CN202763304U - 聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件 - Google Patents
聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202763304U CN202763304U CN 201220288744 CN201220288744U CN202763304U CN 202763304 U CN202763304 U CN 202763304U CN 201220288744 CN201220288744 CN 201220288744 CN 201220288744 U CN201220288744 U CN 201220288744U CN 202763304 U CN202763304 U CN 202763304U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transition piece
- bit matrix
- polycrystalline diamond
- compound sheet
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 230000007704 transition Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title abstract 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 31
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 abstract 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- IXSZQYVWNJNRAL-UHFFFAOYSA-N etoxazole Chemical compound CCOC1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C1N=C(C=2C(=CC=CC=2F)F)OC1 IXSZQYVWNJNRAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004801 process automation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件。本实用新型由两个大小不同的圆柱叠加组成，钻头基体上设置有与小尺寸圆柱匹配的定位孔，大尺寸圆柱的端面与聚晶金刚石复合片的硬质合金底层焊接。本实用新型既降低高温对金刚石复合片的热损伤，保持其优良的切削性能；又保证了其相对较高的连接强度能，解决了复合片的快速安装和定位问题，同时提高了其连接强度。
Description
技术领域
本实用新型属于石油、地质、煤炭的钻进工具，具体涉及一种聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件。
技术背景
金刚石复合片钻头因其钻进效率高，被广泛应到石油、地质、煤炭等多个行业，金刚石复合片钻头生产工序的关键一步就是把金刚石复合片片与钻头基体的焊接，金刚石复合片钻头在井底工作时，要同时承受很大的切削力和冲击力，因此要求两者之间要有足够的连接强度。目前常用的焊接方法是一次性火焰钎焊或高频辅助钎焊，都是采用手工实现金刚石复合片片和钻头基体的焊接面的直接接触来完成整个焊接过程的，主要存在问题表现在以下几个方面：一是金刚石复合片片定位困难，定位精度难以控制。在焊接过程中，一个焊接工位需要配两个焊工，由一名主焊工专门负责给钻头基体加热和涂抹焊料，一名辅助焊工专门负责配合金刚石复合片片的安放和定位。目前整个焊接过程由手工操作完成，焊接温度和时间都凭人的经验判断，很难实现焊接过程的机械化和焊接质量的标准化，且劳动强度大、生产效率低；二是因金刚石复合片片的特殊性能要求对焊接方法和焊料选型也提出了更高要求，钎料的熔化温度不能过高，过高会造成金刚石复合片片碳化，也不能太低，太低金刚石复合片片与钻头基体之间的连接强度得不到保证，在金刚石复合片钻头工作过程中，金刚石复合片片容易脱落，导致金刚石复合片钻头失效。
国内外在提高金刚石复合片片与钻头基体之间的连接强度也作了很多研究，大部分都是在改变焊接工艺、焊接材料或连接结构方面，虽取得一定成效，但多数因成本过高、工艺太复杂等很难得到工业化推广应用，如：聚晶金刚石复合片钻头钎焊工艺（专利号：00117754.0）采用在钻头基体靠背齿和聚晶金刚石复合片焊接面上加工出相同齿形，然后采用超音频感应炉将聚晶金刚石复合片钎焊在靠背齿上，此方法有利于提高焊接强度，但提高幅度十分有限，另外，因尺寸限制，加工焊接面上的齿形，以及焊接工艺的相对复杂均明显增加了钻头成本；金刚石复合片钻头的焊接方法（专利号：86103437）是在封闭的石墨模具内，在同一温度下同时施用银基钎料和无压浸渍两种方法，把金刚石复合片焊接在粉末冶金预制成型的钻头冠部，它包括用粉末冶金烧结带有预留孔和支撑背的钻头冠部，放置金刚石复合片及充填钎焊料、充填剂，施加银钎焊熔剂并组装封闭等，此种焊接方法工艺比较复杂，对结构复杂的金刚石复合片钻头不太适用，对焊工的技术水平要求较高，适用范围相对较小。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是提供一种可易于实现焊接过程的自动化水平，减轻钻头焊接的劳动强度，提高整体生产效率；同时可提高焊接强度和保证焊接质量，既能避免金刚石复合片片的高温状态下的碳化现象，又能提高焊接强度，降低金刚石复合片钻头在工作过程中，脱片现象的发生，提高金刚石复合片钻头的寿命，结构简单的聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用的技术方案：
