动力钻具用PDC止推轴承的粘接工艺研究

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定向井PDC钻头受力模型及优化设计研究的开题报告

定向井PDC钻头受力模型及优化设计研究的开题报告一、研究背景及意义随着石油工业的不断发展，定向井（包括水平井、斜井等）越来越被广泛应用，因其可以在较小的区域内获得更多的储层资源。

然而，定向井钻井难度较大，在钻井时需考虑钻头受力问题，以避免钻头磨损过快甚至失效。

因此，钻头的设计和优化在定向井钻井中显得尤为重要。

目前，钻头主要分为钻十字头和PDC钻头两种。

由于它们的结构和性能不同，导致受力情况和钻速不同，因此需要研究它们的受力特性，并对其进行优化设计，以提高钻进效率和降低钻井成本。

二、研究内容1. 建立定向井PDC钻头受力模型通过分析定向井钻井过程中的载荷、钻头结构和磨损机制等因素，建立PDC钻头在定向井钻井中的受力模型，揭示其受力分布、载荷分布、切削力分布等特征，为优化设计提供基础数据。

2. 优化设计PDC钻头基于受力模型，优化设计PDC钻头结构和参数，提高其钻进效率、降低其磨损率、延长其使用寿命，从而降低钻井成本。

3. 验证模型和设计的可行性通过实际定向井钻井试验，验证模型和设计的可行性和实用性，进一步提高优化设计的合理性和有效性。

三、研究方法1. 数值模拟法通过有限元方法和计算流体力学方法，建立PDC钻头在定向井钻井中的数值模型，分析其受力分析和动力学特性，进而揭示其磨损机制。

2. 实验验证法通过定向井钻井试验，采集实验数据，验证数值模拟方法的准确性和优化设计的可行性，进一步提高优化设计的实用性和可靠性。

四、预期成果1. 建立定向井PDC钻头受力模型，揭示其受力分布和切削特征。

2. 优化设计PDC钻头结构和参数，提高其钻进效率、降低其磨损率、延长其使用寿命，降低钻井成本。

3. 验证模型和设计的可行性和实用性，进一步提高模型和设计的准确性和可靠性。

五、研究难点1. 定向井钻头的受力模型建立较为复杂，需要考虑多种因素的影响。

2. PDC钻头结构和参数的优化需要同时考虑多个因素，因此具有较高的难度。

浅议PDC钻头钻具组合的应用技术

浅议PDC钻头钻具组合的应用技术作者：杨振平来源：《中国科技博览》2012年第12期[摘要]：“PDC钻头+…”的钻具组合在钻井施工中得到广泛应用，对增加钻井效益起着重大作用，已是不争的事实，但在实际应用中，由于种种原因，时有达不到预期目的的情况发生，往往出现造斜率，钻进速度的不理想。

本文综合实钻中遇到的一些问题，结合几口井的现场施工情况，解析了PDC钻头的结构对造斜率因素的影响，PDC钻头对不同的地层适应性不同，以及在使用PDC钻头在钻井施工中，由于人为的操作因素不同，而对钻头使用效果产生了不同影响。

提出对选用的钻头的优选，人们认识观念的革新是提高钻井速度，增加钻井效益的关键。

[关键词]：PDC钻头动力钻具造斜率中图分类号：TE921 文献标识码：TE 文章编号：1009-914X（2012）12- 0237 -01引言“PDC钻头+…”的钻具组合在现代钻井中得到国内外钻井界的认可，在定向井钻井中有着广泛的应用，为提高现代钻井技术，缩短钻井周期，增加钻井效益起着重大作用，但在实际应用中，无论在浅井、中深井及深井中还是在泥浆处理不好的定向井中、滑动钻进中井段比较长的定向井中以及浅、中、深水平井中，由于种种原因却达不到预期目的，造成不必要的损失。

当施工中急需增井斜的时候，原计划有一定造斜能力的动力钻具关键时候造斜能力失常，无法满足要求，增斜就是不理想，这样有可能重新起钻换动力钻具，耽误工期；也有可能因为这趟钻不成功造成填井，施工人员难以解脱；容易憋泵，动力钻具寿命降低，易于损坏；损坏钻头，钻头容易断齿、掉齿，有的甚至连根拔起掉成秃头，造成井下落物；工具面变化厉害，大绳打扭，造成事故，在有些应用有线随钻施工的井中，工作中稍有粗心，电缆往往因为钻具摆动而打扭造成断路或短路；侧钻井中掌握不好参数，侧钻不容易成功，因此有必要对“PDC钻头+…”的钻具组合进行研究。

