一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料的制作方法

文档序号:29422936发布日期:2022-03-26 14:34阅读:105来源:国知局

1.本发明涉及开采钻头领域,特别涉及一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料。


背景技术:

2.在钻井过程中钻头是破碎岩石的主要工具,井眼是由钻头破碎岩石而形成的,一个井眼形成得好坏,所用时间的长短,除与所钻地层岩石的特性和钻头本身的性能有关外,更与钻头和地层之间的相互匹配程度有关,钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用,钻头是进行石油钻井工作的重要工具之一,钻头是否适应岩石性质及其质量的好坏,在选用钻井工艺方面起着非常重要的作用,特别是对钻井质量、钻探速度、钻井成本方面产生着巨大的影响,钻头是当今石油和天然气勘探开发行业广泛使用的一种破岩工具,它有效地提高了机械钻具,缩短了钻井周期。但是现有的钻头存在一定的弊端,钻头表面强度不够,破碎岩石时钻头容易损坏。


技术实现要素:

3.本发明的主要目的在于提供一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料,可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料,包括以下重量份的原料,金刚石4-12份、青铜粉5-15份、碳化钨15-25份、纳米氧化铝陶瓷颗粒4-16、纳米氟化钙5-15份、钼元素1-3份、锰元素1-3份、硅元素2-4份、碳纤维1-4份、纳米硫酸钙1-4份。
5.优选的,包括以下重量份的原料,金刚石4份、青铜粉5份、碳化钨15份、纳米氧化铝陶瓷颗粒4、纳米氟化钙5份、钼元素1份、锰元素1份、硅元素2份、碳纤维1份、纳米硫酸钙1份。
6.优选的,包括以下重量份的原料,金刚石7份、青铜粉8份、碳化钨18份、纳米氧化铝陶瓷颗粒8、纳米氟化钙8份、钼元素2份、锰元素2份、硅元素3份、碳纤维2份、纳米硫酸钙2份。
7.优选的,包括以下重量份的原料,金刚石10份、青铜粉12份、碳化钨22份、纳米氧化铝陶瓷颗粒12、纳米氟化钙12份、钼元素2份、锰元素2份、硅元素3份、碳纤维3份、纳米硫酸钙3份。
8.优选的,包括以下重量份的原料,金刚石12份、青铜粉15份、碳化钨25份、纳米氧化铝陶瓷颗粒16、纳米氟化钙15份、钼元素3份、锰元素3份、硅元素4份、碳纤维4份、纳米硫酸钙4份。
9.凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料的制备方法包含如下步骤:s1、称取材料,将材料按照比例进行称取,留作备用;s2、研磨材料,将称取的材料进行球磨得到粉料,在研磨材料时,将称取的材料进行球磨得到粉料,从而使得研磨合金的颗粒到纳米级,可以提高耐磨程度;
s3、烘干材料,将合金粉进行进行干燥;s4、压制为钻头毛坯,将干燥后的合金粉进行压制成钻头毛坯;s5、钻头毛坯镀膜作业,从而得到钻头表面用的纳米耐磨材料,通过钻头毛坯镀膜作业,从而得到钻头表面用的纳米耐磨材料,通过在钻头毛坯镀膜作业,可以将耐磨材料更好的粘附在钻头表面。
10.优选的,所述s2中磨球为硬质合金球、钢球、钢玉球中的一种,且球磨时间为80-120小时,且研磨合金的颗粒为300-500nm。
11.优选的,所述s3中在烘干温度为100-180℃。
12.优选的,所述s5中将钻头毛坯清洗干净后,置于真空室内进行镀膜作业。
13.与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:1、在研磨材料时,将称取的材料进行球磨得到粉料,从而使得研磨合金的颗粒到纳米级,可以提高耐磨程度。
14.2、通过钻头毛坯镀膜作业,从而得到钻头表面用的纳米耐磨材料,通过在钻头毛坯镀膜作业,可以将耐磨材料更好的粘附在钻头表面。
15.3、加入钼元素和锰元素,可以通过钼元素和锰元素可以提高耐磨材料的强度。
