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牙轮钻头

阅读：752发布：2020-05-11

IPRDB可以提供牙轮钻头专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种牙轮钻头，包括下部形成有牙掌轴颈的牙掌和形成有内腔的牙轮，所述的牙掌轴颈与牙轮的内腔组成轴承副并通过锁紧部件将牙轮固定在牙掌轴颈上，所述的牙轮内腔与牙掌轴颈或轴颈套间设置有密封结构，所述的密封结构包括形成在牙轮内腔内侧面上的环形凹槽和嵌入在环形凹槽内并与牙掌轴颈或轴颈套间保持紧密接触的弹性密封元件，在所述的牙掌轴颈或轴颈套与弹性密封元件的接触面上形成有耐磨层，所述的耐磨层厚度在0.5-8μm。本发明通过在牙掌轴颈或轴颈套表面增设一层耐磨涂层，能有效减少牙掌轴颈的磨损和提高磨损面的精度，另一方面能够持续提高弹性体的供能范围和时间，使牙轮钻头的使用寿命得到提高。，下面是牙轮钻头专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种牙轮钻头，包括下部形成有牙掌轴颈的牙掌和形成有内腔的牙轮，所述的牙掌轴颈与牙轮的内腔组成轴承副并通过锁紧部件将牙轮固定在牙掌轴颈上，所述的牙轮内腔与牙掌轴颈或轴颈套间设置有密封结构，其特征在于：所述的密封结构包括形成在牙轮内腔内侧面上的环形凹槽和嵌入在环形凹槽内并与牙掌轴颈或轴颈套间保持紧密接触的弹性密封元件，在所述的牙掌轴颈或轴颈套与弹性密封元件的接触面上形成有耐磨层，所述的耐磨层厚度在0.5-8μm。

2.如权利要求1所述的牙轮钻头，其特征在于：所述的环形沟槽形成在牙轮内腔的临近开口侧。

3.如权利要求1所述的牙轮钻头，其特征在于：所述的环形沟槽形成牙轮内腔开口侧，所述的环形沟槽为形成在内腔开口侧直径大于内腔直径的环形槽结构，其与牙轮内腔之间形成台肩结构，嵌入所述的环形沟槽内的弹性密封元件与牙掌轴颈或轴颈套及牙掌的相对面同时紧密接触，在所述的牙掌上与弹性密封元件相对应的环周面上形成有耐磨层。

4.如权利要求1所述的牙轮钻头，其特征在于：所述的轴颈套包括前后设置的前轴颈套和后轴颈套，在所述的前轴颈套的外周面上设置有耐磨层。

5.如权利要求1所述的牙轮钻头，其特征在于：所述的轴颈套为L形，其包括圆筒部和一体形成在其一端外侧的外凸缘部，所述的外凸缘部的折角处均形成有倒角结构，在所述的牙掌上与外凸缘部对应处形成有与其匹配的环槽，在所述的牙轮内腔开口处形成有与外凸缘部匹配的环形槽，在所述的轴颈套与牙轮相邻侧的外周面上设置有耐磨层。

6.如权利要求1、3、4或5所述的牙轮钻头，其特征在于：在所述的牙掌轴颈固定设置有轴颈套，在牙掌轴颈上设置有至少一个沟槽，嵌入沟槽其内的辅助弹性元件与牙掌轴颈的轴颈套内壁面紧密接触以使得轴颈套牢固的装配在轴颈上。

7.如权利要求1、3、4或5所述的牙轮钻头，其特征在于：所述的轴颈套与牙掌轴颈固定连接，固定连接方式包括钎焊、低温焊接、冷缩配合、销钉锁紧和键槽锁紧。

8.如权利要求1-5任一项所述的牙轮钻头，其特征在于：所述的耐磨层为DLC涂层、TiN涂层、TiCN涂层、CrN涂层或AlTiN涂层。

9.如权利要求8所述的牙轮钻头，其特征在于：所述的耐磨层为DLC涂层。

10.如权利要求9所述的牙轮钻头，其特征在于：所述的耐磨层为DLC涂层厚度为

1-6μm。

说明书全文

牙轮钻头

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钻探工具，特别涉及一种牙轮钻头。

背景技术

[0002] 目前虽然金刚石钻头已广泛应用于石油、天然气和其它矿产资源的地质钻探与开发。但金刚石钻头成本高，并且在许多情况下还只能用牙轮钻头，而牙轮钻头主要是利用轴向冲击破岩和回转刮削剪切破岩。现有的牙轮钻头是由牙爪、位于牙爪上的泥浆喷嘴、储油室、牙轮、破岩用的牙齿等组成。由于石油钻井过程中，地层条件十分复杂，不同岩石的特性不同，而冲击回转钻进可以有效地解决这个问题。