1 施工实例与因素分析（1）新疆YM7-H1井。

PDC钻头焊接工艺的研究

ｗｈｃｒｒｎｒｏｐｅｉｈａｅｍｏｅａｄｍｏｅｃｍｌｘ，ｔｅｈｄｏｐｎｎｈｐｎｃｕｏａｄｔｅｅｔｒｐｉｇａｄｃｉｐｉｇＯｃｒｎｗｎｈｎ，ａｅｕｔｔｅｌｅｏＤＣｓａｒｓｌｈｉｆＰｆ
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PDC钻头配套钻井技术初探

PDC钻头配套钻井技术初探作者：房延冬来源：《商情》2013年第10期摘要：结合石油钻井工程实践，对PDC钻头发展简况、分类、配套设备与技术进行了分析。

关键词：石油工程钻具 PDC钻头0 前言PDC（Polycrystalline Diamond Compact bit）钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称。

它是石油钻井行业常用的一种钻井工具。

1 PDC钻头发展简况PDC钻头从20世纪80年代开始应用以来，由于混合工艺与制造工艺的变化，当今的切削齿的质量性能要好得多，使钻头的抗冲蚀以及抗冲击能力都大为提高。

特别是对碳化钨基片与人造金刚石之间的界面进行了优化，以提高切削齿的韧性。

层状金刚石工艺方面的革新也被用于提高PDC钻头抗磨蚀性和热稳定性。

最初，PDC钻头只能被用于软页岩地层中，原因是硬的夹层会损坏钻头。

但由于新技术的出现以及结构的变化，目前PDC钻头已用于钻硬夹层和长段的硬岩地层了。

由于钻头设计和齿的改进，PDC钻头的可定向性也随之提高。

PDC钻头主要由钻头体、切削齿、喷嘴、保径面和接头等组成。

2 PDC钻头主要类型2.1根据钻头体材料分类a胎体式PDC钻头。

胎体式金刚石复合片（PDC）钻头是将金刚石复合片通过钎焊方式焊接在钻头胎体上的一种切削型钻头。

b钢体式PDC钻头。

钢体PDC钻头，是用镍、铬、钼合金机械加工成形。

2.2 根据适用行业分类a地质勘探用复合片钻头。

主要用于地质勘察勘探的复合片钻头，适用于软到中硬岩层。

b煤田钻采用复合片钻头。

主要是用于煤矿上煤层钻探采挖。

c石油勘探用复合片钻头。

主要是应用在油气田的钻采钻头。

目前来说，油田用复合片钻头是所有复合片钻头里面造价最高，要求最高的。

3 PDC钻头配套设备目前PDC钻头配套设备主要有井下动力钻具、水力设备等。

3.1井下动力钻具配合PDC钻头钻井技术井下动力钻具配合高效PDC钻头，辅之以转盘的组合钻井方法，称为复合钻井技术。

目前常用的井下动力钻具主要包括涡轮钻具和螺杆钻具。

浅谈PDC钻头的使用

浅谈PDC钻头的使用首先，PDC钻头的结构特点是由聚晶金刚石片组成。

聚晶金刚石是由高温高压下人工合成的一种具有均匀结构和均匀硬度的功能材料，其硬度仅次于自然金刚石。

聚晶金刚石片固定在钻头刀具上，可以直接与岩石接触，具有很高的切削能力。

其次，PDC钻头的应用范围非常广泛。

PDC钻头适用于各种地质环境和井段类型，例如软岩、硬岩、致密油层、煤层等。

与传统的钻井工艺相比，PDC钻头能够提高钻进速度、降低钻井成本、减少钻井事故的发生，因此得到了广泛的应用。

在使用PDC钻头时，需要注意以下几点：首先，合理选择PDC钻头。

根据地层的硬度、颗粒度和尺寸等因素来选择合适的PDC钻头。

一般来说，钻进较硬的地层时需要选择具有较大颗粒度和较高硬度的PDC钻头，而钻进较软的地层时则需要选择具有较小颗粒度和较低硬度的PDC钻头。

其次，正确调整钻进参数。

在不同地层和井段中，需要根据具体情况来调整钻进参数，包括转速、钻进压力、切削速度等。

过高的转速和钻进压力可能会导致PDC钻头过早磨损或甚至损坏，过低的转速和钻进压力则可能导致无法稳定地钻井。

此外，定期进行钻头修复和更换也是必要的。

由于PDC钻头在钻井过程中会受到很高的工作负荷和局部超负荷的磨损，因此定期对钻头进行修复和更换是必要的。