一种聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件，其特殊之处在于：所述的过渡连接件由两个大小不同的圆柱叠加组成，钻头基体上设置有与小尺寸圆柱匹配的定位孔，大尺寸圆柱的端面与聚晶金刚石复合片的硬质合金底层焊接。
上述的小尺寸圆柱上可设置有公螺纹。
上述的大尺寸圆柱的直径与金刚石复合片直径一致，高度2~5mm。
上述的小尺寸圆柱的直径为圆柱直径的三分之一至三分之二，高度为3~7mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
1、过渡连接件与钻头基体之间在螺纹连接或紧密配合定位的基础上进行填充钎焊，既解决了复合片的快速安装和定位问题，同时提高了其连接强度，保证了焊接质量的稳定。
2、使金刚石复合片钻头的焊接过程自动化成为可能，可提高钻头生产效率，并稳定焊接质量，可广泛应于石油、地质及煤炭等行业，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1结构示意图；
图2是本实用新型的实施例2结构示意图；
图3是本实用新型连接金刚石复合片片与钻头基体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参见图1-3，本实用新型的过渡连接件3由两个大小不同的圆柱叠加组成，钻头基体4上设置有与小尺寸圆柱6匹配的定位孔，大尺寸圆柱5的端面与聚晶聚晶金刚石复合片1的硬质合金底层2焊接。
参见图2，上述的小尺寸圆柱6上设置有公螺纹。
上述的大尺寸圆柱5的直径与金刚石复合片直径一致，高度2~5mm。
上述的小尺寸圆柱6的直径为圆柱5直径的三分之一至三分之二，高度为3~7mm，但根据钻头尺寸大小可适当变化。
参见图3，以Ф13.3×4.5规格金刚石复合片为例进行分步说明。
第一步：过渡连接件3加工。若钻头基体4材料为45#钢,则选用45#钢加工过渡连接件3，且使大尺寸圆柱和金刚石复合片的直径相同（13.3mm），高度为2mm；小尺寸圆柱直径5mm，高度5mm。
第二步：钻头基体4加工，和常规钻头基体不同的是，本实用新型涉及的钻头基体其焊接面上多了一个与过渡连接件3的小尺寸圆柱对应的定位孔，定位孔直径和过渡连接件3的小尺寸圆柱的直径向对应，因此加工定位孔直径为5mm，深度为5mm。
第三步：清理硬质合金底层2和过渡连接件3的大尺寸圆柱5的端面，包括除油、喷砂等，裸露出新鲜面，然后分别涂上钎剂和高温钎料或焊片，采用真空钎焊、扩散焊等焊接方法进行焊接，特点是焊接时间和温度可控，易于实现自动化，焊接温度控制在800℃以上，因工件较小，焊接时高温持续时间比较短，对金刚石复合片的热损伤明显降低。
第四步：将焊接有金刚石复合片的过渡连接件3进行再清理，包括端面及端面，并清理钻头基体4内凹处，然后使过渡连接件3与钻头基体4紧密配合，特点在于有利于实现金刚石复合片片的快速、准确定位，减少焊接过程中的辅助时间，提高焊接效率。如果采用其他连接型式，要确保钻头基体部分结构与过渡连接件3的小尺寸圆柱和结构相对应。
第五步：利用高频加热或火焰钎焊的方式，采用银质焊料分别充填金刚石复合片和过渡连接件与钻头基体之间的焊缝，焊接温度控制在600℃~750℃之间，其优点在于实现了螺纹连接（紧密配合）固定与钎焊连接的有机结合，保证了连接强度和质量。
Claims (4)
1.一种聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件，其特征在于：所述的过渡连接件（3）由两个大小不同的圆柱叠加组成，钻头基体（4）上设置有与小尺寸圆柱（6）匹配的定位孔，大尺寸圆柱（5）的端面与聚晶金刚石复合片（1）的硬质合金底层（2）焊接。
2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件，其特征在于：所述的小尺寸圆柱（6）上可设置有公螺纹。
3.根据权利要求1或2所述的聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件，其特征在于：所述的大尺寸圆柱（5）的直径与金刚石复合片直径一致，高度2~5mm。
4.根据权利要求3所述的聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件，其特征在于：所述的小尺寸圆柱（6）的直径为圆柱（5）直径的三分之一至三分之二，高度为3~7mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220288744 CN202763304U (zh) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | 聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220288744 CN202763304U (zh) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | 聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202763304U true CN202763304U (zh) | 2013-03-06 |
Family
