一种超深孔扩孔器的制作方法与流程

1.本发明涉及一种超深孔扩孔器的制作方法，属于地质勘探用钻进技术领域。


背景技术：

2.扩孔器用于地质钻探钻孔中，起着修正孔径和稳定钻杆的作用。常规的扩孔器都是采用的钢体加胎体直接在箱式炉中成型，此加工方式简单快捷，在一般的地质钻探中正常使用没有问题，但是随着地表浅孔矿产不断开采，浅孔的矿产资源不断减少，已经不能满足经济发展的需求，所以地质钻探在不断的在深孔和超深孔中探勘开采，所以对于扩孔器钢体性能的要求就更高了，常规的扩孔器普通45#的材质不能满足深孔钻探的需求，随着孔深的不断加深，孔底的压强和阻力不断加大，普通的扩孔器时常会发生断裂，造成事故，处理不好还可能造成钻孔报废。所以针对这几点问题，研发设计超深孔扩孔器，此扩孔器试验在3500
‑
4000米钻探施工中正常使用，并有很好的使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种超深孔扩孔器的制作方法，解决地质深孔钻探中，扩孔器寿命低和扩孔器在孔深时发生断裂事故，解决背景技术存在的上述问题。
4.本发明的技术方案是：一种超深孔扩孔器的制作方法，步骤如下：a、按照需要制作的扩孔器外径要求，准备好石墨模具准备烧结扩孔器胎体；b、扩孔器胎体上加入大颗粒金刚石和高耗比金刚石；c、将准备好的石墨模具和加入大颗粒金刚石和高耗比金刚石后的扩孔器胎体采用箱式炉进行烧结；d、将烧结好的扩孔器胎体，加工成扩孔器胎环准备后续焊接；e、准备扩孔器钢体，扩孔器钢体采用45mnmob材质加工，经过热处理调质处理；f、将加工好的扩孔器钢体和扩孔器胎环合理配合，准备二次焊接成为扩孔器；g、将二次焊接好的扩孔器保温处理缓慢降温；h、扩孔器机加工螺纹，喷砂、喷漆处理，制作完成。
5.所述步骤g中的二次焊接，采用高频焊接工艺，使用银焊条稳固焊接。
6.步骤c中采用箱式炉进行烧结，所述烧结过程中炉内不断充填氮气惰性气体，在烧结中保护胎体防止氧化。
7.所述扩孔器钢体和扩孔器胎体环之间的缝隙距离在0.1
‑
0.2mm之间。
8.所述二次焊接为高频焊接，控制好高频温度保证扩孔器钢体和扩孔器胎体环之间的缝隙焊接满。
9.所述高频焊接，升温速度快，银焊条在2
‑
3秒中达到融化状态。
10.所述加大颗粒金刚石为20
‑
25的目数的金刚石，高耗比金刚石为磨耗比大于80000的金刚石。
11.本发明的积极效果：本发明增加了扩孔器的强度和耐磨耗强度，克服了扩孔器在超深孔钻探中出现钢体断裂问题，更好提高钻探效率，降低钻探风险。
附图说明
12.图1为本发明实施扩孔器模具示意图；图2为本发明实施扩孔器胎环示意图；图3为本发明实施扩孔器钢体示意图；图4为本发明实施扩孔器结构示意图；图中：石墨模具1、大颗粒金刚石2、高耗比金刚石3、排水通道4、扩孔器胎体5、扩孔器钢体6。
具体实施方式
13.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：一种超深孔扩孔器的制作方法，步骤如下：a、按照需要制作的扩孔器外径要求，准备好石墨模具1准备烧结扩孔器胎体5；b、扩孔器胎体5上加入大颗粒金刚石2和高耗比金刚石3；c、将准备好的石墨模具1和加入大颗粒金刚石2和高耗比金刚石3后的扩孔器胎体5采用箱式炉进行烧结；d、将烧结好的扩孔器胎体5，加工成扩孔器胎环准备后续焊接；e、准备扩孔器钢体6，扩孔器钢体6采用45mnmob材质加工，经过热处理调质处理；f、将加工好的扩孔器钢体6和扩孔器胎环合理配合，准备二次焊接成为扩孔器；g、将二次焊接好的扩孔器保温处理缓慢降温；h、扩孔器机加工螺纹，喷砂、喷漆处理，制作完成。
14.所述步骤g中的二次焊接，采用高频焊接工艺，使用银焊条稳固焊接。
15.步骤c中采用箱式炉进行烧结，所述烧结过程中炉内不断充填氮气惰性气体，在烧结中保护胎体防止氧化。
16.所述扩孔器钢体和扩孔器胎体环之间的缝隙距离在0.1
‑
0.2mm之间。
17.所述二次焊接为高频焊接，控制好高频温度保证扩孔器钢体和扩孔器胎体环之间的缝隙焊接满。
18.所述高频焊接，升温速度快，银焊条在2
‑
3秒中达到融化状态。
19.所述加大颗粒金刚石为20
‑
25的目数的金刚石，高耗比金刚石为磨耗比大于80000的金刚石。
20.所述高耗比金刚石为高耗比聚晶。
21.所述扩孔器胎体为硬质合金胎体。
22.结合图1，本实施例中石墨模具的原料采用高纯石墨，要求二浸三培石墨，石墨的整体密度达到1.78g/cm3。采用车床和铣床加工出预定形状，按照预定位置将大颗粒金刚石和高耗比聚晶粘在模具上，最终灌入粉料烧结。烧结采用箱式炉氮气保护，烧结温度为1000度。
23.结合图2，本实施例扩孔器胎环是通过图1模具烧结后的胎体环，通过数控车床加
工而成。
24.结合图3，本实施例扩孔器钢体采用45mnmob材质加工，经过热处理调质处理而成，再经过数控车床加工。
25.扩孔器胎体5和扩孔器钢体6的加工精度和配合最为关键，要求配合精度控制0.1
‑
0.2mm。尺寸不够或者超差都会影响扩孔器使用寿命。将烧结后的扩孔器胎体5和扩孔器钢体6采用高频方式焊接，高频焊接特点：温度升温快，降低胎环和钢体的氧化程度，能够最大限度的保证焊接强度。焊接采用银焊条焊接，在焊接过程中将银焊条融化填满扩孔器胎体5和扩孔器钢体6之间0.1
‑
0.2mm的缝隙中。焊接时要转动胎块，确保银焊焊满缝隙。将焊剂完的半成品放在保温炉内缓冷降温。
26.结合图4，烧结后的扩孔器胎体5和扩孔器钢体6二次焊接好后，通过数控车床加工成扩孔器。