一般情况下，当PDC钻头磨损超过一定程度时，需要及时更换。

最后，加强对PDC钻头的维护和保养。

PDC钻头在使用过程中需要进行定期的清洗和润滑，以保持其正常工作和延长使用寿命。

同时，还需要进行防腐和防锈处理，以避免钻头表面生锈和腐蚀。

总之，PDC钻头是一种功能强大、使用广泛的钻井工具。

在使用PDC 钻头时，需要合理选择钻具，调整钻进参数，定期修复和更换钻头，并加强维护和保养工作。

只有这样，才能更好地发挥PDC钻头的优势，提高钻进效率，降低钻井成本，确保钻井安全。

PDC止推轴承冷压粘接制作工艺[发明专利]

(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201410697321.1(22)申请日 2014.11.27F16C 33/00(2006.01)F16B 11/00(2006.01)(71)申请人中国石油天然气集团公司地址100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦申请人大庆石油管理局(72)发明人李玉海万发明王春华赵毅郑瑞强李秋杰(74)专利代理机构大庆知文知识产权代理有限公司 23115代理人梁超(54)发明名称PDC 止推轴承冷压粘接制作工艺(57)摘要PDC 止推轴承冷压粘接制作工艺。

属于石油钻井工具加工领域。

它解决了现有PDC 止推轴承制作工艺存在摩擦面的平面度难以保证、使用寿命低以及加工成本高、周期长的问题。

具体步骤：一、在止推轴承基体的摩擦面上开有若干镶嵌孔，镶嵌孔的深度略小于PDC 复合片的高度；二、将止推轴承基体及PDC 复合片放入沸水中煮10~30min，取出后再放入酒精中进行超声波清洗15~20min ；三、将粘接剂放入到止推轴承基体的镶嵌孔内，再将PDC 复合片放入到镶嵌孔内，然后用夹持工装夹紧；四、将止推轴承基体、PDC 复合片及夹持工装整体放入压力机上进行冷压。

本发明够保证止推轴承复合片摩擦面之间的平面度，加工周期短、成本低。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页(10)申请公布号CN 104500570 A (43)申请公布日2015.04.08C N 104500570A1.PDC止推轴承冷压粘接制作工艺，其特征在于该制作工艺的具体步骤如下：一、在止推轴承基体的摩擦面上开有若干镶嵌孔，镶嵌孔的深度略小于PDC复合片的高度；二、将止推轴承基体及PDC复合片放入沸水中煮10~30min，取出后再放入酒精中进行超声波清洗15~20min；三、将粘接剂放入到止推轴承基体的镶嵌孔内，再将PDC复合片放入到镶嵌孔内，然后用夹持工装夹紧；四、将止推轴承基体、PDC复合片及夹持工装整体放入压力机上进行冷压，压力为35MPa，稳压时间10~15分钟，卸压后PDC止推轴承制作完毕。

PDC钻头数控加工工艺开发应用探讨

PDC钻头数控加工工艺开发应用探讨石油天然气开采过程中经常会遇到一些岩石的阻碍，我们需要利用多种工具将岩石破开，运用最多的破岩工具是PDC钻头，其进尺量占到了总进尺量的六成以上；PDC钻头的工作性能会对钻井质量、钻井进度和钻井成本产生直接影响，而它高强度、高韧性的特点保证了流道面积大的性能，為生产节约了较大的成本，所以人们对PDC钻头的需求也越来越大。

但是，我国的PDC钻头加工技术起步较晚，在使用和研发方面缺乏足够的经验，很难保证PDC钻头的质量和使用寿命。

文章通过PDC钻头的分类、特点、发展过程和加工工艺等方面对PDC 数控加工工艺开发应用展开了讨论。

标签：PDC钻头；数控加工；工艺1 PDC钻头分类PDC钻头主要是依靠聚晶金刚石复合片和钻头本体按照设计结构而组成的一个组合体，实现了钻井过程中利用聚晶金刚石复合片切削岩石的工作原理。