ID=47769903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201220288744 Expired - Lifetime CN202763304U (zh) | 2012-06-19 | 2012-06-19 | 聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202763304U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102699555A (zh) * | 2012-06-19 | 2012-10-03 | 中煤科工集团西安研究院 | 聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件及其连接工艺 |
| CN112855033A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-05-28 | 广东钜鑫新材料科技股份有限公司 | 聚晶金刚石复合片、其制造方法、pdc轴承组件及切削刀具 |
-
2012
- 2012-06-19 CN CN 201220288744 patent/CN202763304U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102699555A (zh) * | 2012-06-19 | 2012-10-03 | 中煤科工集团西安研究院 | 聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件及其连接工艺 |
| CN112855033A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-05-28 | 广东钜鑫新材料科技股份有限公司 | 聚晶金刚石复合片、其制造方法、pdc轴承组件及切削刀具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103920975B (zh) | 建筑用高性能结构钢q460gjc埋弧自动焊焊接工艺 | |
| CN103522014B (zh) | 激光组合焊接厚壁金刚石钻头制造方法 | |
| CN105226479A (zh) | 一种管式导电杆的制备方法、液压胀形装置及管式导电杆 | |
| CN103953286A (zh) | 焊接式高胎体地质钻头及其制作方法 | |
| CN101699021A (zh) | 摩擦焊接式方钻杆 | |
| CN202763304U (zh) | 聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件 | |
| CN205349236U (zh) | 主副底喷型激光焊接金刚石钻头 | |
| CN102581587A (zh) | 一种高效金刚石地质钻头的制造方法 | |
| CN103696695A (zh) | 一种海底石油麻花钻头及其制备工艺 | |
| CN101972885A (zh) | 石油方钻杆窄间隙脉冲熔化极气保护无衬套打底焊方法 | |
| CN102091861A (zh) | 一种复合摩擦热源的金属螺柱焊接系统 | |
| CN201620773U (zh) | 一种新型焊接式钻铤 | |
| CN102699555A (zh) | 聚晶金刚石复合片与钻头基体的过渡连接件及其连接工艺 | |
| CN102151936B (zh) | 磨鞋制造方法 | |
| CN104439589B (zh) | 一种磨鞋工装及其制造工艺 | |
| CN206605048U (zh) | 强力断续切削用超硬复合刀片 | |
| CN204843185U (zh) | 一种石油钻头金刚石刀翼钎焊装置平台 | |
| CN201756964U (zh) | 盾构机滚刀圈 | |
| CN201170099Y (zh) | 金刚石复合截齿头 | |
| CN206936683U (zh) | 一种新型点焊治具 | |
| CN201960303U (zh) | 磨鞋制造工装 | |
| CN1252331A (zh) | 高精度深小孔加工工艺 | |
| CN203669754U (zh) | 一种新型复合地质钻头 | |
| CN100557187C (zh) | 带有组合支柱的金刚石复合片钻头及钻头制作工艺 | |
| Stefaniv | Peculiarities of induction brazing of diamond-hard alloy cutters to blade of body of complex drill bit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: XI'AN RESEARCH INSTITUTE OF CHINA COAL TECHNOLOGY Free format text: FORMER NAME: CHINA COAL TECHNOLOGY + ENGINEERING GROUP XI'AN RESEARCH INSTITUTE |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 710075 Xi'an high tech Industrial Development Zone, Shaanxi, Jin Jin Road, No. 82 Patentee after: Xi'an Research Institute, CCTEG Address before: 710075 Xi'an high tech Industrial Development Zone, Shaanxi, Jin Jin Road, No. 82 Patentee before: China Coal Technology & Engineering Group Xi'an Research Institute |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130306 |