CN101358508B - 多功能稳定器用滚轮的制作方法及多功能稳定器用的滚轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能稳定器用滚轮的制作方法及多功能稳定器用的滚轮；先将用于多功能稳定器上的滚轮制作成一端带有圆锥体的圆柱体形状，然后在滚轮的圆柱体表面上制作出螺旋槽和圆环槽，使滚轮的圆柱体表面被螺旋槽和圆环槽分割成均匀分布的凸块，并且这些凸块按螺旋线的轨迹分布在滚轮表面上，然后在每块凸块的表面上通过焊接的方式焊接上一层高硬度合金材料，并在滚轮的圆锥体上也焊接上高硬度合金材料，然后对所焊接的高硬度合金材料的表面进行磨削加工，使其成为滚轮上的切削刃。该滚轮上的切削刃是由高硬度合金焊条敷焊后经磨削加工后形成的，采用这种方法制作的切削刃不仅切削锋利耐磨强度高，而且具有稳定性好，制作成本低等优点。

Description

多功能稳定器用滚轮的制作方法及多功能稳定器用的滚轮

技术领域

本发明涉及一种钻井机械，特别是涉及一种多功能稳定器用滚轮的制作方法及多功能稳定器用的滚轮。

背景技术

目前在地壳上钻孔时，经常会遇到一些研磨性强的岩石，使钻头磨损加剧，导致钻头直径磨小。致使更换的新钻头无法下到井底，现有确保井径的方法通常有两种，其一，是在钻头牙轮或牙爪上增加有保径作用的牙齿或保径块，用此来增强钻头的保径能力，延长钻头使用寿命，但因地壳上地质状况是复杂的，在研磨性很强的地层中，采用上述方法钻头使用寿命还是不长，而且由于制作钻头的材料非常昂贵，增加了钻井成本，这种方法已经逐渐在淘汰。其二，是在钻头和钻铤之间连接稳定器，当钻头磨损到小于标准尺寸时，稳定器可以扩大井径到标准井径，现有的稳定器的制作方法分为两种，第一种是在稳定器的本体上直接焊接具有强切削性能的材料，使稳定器整体成为一个扩眼刀具；采用这样的稳定器，焊接的切削刃刃口较大，容易磨损和损坏，当焊接的切削材料磨损时，就得重新焊接切削材料、修补刃口，需花费大量时间，同时焊接在稳定器本体上的强切削材料与稳定器本体为固定连接，在钻井过程中，钻杆震动剧烈，导致焊接在稳定器本体上的强切削材与地壳中的岩石硬碰硬接触，容易使切削刃掰断，使用效果还不是很好。第二种是在稳定器本体上连接滚轮，利用滚轮上的切削刃来划眼，使上下井径相同。但现有稳定器滚轮上的切削刃均是先通过铣刀在滚轮上加工出切削刃，再对加工好的切削刃进行热处理后形成的；通过这种方法制作的切削刃因强度和硬度不足还是无法长时间在井下工作，影响了稳定器的使用性效果。而整体采用高硬度材料制作的滚轮则造价太高，不适合长期运用于生产。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种多功能稳定器用滚轮的制作方法及其多功能稳定器用的滚轮；该滚轮上的切削刃是由高硬度合金焊条敷焊后经磨削加工后形成的，采用这种方法制作的切削刃不仅耐磨强度高，而且具有稳定性好，制作成本底等优点，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案；一种多功能稳定器用滚轮的制作方法，先将用于稳定器上的滚轮制作成一端带有圆锥体的圆柱体形状，然后在滚轮的圆柱体表面上制作出螺旋槽和圆环槽，使滚轮的圆柱体表面被螺旋槽和圆环槽分割成均匀分布的凸块，并且这些凸块按螺旋线的轨迹分布在滚轮表面上，然后在每块凸块的表面上通过焊接的方式焊接上一层高硬度合金材料，并在滚轮的圆锥体上也焊接上高硬度合金材料，然后对所焊接的高硬度合金材料的表面进行磨削加工，使其成为滚轮上的切削刃。

在滚轮圆柱体表面制作的螺旋槽为左螺旋槽，在采用焊接的方式在凸块表面敷焊一定厚度的高硬度合金材料时，焊接在凸块旋转方向前侧的高硬度合金材料的厚度大于后侧。

焊接在滚轮上的高硬度的合金材料是由碳化钨焊条敷焊后形成的。

一种稳定器用的滚轮，包括圆柱形的滚轮1，在滚轮1的中心设有轴孔2，滚轮1的下端为圆锥体3，在滚轮1的表面上设有左螺旋槽4和圆环槽5，左螺旋槽4和圆环槽5将滚轮1的表面分割成按螺旋线分布的倾斜的凸块6，在凸块6的表面上固定有高硬度合金材料层7。

固定在每块凸块6上的高硬度合金材料层7的厚度为前侧大于后侧。

在圆锥体3上也设有高硬度合金材料层7。

凸块6前侧高硬度合金材料层7的外接圆切线与凸块6前侧与后侧连线的夹角α为3～15度。

左螺旋槽4和圆环槽5的数量为3～16道。

与现有技术比较，本发明通过采用焊接的方式在滚轮表面敷焊一定厚度的高硬度合金材料，再对焊接的高硬度合金材料进行磨削加工，使其成为稳定器滚轮表面的切削刃，且高硬度合金材料是由焊条直接敷焊后形成的，采用这种方法制作的切削刃不仅可以保证高硬度合金材料与滚轮的连接强度，而且高硬度合金材料与滚轮的连接方式也非常简单；同时形成的切削刃不但口锋利，而且具有很强的耐磨性和硬度，可提高稳定器的使用寿命和使用效果；在滚轮端部的圆锥体可对滚轮与岩石的撞击起到缓冲作用，可进一步提高切削刃的使用寿命。在采用敷焊的方式连接时高硬度合金材料时，敷焊在滚轮上的高硬度合金材料厚度存在差异，这种焊接方法可在磨削加工切削刃时，减少磨削加工的加工量，从而可进一步节约生产用时，降低生产成本，提高企业的市场竞争力；因此本发明具有有很好的推广价值和实用价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的C-C向视图。