具体实施方式
16.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
17.一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料,包括以下重量份的原料,金刚石4-12份、青铜粉5-15份、碳化钨15-25份、纳米氧化铝陶瓷颗粒4-16、纳米氟化钙5-15份、钼元素1-3份、锰元素1-3份、硅元素2-4份、碳纤维1-4份、纳米硫酸钙1-4份。
18.具体实施例1一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料,包括以下重量份的原料,金刚石4份、青铜粉5份、碳化钨15份、纳米氧化铝陶瓷颗粒4、纳米氟化钙5份、钼元素1份、锰元素1份、硅元素2份、碳纤维1份、纳米硫酸钙1份。
19.具体实施例2一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料,包括以下重量份的原料,金刚石7份、青铜粉8份、碳化钨18份、纳米氧化铝陶瓷颗粒8、纳米氟化钙8份、钼元素2份、锰元素2份、硅元素3份、碳纤维2份、纳米硫酸钙2份。
20.具体实施例3一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料,包括以下重量份的原料,金刚石10份、青铜粉12份、碳化钨22份、纳米氧化铝陶瓷颗粒12、纳米氟化钙12份、钼元素2份、锰元素2份、硅元素3份、碳纤维3份、纳米硫酸钙3份。
21.具体实施例4一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料,包括以下重量份的原料,金刚石12份、青铜粉15份、碳化钨25份、纳米氧化铝陶瓷颗粒16、纳米氟化钙15份、钼元素3份、锰元素3份、硅元素4份、碳纤维4份、纳米硫酸钙4份。
22.凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料的制备方法包含如下步骤:
s1、称取材料,将材料按照比例进行称取,留作备用;s2、研磨材料,将称取的材料进行球磨得到粉料,在研磨材料时,将称取的材料进行球磨得到粉料,从而使得研磨合金的颗粒到纳米级,可以提高耐磨程度;s3、烘干材料,将合金粉进行进行干燥;s4、压制为钻头毛坯,将干燥后的合金粉进行压制成钻头毛坯;s5、钻头毛坯镀膜作业,从而得到钻头表面用的纳米耐磨材料,通过在钻头毛坯镀膜作业,可以将耐磨材料更好的粘附在钻头表面。
23.s2中磨球为硬质合金球、钢球、钢玉球中的一种,且球磨时间为80-120小时,且研磨合金的颗粒为300-500nm。
24.s3中在烘干温度为100-180℃。
25.s5中将钻头毛坯清洗干净后,置于真空室内进行镀膜作业。
26.需要说明的是,本发明为一种凿岩机钻头表面用的纳米耐磨材料,将材料按照比例进行称取,其中材料的比例为金刚石4-12份、青铜粉5-15份、碳化钨15-25份、纳米氧化铝陶瓷颗粒4-16、纳米氟化钙5-15份、钼元素1-3份、锰元素1-3份、硅元素2-4份、碳纤维1-4份、纳米硫酸钙1-4份,留作备用,,加入钼元素和锰元素,可以通过钼元素和锰元素可以提高耐磨材料的强度,将称取的材料进行球磨得到粉料,且磨球为硬质合金球、钢球、钢玉球中的一种,且球磨时间为80-120小时,且研磨合金的颗粒为300-500nm,,从而使得研磨合金的颗粒到纳米级,可以提高耐磨程度,将合金粉在烘干温度为100-180℃进行进行干燥,干燥好的合金粉压制为钻头毛坯,将干燥后的合金粉进行压制成钻头毛坯,将钻头毛坯清洗干净后,置于真空室内进行镀膜作业,从而得到钻头表面用的纳米耐磨材料,通过在钻头毛坯镀膜作业,可以将耐磨材料更好的粘附在钻头表面。
27.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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