[0003] 然而现在仍有因弹性体密封元件和牙掌轴颈接触面的磨损严重而导致钻头密封系统失效进而导致钻头报废的状况发生。其原因在于：一方面为提高钻井的速度，就要加大钻井压力和钻速，另一方面在钻采水平井、定向井时，钻头就需要承受更大的钻压和扭矩，加剧了牙轮轴颈与弹性体密封元件的磨损，且产生大量的摩擦热使轴颈密封面和弹性体密封元件之间的密封效果减弱，钻头密封系统一旦效果减弱，使得钻头外部的有腐蚀性及高研磨性岩屑和钻井液侵入钻头密封系统，将很快导致钻头密封系统失效，造成钻头报废。发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种针对于石油、天然气、矿山开采及地质钻探的牙轮钻头，其牙掌轴颈或轴颈套具有较强的耐磨性，能有效减少牙掌轴颈或轴颈套与弹性体密封元件之间摩擦系数和摩擦热，提高钻头的密封系统的寿命。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

[0006] 一种牙轮钻头，包括下部形成有牙掌轴颈的牙掌和形成有内腔的牙轮，所述的牙掌轴颈与牙轮的内腔组成轴承副并通过锁紧部件将牙轮固定在牙掌轴颈上，所述的牙轮内腔与牙掌轴颈或轴颈套间设置有密封结构，所述的密封结构包括形成在牙轮内腔内侧面上的环形凹槽和嵌入在环形凹槽内并与牙掌轴颈或轴颈套间保持紧密接触的弹性密封元件，在所述的牙掌轴颈或轴颈套与弹性密封元件的接触面上形成有耐磨层，所述的耐磨层厚度在0.5-8μm。

[0007] 优选地，所述的环形沟槽形成在牙轮内腔的临近开口侧。

[0008] 优选地，所述的环形沟槽形成牙轮内腔开口侧，所述的环形沟槽为形成在内腔开口侧直径大于内腔直径的环形槽结构，其与牙轮内腔之间形成台肩结构，嵌入所述的环形沟槽内的弹性密封元件与牙掌轴颈或轴颈套及牙掌的相对面同时紧密接触，在所述的牙掌上与弹性密封元件相对应的环周面上形成有耐磨层。

[0009] 优选地，所述的轴颈套包括前后设置的前轴颈套和后轴颈套，在所述的前轴颈套的外周面上设置有耐磨层。

[0010] 优选地，所述的轴颈套为L形，其包括圆筒部和一体形成在其一端外侧的外凸缘部，所述的外凸缘部的折角处均形成有倒角结构，在所述的牙掌上与外凸缘部对应处形成有与其匹配的环槽，在所述的牙轮内腔开口处形成有与外凸缘部匹配的环形槽，在所述的轴颈套与牙轮相邻侧的外周面上设置有耐磨层。

[0011] 优选地，在所述的牙掌轴颈固定设置有轴颈套，在牙掌轴颈上设置有至少一个沟槽，嵌入沟槽其内的辅助弹性元件与牙掌轴颈的轴颈套内壁面紧密接触以使得轴颈套牢固的装配在轴颈上。

[0012] 优选地，所述的轴颈套与牙掌轴颈固定连接，固定连接方式包括钎焊、低温焊接、冷缩配合、销钉锁紧和键槽锁紧。

[0013] 优选地，所述的耐磨层为DLC涂层、TiN涂层、TiCN涂层、CrN涂层或A1TiN涂层。 [0014] 优选地，所述的耐磨层为DLC涂层。

[0015] 优选地，所述的耐磨层为DLC涂层厚度为1-6μm。

[0016] 本发明通过在牙掌轴颈或轴颈套表面增设一层耐磨涂层，该层具有硬度高、摩擦系数小、耐磨性好等的优越特性。一方面，能有效减少牙掌轴颈的磨损和提高磨损面的精度，另一方面能够持续提高弹性体的供能范围和时间，并能有效地减小与弹性密封元件间的磨损和摩擦热，防止了弹性体密封部件的撕裂，提高牙轮钻头密封系统的可靠性，使牙轮钻头的使用寿命得到提高。