具体实施方式

实施例：一种稳定器用滚轮，在制作时先将用于稳定器上的滚轮制作成一端带有圆锥体的圆柱体形状，然后在滚轮的圆柱体表面上制作出螺旋槽和圆环槽，使滚轮的圆柱体表面被螺旋槽和圆环槽分割成均匀分布的凸块，这些凸块按螺旋线的轨迹分布在滚轮表面上，然后在每块凸块的表面上通过焊接的方式焊接上一层高硬度合金材料，并在滚轮的圆锥体上也焊接上高硬度合金材料，然后对所焊接的高硬度合金材料的表面进行磨削加工，使其成为滚轮上的切削刃。

在滚轮圆柱体表面制作的螺旋槽为左螺旋槽时，在用敷焊的方式在凸块表面焊接高硬度合金材料时，焊接在凸块前侧的高硬度合金材料的厚度大于凸块后侧的合金材料的厚度，这种焊接方式可在磨削加工切削刃时减少磨削量。并且焊接在滚轮上的高硬度的合金材料是由碳化钨焊条敷焊后形成的。其中，凸块的前侧与后侧的规定为滚轮旋转时先到达一固定参照物的一侧为前侧，后到达该参照物的为后侧。

一种多功能稳定器用的滚轮，如图1和图2所示，包括圆柱形的滚轮1，滚轮1的下端为圆锥体3，在滚轮1的中心开设有轴孔2，同时在滚轮1的表面上开设有由3～16道左螺旋槽4和圆环槽5，滚轮1的表面被左螺旋槽4和圆环槽5分割为按螺旋线分布的若干块倾斜的凸块6，在每块凸块6和圆锥体3上敷焊有高硬度合金材料层7，当滚轮1的圆锥体3端向下放置时，固定在每块凸块6上的高硬度合金材料层7的厚度为前侧大于后侧，并且凸块6前侧高硬度合金材料层7的外接圆切线与凸块6前侧与后侧连线的夹角α为3～15度。

该稳定器滚轮的制作及加工步骤为：a、先将用于稳定器上的滚轮制作成一端带有圆锥体的圆柱体形状；b、在滚轮的圆柱体表面上制作出3～16道螺旋槽4和圆环槽5，4螺旋槽和圆环槽5的数量根据滚轮1的大小而定，使滚轮的圆柱体表面被螺旋槽和圆环槽分割成均匀分布的若干倾斜凸块6；c、在每块凸块6的表面上通过焊接的方式焊接上一层高硬度合金材料，在焊接时焊接在凸块前侧的高硬度合金材料的厚度大于后侧；d、在磨削加工时，对连接在凸块前侧的高硬度合金材料进行磨削加工，使凸块6前侧高硬度合金材料层7的外接圆切线与凸块6前侧与后侧连线的夹角α为3～15度。

Claims (8)

1.一种多功能稳定器用滚轮的制作方法，其特征在于：先将用于稳定器上的滚轮制作成一端带有圆锥体的圆柱体形状，然后在滚轮的圆柱体表面上制作出螺旋槽和圆环槽，使滚轮的圆柱体表面被螺旋槽和圆环槽分割成均匀分布的凸块，并且这些凸块按螺旋线的轨迹分布在滚轮表面上，然后在每块凸块的表面上通过焊接的方式焊接上一层高硬度合金材料，并在滚轮的圆锥体上也焊接上高硬度合金材料，然后对所焊接的高硬度合金材料的表面进行磨削加工，使其成为滚轮上的切削刃。

2.根据权利要求1所述的多功能稳定器用滚轮的制作方法，其特征在于：在滚轮圆柱体表面制作的螺旋槽为左螺旋槽，在采用焊接的方式在凸块表面焊接高硬度合金材料时，焊接在凸块前侧的高硬度合金材料的厚度大于后侧。

3.根据权利要求1或2所述的多功能稳定器用滚轮的制作方法，其特征在于：焊接在滚轮上的高硬度的合金材料是由碳化钨焊条敷焊后形成的。

4.一种多功能稳定器用的滚轮，包括圆柱形的滚轮（1），在滚轮（1）的中心设有轴孔（2），其特征在于；滚轮（1）的下端为圆锥体（3），在滚轮（1）的表面上设有左螺旋槽（4）和圆环槽（5），左螺旋槽（4）和圆环槽（5）将滚轮（1）的表面分割成按螺旋线分布的倾斜的凸块（6），在凸块（6）的表面上固定有高硬度合金材料层（7）。

5.根据权利要求4所述的多功能稳定器用的滚轮，其特征在于：固定在每块凸块（6）上的高硬度合金材料层（7）的厚度为前侧大于后侧。

6.根据权利要求4所述的多功能稳定器用的滚轮，其特征在于： 在圆锥体（3）上也设有高硬度合金材料层（7）。

7.根据权利要求5所述的多功能稳定器用的滚轮，其特征在于：凸块（6）前侧高硬度合金材料层（7）的外接圆切线与凸块（6）前侧与后侧连线的夹角（α）为3～15度。

8.根据权利要求4所述的多功能稳定器用的滚轮，其特征在于：左螺旋槽（4）和圆环槽（5）的数量分别为3～16道。

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