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如何改進(jìn)鉆頭的切削刃
采用新型的刃磨法改進(jìn)鉆尖、橫刃的幾何形狀。以往鉆頭的鉆尖刃磨采用普通刃磨法,磨出鋒角即2φ角后,再用砂輪圓周的90°成形棱邊靠手工方式修磨鉆心部分。受到傳統(tǒng)的刃磨方法的限制,鉆頭修磨后對稱性較差,精度較低,只有采用傳統(tǒng)的118°鋒角才可保證切削刃為直刃。近年來,我公司引進(jìn)了數(shù)控工具磨床,該機床采用的是比較先進(jìn)的五軸數(shù)控系統(tǒng),可實現(xiàn)對鉆頭的切削刃部進(jìn)行鏟磨,改動鉆頭的切削刃形式,仍可保證較高的刀具精度。于是,我們通過一些改進(jìn)鉆頭鉆尖的幾何角度來嘗試提高鉆頭的使用壽命,提高鉆頭和改善鉆削加工條件。
根據(jù)鉆頭的結(jié)構(gòu)特點我們先對麻花鉆的鋒角(2φ角)進(jìn)行了改變,采用118°~140°的鋒角分別進(jìn)行試驗。在生產(chǎn)現(xiàn)場對加工情況進(jìn)行跟蹤和掌握,我們發(fā)現(xiàn)在加工鑄鐵時,采用加大鋒角的鉆頭有一定效果:鉆削加工時,加工變得輕快,聲音和振動明顯減小,孔的表面粗糙度得到提高。從切屑的形狀判斷加工過程平穩(wěn)。但隨著鉆頭的鋒角加大,鉆頭的磨損情況加劇。多次嘗試后發(fā)現(xiàn),在鋒角為130°左右時加工為平穩(wěn),加工數(shù)量和質(zhì)量明顯提高。
聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭主要有四個組成部分,即金剛石復(fù)合片、噴嘴、胎體以及鉆頭體;普通金剛石鉆頭主要有四個組成部分,即金剛石顆粒、噴嘴、胎體以及鉆頭體。因為金剛石鉆頭的切割性能比較優(yōu)良,因此在選擇金剛石鉆頭當(dāng)做石油鉆井工具時,能夠高速鉆探,也能夠在一定程度上擴大鉆深。在使用金剛石鉆頭進(jìn)行石油鉆井作業(yè)的過程中,需要高度注意的有以下幾個方面:,金剛石鉆頭的價格比較高,因此在使用時應(yīng)小心操作,降低損壞程度;
第二,金剛石鉆頭在熱穩(wěn)定性方面具有一定的缺陷,因此在使用時要保證鉆頭的冷卻性能、清洗情況;
第三,其質(zhì)地比較脆,因此金剛石鉆頭的抗沖擊性能會比較差,應(yīng)該嚴(yán)格按照金剛石鉆頭的相關(guān)規(guī)程來進(jìn)行嚴(yán)格的、規(guī)范的操作
在上新世紀(jì)80時代前期在我國獨立產(chǎn)品研發(fā)的PDC并未取得成功以前,6×6mm聚結(jié)晶曾很多用以石油、鉆井的取芯鉆頭和式的鉆進(jìn)鉆頭。三角塊形聚晶也曾很多用以生產(chǎn)制造中硬至硬地層(如玄武巖、白云巖)、輕度碾磨性地層的取芯或鉆進(jìn)鉆頭。自90時代國內(nèi)PDC規(guī)模性出產(chǎn)以后,聚晶人造金剛石慢慢撤出了鉆井銷售市場,被PDC替代。 石油、鉆井用PDC鉆頭的產(chǎn)品研發(fā)與運用親身經(jīng)歷了一個非常長的時間,初期PDC的耐沖擊性不高、存有層次狀況,再加鉆頭設(shè)計方案生產(chǎn)制造層面存在的問題及石油、鉆井具備危害性,占有鉆井銷售市場很大市場份額的牙輪鉆頭生產(chǎn)商主要表現(xiàn)并不是那麼積極主動,因而PDC鉆頭的產(chǎn)品研發(fā)和運用碰到了很大的艱難與摩擦阻力。
PDC鉆頭不斷提升與自主創(chuàng)新的另一緣故是開發(fā)與運用了更加當(dāng)代、更加繁雜的電子計算機概念模型系統(tǒng)軟件(CAD/CAM),并與試驗室認(rèn)證緊密結(jié)合,提升了鉆頭取得成功運用的掌握。在中國,PDC鉆頭的開發(fā)由于遭受PDC國內(nèi)生產(chǎn)制造的的危害,相對性美國要晚15年上下,在上新世紀(jì)80時代中后期,江漢鉆頭廠、大港電話總機廠鉆井研究室及北京石油大學(xué)等企業(yè)剛開始下手產(chǎn)品研發(fā)PDC鉆頭,1985年川石一克里斯坦森金鋼石鉆頭企業(yè)與1990年新疆省一帝陛艾斯鉆頭工具企業(yè)創(chuàng)立后各自引入了海外完善的PDC鉆頭技術(shù)性及事后新技術(shù)應(yīng)用,并選用GE、DeBeers、USS企業(yè)出產(chǎn)的品質(zhì)平穩(wěn)靠譜的PDC,他們生產(chǎn)制造的鉆頭在鉆井中都有非凡的主要表現(xiàn),為在我國PDC鉆頭的開發(fā)與運用快速刮平了路面,呈現(xiàn)了PDC鉆頭在、燃?xì)忏@井銷售市場的光輝市場前景。但是因為鉆頭成本費過高及市場價價格昂貴,其運用關(guān)鍵在新疆地區(qū)油氣田及深海油氣田鉆井中營銷推廣。