附图说明

[0017] 图1是本发明第一实施例的牙轮钻头结构示意图；

[0018] 图2为图1所示A部结构放大示意图；

[0019] 图3为本发明的第二实施例的牙轮局部结构示意图；

[0020] 图4为本发明的第三实施例的牙轮局部结构示意图；

[0021] 图5为本发明的第四实施例的牙轮局部结构示意图；

[0022] 图6为本发明的第五实施例的牙轮局部结构示意图；

[0023] 图7为本发明的第六实施例的牙轮局部结构示意图。

具体实施方式

[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0025] 如图1、2所示为本发明的第一实施例，如图1和2所示，本实施例的牙轮钻头包括牙掌1和牙轮9，所述的牙掌1牙掌上设置有水孔流道，在牙掌掌背上打孔安装设置有储油压力补偿装置5，下部制成有一定倾斜角度的牙掌轴颈2，所述的牙轮9安装在牙掌轴颈2上，所述的牙掌轴颈2与牙轮9的内腔组成轴承副，并通过锁紧球4使得牙轮牢固的固定在牙掌轴颈2上。

[0026] 所述的牙轮上的牙齿分为镶齿或钢齿，在所述的牙轮9内腔临近开口侧形成有可允许弹性密封元件6安放其内的环形沟槽3，弹性密封元件形状为矩形圈或O型圈，并以一定的压缩量与牙掌轴颈2紧密接触以保持密封，在所述的牙掌轴颈上与所述的弹性密封元件6直接接触的环周面上增设有DLC涂层7，即该涂层位为与弹性密封元件相接处的轴颈根部表面。

[0027] 图3所示为本发明的第二实施例，如图3所示，本实施例的牙轮钻头包括牙掌11和牙轮19，所述的牙掌11牙掌上设置有水孔流道，在牙掌掌背上打孔安装设置有储油压力补偿装置，下部制成有一定倾斜角度的牙掌轴颈12，所述的牙轮19安装在牙掌轴颈12上，所述的牙掌轴颈12与牙轮19的内腔组成轴承副，并通过锁紧球14使得牙轮牢固的固定在牙掌轴颈12上。

[0028] 在所述的牙轮12内腔开口侧形成有环形沟槽13，所述的环形沟槽为形成在内腔开口侧直径大于内腔直径的环形槽结构，其与牙轮内腔之间形成台肩结构。弹性密封元件16安放在环形沟槽13内，弹性密封元件形状为矩形圈或O型圈。将所述的牙轮12与牙掌轴颈19装配后，弹性密封元件以一定的压缩量与牙掌轴颈12及牙掌的相对面同时紧密接触以保持密封，在所述的牙掌轴颈上与所述的弹性密封元件16直接接触的环周面上增设有DLC涂层17，同时在所述的牙掌上与弹性密封元件相对应的环周面上形成有DLC涂层18。 [0029] 将弹性密封元件安放在牙轮内腔的开口侧，使弹性密封元件同时与牙掌轴颈和牙掌同时滑动密封地紧密接触，可有效提高牙掌轴颈与牙轮内腔间密封效果的同时，保证牙轮侧面与牙掌对应面之间的密封效果。

[0030] 图4所示为本发明的第三实施例，如图4所示，本实施例的牙轮钻头包括牙掌21和牙轮29，所述的牙掌21牙掌上设置有水孔流道，在牙掌掌背上打孔安装设置有储油压力补偿装置，下部制成有一定倾斜角度的牙掌轴颈22，在所述的牙掌轴颈22固定设置有轴颈套25，所述的轴颈套可以通过钎焊、低温焊接、冷缩配合、销钉锁紧、键槽锁紧等方法与轴颈紧密配合在一起，使用时二者不发生相对运动和打滑等现象。所述的牙轮29安装在牙掌轴颈22上，所述的牙掌轴颈22与牙轮29的内腔组成轴承副，并通过锁紧球24使得牙轮牢固的固定在牙掌轴颈22上。