根据钻头本体的构成材料、加工方法和形状架构上的不同，PDC钻头可以分为胎体式PDC钻头和钢体式PDC钻头。

胎体式PDC钻头主要是利用了钎焊技术，把金刚石复合片焊接在钻头胎体上，最后形成了具有切削功能的钻头，而钻头的胎体是由铸造碳化钨粉烧结而成。

这种胎体式PDC钻头的特点是，加工成本低，加工工艺相对简单，而钻头体强度差，对复合片进行冷却时的流道面积小，但是胎体的构成成分主要是碳化钨，所以具有较好的抗腐蚀性。

钢体式PDC钻头的本体原材料是通过二次加工的金属材料，利用热加工技术先在钻头体上打孔，再把聚晶金刚石复合片打入钻头体内，然后在钻体表面镀上抗腐蚀的硬质金属材料，防止钻体受到腐蚀。

这种PDC钻头的特点是，整个金属钻头体是通过二次加工后所形成的，保证了完整的韧性和强度，而且对复合片进行冷却时的流道面积大，极大地避免了钻头泥包现象的发生，与胎体式PDC钻头相比，其制作成本也相对较低。

但是钻头本体大部分是由普通金属材料构成，耐冲蚀性能方面存在一定的不足。

2 PDC钻头数控加工工艺随着我国经济和科技的快速发展，国内数控机床的运用也是越来越普遍。

一种PDC钻头焊接工艺[发明专利]

专利名称：一种PDC钻头焊接工艺
专利类型：发明专利
发明人：张晋,景蕊平,景真,杨世玉,张伟杰申请号：CN201710258630.2
申请日：20170419
公开号：CN107199382A
公开日：
20170926
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种PDC钻头的新钎焊工艺，包含焊前准备、钎焊过程、焊后保温，其特征在于：其中所述焊前准备为对钻头体和PDC复合片进行喷砂、丙酮清洗预处理；所述钎焊过程中，钎焊温度为660‑690℃；所述焊后保温为钎焊后将PDC钻头放入保温桶。

本发明可将加热对钻头体和复合片的影响降到最低，强化钎焊强度，提高了PDC钻头在复杂地层的钻进效率。

申请人：北京金工万邦石油技术开发有限公司
地址：101300 北京市顺义区林河工业区顺仁路54号
国籍：CN
代理机构：北京智沃律师事务所
代理人：王屹东
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pdc轴承设计方法

PDC（Polycrystalline Diamond Compact）轴承是一种采用多晶金刚石（PDC）制成的轴承，具有高硬度、高强度、高耐磨性、低摩擦系数等优点，在石油钻探等领域得到广泛应用。

