合机械性能，牙爪尖端不易发生断裂，避免密封钻头时密封不到位而造成轴承先期损坏，大大提高了钻头的使用寿命，降低了钻井成本。
[0011]3、在生产工艺中增加了磁力探伤步骤，剔除牙爪中有裂纹、夹渣和气孔的牙爪，避免有问题的牙爪运用在钻头上，在进行井下工作处于高压和大的扭振情况下使裂纹扩展造成耐磨合金呈块状或片状剥落，从而造成轴承的剧烈磨损，影响钻头的使用寿命和井下事故的产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步阐述，本发明的实施例不限于此。
[0014]实施例1:
如图1所示，本发明包括石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，包括如下步骤:
A、用镍钥合金钢锻压牙爪毛坯，进行毛坯制备；锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法，采用锻压是为了消除毛坯内应力。
[0015]B、在钻头本体上划线，找出三个120°结合面的相关位置，然后在刨床或组合铣床上加工出120°结合面，为以后的各工序加工作定位基准；
C、精车钻头本体上三个120°结合面的公共点C的平面并保证C点平面直径小于钻头直径1.2mm ；
D、堆焊牙爪的大、小轴颈和牙爪在钻头本体上形成的止推面的耐磨合金的耐磨合金；堆焊用电焊或气焊法把金属熔化，堆在工具或机器零件上的焊接法。通常用来修复磨损和崩裂部分。牙轮在井底破碎岩石时的轴向力直接传递到牙爪轴的一、二道止推面和大小轴颈，因此要求大小轴颈和一、二道止推面除有足够的强度外，还要求耐磨，这里采用的堆焊耐磨合金为高铬金铸铁焊条。
[0016]E、对牙爪进行热处理；
F、对牙爪上的大轴颈密封台肩抛光；
G、对牙爪上的大轴颈上耐磨合金的焊接情况进行磁力探伤，检测大轴颈上耐磨合金，对有裂纹、夹渣或气孔缺陷的牙爪报废；
H、修整钻头本体上相邻两个120°结合面，塞销孔倒毛刺，并清洗干净。
[0017]步骤A中镍钥合金钢先用压力机或蒸汽锤模锻，然后精锻整形，最后切边，锻造温度应严格控制，不能有过烧现象或终锻温度过低造成的裂纹。
[0018]步骤D中堆焊后的大、小轴颈和止推面应保证无裂纹和气孔。
[0019]步骤E中牙爪的热处理采用重复韧化处理。牙爪的热处理在钻头的热处理中十分重要，如果处理不当会给使用中带来不少麻烦，容易发生井下事故，影响钻井的时间，增加钻井的成本。而采用重复韧化处理的方法，牙爪牙尖不易发生断裂，密封钻头不容易出现轴承先期损坏的情况，大大提高了钻头的使用寿命。用该种方法制得的牙爪，用到钻头上，不易损伤，避免泥浆或岩屑侵入轴承腔，加速轴承的磨损，牙爪的断裂至使牙轮掉落井底，给牙轮的断裂掉落井底给清洁井底和打捞带来的麻烦。
[0020]重复韧化处理步骤如下:
1.第一次淬火，然后高温回火，然后清洗； ?.第二次淬火，然后低温回火。
[0021]该步骤提高了牙爪的综合机械性能。
[0022]该牙爪高强度，高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温，特别适合于在井下恶劣环境下工作，提高了钻头的使用寿命减少了钻井时间。牙爪采用重复韧化处理，提高了牙爪的综合机械性能，牙爪尖端不易发生断裂，避免密封钻头时密封不到位而造成轴承先期损坏，大大提高了钻头的使用寿命，降低了钻井成本。在生产工艺中增加了磁力探伤步骤，剔除牙爪中有裂纹、夹渣和气孔的牙爪，避免有问题的牙爪运用在钻头上，在进行井下工作处于高压和大的扭振情况下使裂纹扩展造成耐磨合金呈块状或片状剥落，从而造成轴承的剧烈磨损，影响钻头的使用寿命和井下事故的产生。
[0023]如上所述便可实现该发明。
【权利要求】
1.石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤: 用镍钥合金钢锻压牙爪毛坯； 在钻头本体上划线，找出三个120°结合面的相关位置，然后在刨床或组合铣床上加工出120°结合面，为以后的各工序加工作定位基准； 精车钻头本体上三个120°结合面的公共点C的平面并保证C点平面直径小于钻头直径 1.2mm ； 堆焊牙爪的大、小轴颈和牙爪在钻头本体上形成的止推面的耐磨合金； 对牙爪进行热处理； 对牙爪上的大轴颈密封台肩抛光； 对牙爪上的大轴颈上耐磨合金的焊接情况进行磁力探伤，检测大轴颈上耐磨合金，对有裂纹、夹渣或气孔缺陷的牙爪报废； 修整钻头本体上相邻两个120°结合面，塞销孔倒毛刺，并清洗干净。
2.根据权利要求1所述的石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，其特征在于:所述步骤A中镍钥合金钢先用压力机或蒸汽锤模锻，然后精锻整形，最后切边，锻造温度应严格控制，不能有过烧现象或终锻温度过低造成的裂纹。
3.根据权利要求1所述的石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，其特征在于:所述步骤D中堆焊后的大、小轴颈和止推面应保证无裂纹和气孔。
4.根据权利要求1所述的石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，其特征在于:所述步骤E中牙爪的热处理采用重复韧化处理。
5.根据权利要求5所述的石油钻井钻头上牙爪的加工工艺，其特征在于:所述的重复韧化处理步骤如下: 第一次淬火，然后高温回火，然后清洗； 第二次淬火，然后低温回火。
【文档编号】E21B10/08GK104070329SQ201410304618
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】周斌 申请人:成都高普石油工程技术有限公司