技术特征：
1.一种超深孔扩孔器的制作方法，特征在于包含如下步骤：a、按照需要制作的扩孔器外径要求，准备好石墨模具（1）准备烧结扩孔器胎体（5）；b、扩孔器胎体（5）上加入大颗粒金刚石（2）和高耗比金刚石（3）；c、将准备好的石墨模具（1）和加入大颗粒金刚石（2）和高耗比金刚石（3）后的扩孔器胎体（5）采用箱式炉进行烧结；d、将烧结好的扩孔器胎体（5），加工成扩孔器胎环准备后续焊接；e、准备扩孔器钢体（6），扩孔器钢体（6）采用45mnmob材质加工，经过热处理调质处理；f、将加工好的扩孔器钢体（6）和扩孔器胎环合理配合，准备二次焊接成为扩孔器；g、将二次焊接好的扩孔器保温处理缓慢降温；h、扩孔器机加工螺纹，喷砂、喷漆处理，制作完成。2.根据权利要求1所述的超深孔扩孔器的制作方法，其特征在于：所述步骤g中的二次焊接，采用高频焊接工艺，使用银焊条稳固焊接。3.根据权利要求1所述的超深孔扩孔器的制作方法，步骤c中采用箱式炉进行烧结，其特征在于：所述烧结过程中炉内不断充填氮气惰性气体，在烧结中保护胎体防止氧化。4.根据权利要求1所述的超深孔扩孔器的制作方法，其特征在于：所述扩孔器钢体和扩孔器胎体环之间的缝隙距离在0.1
‑
0.2mm之间。5.根据权利要求1所述的超深孔扩孔器的制作方法，其特征在于：所述二次焊接为高频焊接，控制好高频温度保证扩孔器钢体和扩孔器胎体环之间的缝隙焊接满。6.根据权利要求5所述的超深孔扩孔器的制作方法，其特征在于：所述高频焊接，升温速度快，银焊条在2
‑
3秒中达到融化状态。

技术总结
本发明涉及一种超深孔扩孔器的制作方法，属于地质勘探用钻进技术领域。技术方案是：准备好石墨模具（1）准备烧结扩孔器胎体（5）；扩孔器胎体（5）上加入大颗粒金刚石（2）和高耗比金刚石（3）；将准备好的石墨模具（1）和加入大颗粒金刚石（2）和高耗比金刚石（3）后的扩孔器胎体（5）采用箱式炉进行烧结；将烧结好的扩孔器胎体（5），加工成扩孔器胎环准备后续焊接；将加工好的扩孔器钢体（6）和扩孔器胎环合理配合，准备二次焊接成为扩孔器；将二次焊接好的扩孔器保温处理缓慢降温；扩孔器机加工螺纹，喷砂、喷漆处理，制作完成。本发明的积极效果：克服了扩孔器在超深孔钻探中出现钢体断裂问题，更好提高钻探效率，降低钻探风险。降低钻探风险。降低钻探风险。


技术研发人员：王久全 何蕙岚 刘志强 李婕 罗巍 卢敬利 谷孝宾 孙大力
受保护的技术使用者：金石钻探（唐山）股份有限公司
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2021/11/14