PDC轴承的设计过程需要考虑以下几个方面：
1. 轴承类型：根据应用需求，选择适合的PDC轴承类型。

PDC轴承可分为径向轴承和推力轴承两种类型，其中径向轴承适用于悬浮装置、转盘、挡板等部位，推力轴承适用于主轴承和下钻器等部位。

2. 轴承尺寸：根据所需负载和工作环境等因素，确定PDC轴承的尺寸。

包括内径、外径、宽度等参数。

3. 材料选择：采用高品质的PDC结构材料制造轴承，并根据不同环境的要求选择有不同性质的PDC材料。

4. 轴承结构：设计轴承的结构，包括内外环的结构、滚珠结构、密封结构、支撑结构等。

5. 寿命和可靠性：考虑轴承的使用寿命和可靠性方面，需建立轴承的性能评估体系，以评估轴承的寿命和可靠性等指标。

同时，对轴承的压力、温度、润滑、摩擦等方面的影响要进
行充分预估和考虑。

对于PDC轴承的设计方法，需要进行充分的理论研究和实验验证，通过不断地试验和改进，才能更好地发挥其优越的性能和广泛的应用前景。

pdc止推轴承冷压粘接制作工艺

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PDC钻头执行标准

PDC钻头执行标准PDC钻头是一种广泛应用于石油钻井、煤矿开采和地质勘探等领域的钻井工具，其执行标准的制定对于保障钻头质量、提高钻井效率具有重要意义。

本文将从PDC钻头的材料要求、制造工艺、性能测试等方面，对PDC钻头执行标准进行详细阐述。

一、材料要求。

PDC钻头的刀片通常采用聚晶金刚石复合片作为切削元件，刀体则采用优质的合金钢材料。

PDC钻头的执行标准应明确规定刀片和刀体材料的选用标准、化学成分要求、热处理工艺等，以保证PDC钻头具有良好的耐磨性、抗冲击性和热稳定性。

二、制造工艺。

PDC钻头的制造工艺对其质量和性能具有重要影响。

执行标准应规定PDC钻头的整体设计要求、刀片与刀体的结合工艺、焊接工艺、表面涂层工艺等，确保PDC钻头具有良好的耐磨性和抗冲击性，同时提高钻头的使用寿命和钻井效率。

三、性能测试。

PDC钻头的性能测试是保证其质量的重要手段。

执行标准应明确规定PDC钻头的性能测试项目和测试方法，包括静态性能测试、动态性能测试、耐磨性测试、抗冲击性测试等，以确保PDC钻头符合设计要求，并能在实际工程中发挥良好的钻井效果。

四、质量控制。

PDC钻头的质量控制是执行标准的核心内容。

标准应规定PDC钻头的质量控制要求，包括原材料的采购检验、生产过程中的质量控制、成品的检测验收等，以确保PDC钻头的质量稳定可靠。

五、使用与维护。

执行标准还应包括PDC钻头的使用与维护要求，包括钻头的安装与拆卸、使用过程中的注意事项、钻头的修复与保养等，以延长PDC钻头的使用寿命，降低钻井成本。

六、结语。

PDC钻头执行标准的制定对于规范PDC钻头的生产与使用具有重要意义。

本文从材料要求、制造工艺、性能测试、质量控制、使用与维护等方面对PDC钻头执行标准进行了全面的阐述，希望能为相关行业的从业人员提供参考，推动PDC 钻头行业的健康发展。

PDC钻头体非光滑表面防黏附性能实验研究

PDC钻头体非光滑表面防黏附性能实验研究朱丽红;陈泽鹏;黄勇;强伟;王京印【摘要】针对PDC钻头与泥质岩屑黏附问题,将仿生非光滑表面技术应用于钻头泥包防治,通过对自然生物体表非光滑表面形态特征分析,建立非光滑表面模型.通过非光滑表面防黏附性能试验台架,开展室内实验,测试不同形态下的非光滑表面试件防黏附性能,总结出非光滑表面单元体的形态、尺寸及接触时间的最佳值域,为PDC 钻头泥包防治提供了新的思路和方法.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】4页(P27-30)【关键词】PDC钻头;泥包;仿生学;非光滑表面;防黏附【作者】朱丽红;陈泽鹏;黄勇;强伟;王京印【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE2420 引言PDC钻头在钻进时具有钻速快、效率高、寿命长等优势，广泛应用于软到中硬的均质地层。

PDC钻进泥页岩地层时，由于钻进速度很快，岩石破碎后产生大量岩屑，如果井底清洗不充分，岩屑会堆积于井底。

与此同时，由于泥页岩中黏土矿物水化膨胀，黏性增强，岩屑会附着于切削齿和钻头体上，形成钻头泥包[1-2]。

钻头泥包导致钻头破岩能力显著较低，钻速下降，并且切削齿失去冷却作用，钻齿磨损速度加快，钻头寿命缩短。

泥包严重时，钻头完全失去钻进能力，无法实现进尺，造成钻井效率降低，钻井成本升高[3]。

目前，提高PDC钻头自身防泥包性能的措施主要包括三方面：钻头结构改进、水力设计优化及钻头体表面处理[4-6]。

与其他两种方法相比，钻头体表面处理采用降低PDC钻头与泥质岩屑间黏附力的方式，其可从根本上预防钻头泥包的出现。

PDC 钻头粘滑控制技术现状及发展趋势

PDC 钻头粘滑控制技术现状及发展趋势王宏伟;韩飞;纪友哲;石红玫【摘要】随着石油工业的发展，石油勘探开发的重点逐步转向深井、超深井。

PDC 钻头在非均质地层钻进时“粘滑”现象严重，导致 PDC 钻头过早损坏，致使机械钻速低、起下钻换钻头次数多，单位钻井进尺成本上升。

如何有效控制 PDC 钻头的粘滑现象已经成为国内外石油公司研究的热点。

介绍了国内外 PDC 钻头粘滑控制技术的主要研究进展及其未来发展趋势，为国内 PDC 钻头粘滑控制技术的研究提供参考。

%PDC bit suffers serious stick-slip in drilling complicated rock formation,which limits the life-span of PDC bit and reduces the rate of penetration.By introducing and analyzing advanced PDC bit stick-slip controlling technology,in this paper some advices and references are given for the development a of domestic PDC bit stick-slip controlling technology.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2016(045)007【总页数】4页(P104-107)【关键词】PDC 钻头;粘滑;控制【作者】王宏伟;韩飞;纪友哲;石红玫【作者单位】中国石油集团钻井工程技术研究院，北京 102200;中国石油集团钻井工程技术研究院，北京 102200;中国石油集团钻井工程技术研究院，北京102200;金川集团股份有限公司生产环保部，甘肃金昌 737104【正文语种】中文【中图分类】TE921.107随着石油工业的发展，石油勘探开发的重点逐步转向深井、超深井，例如我国四川、塔里木等区块有大量的石油资源位于深部地层。

井下工具PDC轴承的钎焊技术研究

井下工具PDC轴承的钎焊技术研究摘要：通过对井下工具PDC轴承的钎焊技术研究，优选了钎料及工艺。

试验结果表明，采用银基钎料及整体施压加热钎焊工艺制备的PDC轴承具有优秀的平面度及结合强度，且对复合片及钢基体性能影响较小。

通过进一步的现场测试，PDC轴承使用寿命达到450h以上，未出现损坏、脱落等失效，且磨损量较小。

关键词：井下工具；PDC轴承；钎焊工艺目前井下工具通常采用串轴承来承受轴向的载荷，其摩擦副为轴承钢材料，耐磨性有限，工作寿命一般在200h以内。

近年来，国外已在高端井下工具上采用高耐磨PDC轴承，使得轴承寿命大幅度提高[1]，如图1所示。

PDC轴承中复合片与基体之间是通过钎焊连接，要求其具备较高的结合强度来承受冲击载荷，且具有非常高平面度——0.025mm以内，否则会导致复合片在相互滑动过程中磕碰而失效；此外，钎焊过程中应避免复合片及钢基体因温度过高而导致性能降低。

因此，研究合适的钎焊技术来保证PDC轴承结合强度及平面度，并同时保证复合片和钢基体的性能非常重要。

1、钎料选择对于PDC轴承，钎料的选择除了需要考虑结合强度，还需要确保所需焊接温度不能对复合片产生热损伤，也不能高于17-4钢基体时效温度，减少对基体力学性能的影响。

此外，由于PDC硬质合金基体膨胀系数仅为钢材的一半，如钎料熔点过高，会在连接处产生很大的热应力，导致开裂；而硬质合金表面往往含有较多的游离碳，妨碍焊接材料的润湿，因此需要焊接材料具有较好的润湿性[2]。

选取了L312（Ag40CuZnCd）、BAg611（AgCuZnCdNi）种低熔点银基钎料，经差热分析测试，这两种钎料实际熔点分别为602.7℃和626.9℃。

2、钎焊工艺试验2.1 钎焊方法PDC轴承复合片的平面度要求在0.025mm以内，在钎焊工艺中如何控制轴承零件的变形量至关重要，必须保证动环或静环上所有复合片同时完成钎焊，即保证零件整体同时加热和冷却。

而采用传统的火焰钎焊及感应钎焊技术，必然会导致轴承的基体受热不均而引起变形。

中原新速通PDC钻头研制及应用

・６４・石油机械２００３年第３ｌ卷特刊增加钻头表面抗冲蚀强度；接头台阶采用ＴＩ＇１０１配方，便于加工切削，保证精度。

（４）复合片技术采用优质复合片，与国外和国内复合片生产商合作，进行齿型设计，对不同的地区和不同的使用环境采用具有针对性的复合片及特定结构。

（５）切削齿技术①异型结合面ＰＤＣ切削齿切削齿的ＰＤＣ金刚石层与碳化钨支撑体之结合面采用非平面，可显著改善交接面处的应力状态，增加ＰＤＣ齿的抗冲击和研磨能力，减少切削齿脱层或碎裂的可能性，不同结合面齿组装在钻头不同部位上，以适应抗压或抗剪切的需要（见图１）。

图中，ａ处可减少破坏性张力，ｂ处可将齿缘高应力传递至中部截面，Ｃ处为中部截面加强。

图１异型结合面ＰＤＣ切削齿②抛光和倒角型ＰＤＣ切削齿抛光齿有利于岩屑迅速离开切削齿面，有效减少ＰＤＣ齿对地层所作的功，降低切削齿泥包倾向。

（６）耐磨节技术在钻头刀翼上ＰＤＣ切削齿后面设计了耐磨节，其作用是：在软地层中限制切削齿吃人地层的深度，在中硬地层或夹层中，有效地分担钻压，降低地面扭矩的波动幅度，减少扭转振动所伴随的粘附一滑移现象或侧向振动引起的回旋运动。

中原新速通ＰＤＣ钻头的特点中原新速通ＰＤＣ钻头的型号有以１６Ｆ１９２４ＣＢ、以１６Ｆ１９２５Ａ、以１６Ｆ１９３５Ａ等３种，它们的共同特点如下。

（１）非平结合面的切削齿有效地吸收高载荷应力，延缓切削齿的破裂和磨损；（２）最大化的排屑槽面积有效地清洗钻头，大斜角度喷嘴改善了钻头的水力学，有利于提高钻速；（３）可用于转盘和井下马达钻进；（４）适用于软一中硬地层；（５）使用高比水马力；（６）上扣扭矩２４—２６．５ｋＮ・ｍ，钻压１３—６６ｋＮ，转速６０—２４０ｒ／ｍｉｎ，排量２５～３８Ｌ／ｓ。

它们的不同之处在于：以１６Ｆ１９２４ＣＢ型ＰＤＣ钻头有５个可更换螺纹喷嘴，５个直刀翼，优质切削齿复合片组合，提高钻速和钻井效率，其喷嘴面积为４．３２ｃｍ２；移２１６Ｆ１９２５Ａ型ＰＤＣ钻头有５个可更换螺纹喷嘴和１个固定喷嘴，５个螺纹刀翼，美国ＧＥ公司生产的ＸＴＤ高级抛光切削齿可减少剪切力，改善岩屑的运移状况，提高钻速和钻进效率，其喷嘴面积为４．５２ｃｍ２；以１６Ｆ１９３５Ａ型ＰＤＣ钻头采用抛物线冠部，中等密度布齿，６个直刀翼，３个可更换螺纹喷嘴和３个固定喷嘴，其喷嘴面积为４．２６ｃｍ２。

基于powermillPDC石油钻头本体的五轴联动数控加工的应用

基于powermillPDC石油钻头本体的五轴联动数控加工的应用PDC（聚晶金刚石复合硬质合金）石油钻头是一种用于石油勘探和开采的高性能钻井工具，其本体制造是整个钻头制造的核心环节。

为了提高PDC石油钻头本体的加工效率和质量，采用五轴联动数控加工技术是一种比较理想的方法。

Powermill是一种常用的数控加工软件，具有强大的加工功能和易用的操作界面，本文将介绍基于Powermill的五轴联动数控加工技术在PDC石油钻头本体加工中的应用。

一、PDC石油钻头本体的加工特点PDC石油钻头本体是一种复杂的三维曲面零件，其加工特点主要包括以下几个方面：1. 复杂曲面结构：PDC石油钻头本体通常具有复杂的曲面结构，包括刃部、导角面、刀尖等部分，需要采用五轴联动数控加工技术来实现精确加工。

2. 高硬度材料：PDC石油钻头本体制造材料通常是高硬度的合金钢或工程陶瓷，对刀具的耐磨性和加工稳定性要求较高。

3. 高精度要求：PDC石油钻头本体的加工精度要求非常高，尤其是刀尖和刃部的形状和尺寸，需要采用高精度的数控加工设备和加工工艺。

二、Powermill软件在五轴联动数控加工中的优势Powermill是一种专业的数控加工软件，具有以下几个方面的优势：1. 强大的加工功能：Powermill可以实现曲面加工、螺旋加工、复合加工等多种加工方式，并具有自动检测和修复加工路径的功能，能够减少人为误差，提高加工质量。

2. 友好的操作界面：Powermill具有直观的操作界面和丰富的加工参数设置，操作简便，易于学习和掌握。

3. 高效的加工策略：Powermill提供了多种高效的加工策略，如铣削、粗加工、精加工等，能够根据加工零件的特点和要求，自动优化加工路径和刀具轨迹，提高加工效率。

1. 加工工艺的规划和分析：在进行PDC石油钻头本体加工之前，首先需要对加工工艺进行规划和分析。

根据零件的形状、尺寸和材料特性，确定加工的顺序、刀具、切削参数等关键技术指标。

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赵毅，纪博，李玉海，王春华，郑瑞强
（大庆油田钻井工程技术研究院，黑龙汀大庆１６３４１３）
摘要：采用焊接工艺加工动力钻具用ＰＤＣ止推轴承。很难达到平面度要求。且成本高。设计了工
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｔｏｍａｋｅｔｈｅＰＤＣｔｈｒｕｓｔｂｅａｒｉｎｇｓｏｆｔｈｅｄｏｗｎｈｏｌｅｍｏｔｏｒ，ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｆｌａｔｎｅｓｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｓｔｉｓｈｉｇｈ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅＰＤＣｔｈｒｕｓｔｂｅａｒｉｎｇｓｈａｖｅｂｅｅｎｍａｄｅｂｙｐｒｅｓｓａｎｄｂｏｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｈａｖｅｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｅａｓｙａｎｄｔｈｅｃｏｓｔｉｓｌｏｗ．Ｔｈｅｌｏａｄｉｎｇ
合钻井技术提高钻速［Ｊ］．石油学报，２００９，３０（１）：
中图分类号：ＴＥ９２１．２０６
文献标识码：Ｂ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＢｏｎｄｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＰＤＣＴｈｒｕｓｔＢｅａｒｉｎｇｏｆＤｏｗｎｈｏｌｅＭｏｔｏｒＺＨＡ（）Ｙｉ，ＪＩＢｏ，ＬＩＹｕ — ｈａｉ，ＷＡＮＧＣｈｕｎｈｕａ，ＺＨＥＮＧＲｕｉ — ｑｉａｎｇ
ｄｅｖｉｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｓｔｅｐｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔｈａｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅＰＤＣｔｈｒｕｓｔｂｅａｒｉｎｇｓａｒｅａｂｌｅｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌｓ；ｔｈｒｕｓｔｂｅａｒｉｎｇ；ｂｏｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ
拟了水力脉冲工具的流场，流场中压力脉动幅度随径向距离的增大为先增加后降低；流场中产生约１００Ｈｚ的流体脉冲扰动，最低负压约一０．４９３ＭＰａ，证明水力脉冲工具可以产生水力脉冲、瞬时负
压和空化效应。
［１］李根生，沈忠厚，周长ＬＩＪ，等．自振空化射流研究与应用进展［Ｊ］．中国工程科学，２００５，７（１）：２８ — ３１．
［２］王学杰，李根生，康延军，等．利用水力脉冲空化射流复
（ＤｒｉｌｌｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄａｑｉｎｇｏｉｌｊ、ｉｅｌｄ，Ｄａｑｉｎｇ１６３４ｌ３，（？Ｉｔｉｎａ）
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参考文献：
６结论
１）采用ＡＮＳＹＳＦＬＵＥＮＴ流体分析软件模
装，采用加压力和粘接的工艺制造ＰＤＣ止推轴承，达到了技术要求，加工工艺简单，成本低。介绍
了工装的结构和粘接步骤。试验证明，采用粘接＿Ｔ－艺制造的ＰＤＣ止推轴承能够满足动力钻具及井
底工况的要求。关键词：钻具；止推轴承；粘接工艺
２０ｌ３年第４２卷
第２期第５６页
பைடு நூலகம்
ｏＩＬＦｌＥＬＤ
石油习场机械ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ
文章编号：１００１ — ３４８２（２０１３）０２ — ００５６０３
动力钻具用ＰＤＣ止推轴承的粘接工艺研究