[0031] 在所述的牙轮29内腔开口侧形成有环形沟槽23，所述的环形沟槽为形成在内腔开口侧直径大于内腔直径的环形槽结构，其与牙轮内腔之间形成台肩结构。弹性密封元件26安放在环形沟槽23内，弹性密封元件形状为矩形圈或O型圈。将所述的牙轮29与牙掌轴颈22装配后，弹性密封元件以一定的压缩量与轴颈套25及牙掌的相对面同时紧密接触以保持密封，在所述的轴颈套25的外周面上增设有DLC涂层27，同时在所述的牙掌上与弹性密封元件相对应的环周面上形成有DLC涂层28。

[0032] 将弹性密封元件安放在牙轮内腔的开口侧，使弹性密封元件同时与牙掌轴颈的轴颈套和牙掌同时滑动密封地紧密接触，可有效提高牙掌轴颈与牙轮内腔间密封效果的同时，保证牙轮侧面与牙掌对应面之间的密封效果。而增加轴颈套结构，便于轴颈套上DLC涂层的设置，同时摩擦产生在轴颈套之上，使用一段时间后更换轴颈套即可继续使用，降低维护成本。

[0033] 图5所示为本发明的第四实施例，如图5所示，本实施例的牙轮钻头包括牙掌31和牙轮39，所述的牙掌31牙掌上设置有水孔流道，在牙掌掌背上打孔安装设置有储油压力补偿装置，下部制成有一定倾斜角度的牙掌轴颈32，在所述的牙掌轴颈32固定设置有轴颈套，所述的轴颈套包括前后设置的前轴颈套351和后轴颈套352，所述的两个轴颈套可以分别通过钎焊、低温焊接、冷缩配合、销钉锁紧、键槽锁紧等方法与轴颈紧密配合在一起，使用时轴颈套相对牙掌轴颈不发生相对运动和打滑等现象。所述的牙轮39安装在牙掌轴颈32上，所述的牙掌轴颈32与牙轮39的内腔组成轴承副，并通过锁紧球34使得牙轮牢固的固定在牙掌轴颈32上。

[0034] 在所述的牙轮32内腔开口侧形成有环形沟槽33，所述的环形沟槽为形成在内腔开口侧直径大于内腔直径的环形槽结构，其与牙轮内腔之间形成台肩结构。弹性密封元件36安放在环形沟槽33内，弹性密封元件形状为矩形圈或O型圈。将所述的牙轮32与牙掌轴颈39装配后，弹性密封元件以一定的压缩量与轴颈套35及牙掌的相对面同时紧密接触以保持密封，在所述的前轴颈套351的外周面上增设有DLC涂层37，同时在所述的牙掌上与弹性密封元件相对应的环周面上形成有DLC涂层38。即增设的DLC涂层只沉积在前轴颈套外表面上，后轴承套不涂DLC涂层，可作悬浮套使用。

[0035] 将弹性密封元件安放在牙轮内腔的开口侧，使弹性密封元件同时与牙掌轴颈的前轴颈套和牙掌同时滑动密封地紧密接触，可有效提高牙掌轴颈与牙轮内腔间密封效果的同时，保证牙轮侧面与牙掌对应面之间的密封效果。而增加前后轴颈套结构，仅在与弹性密封元件接触的前轴颈套上设置DLC涂层，降低DLC涂层的设置范围，降低加工成本，同时摩擦产生在轴颈套之上，使用一段时间后更换前轴颈套即可继续使用，降低维护成本。 [0036] 如图6所示为本发明的第五实施例，如图6所示，本实施例的牙轮钻头包括牙掌51和牙轮59，所述的牙掌51牙掌上设置有水孔流道，在牙掌掌背上打孔安装设置有储油压力补偿装置55，下部制成有一定倾斜角度的牙掌轴颈52，在所述的牙掌轴颈52固定设置有轴颈套55，在牙掌轴颈下端增设两个用于安装辅助弹性元件551的沟槽552，所述的辅助弹性元件为矩形圈或者O形圈，其以一定的压缩量与牙掌轴颈的轴颈套55内壁面紧密接触，使得轴颈套能够牢固的装配在轴颈上。所述的牙轮59安装在牙掌轴颈52上，所述的牙掌轴颈52与牙轮52的内腔组成轴承副，并通过锁紧球54使得牙轮牢固的固定在牙掌轴颈52上。

[0037] 所述的牙轮上的牙齿分为镶齿或钢齿，在所述的牙轮59内腔临近开口侧形成有可允许弹性密封元件56安放其内的环形沟槽53，弹性密封元件形状为矩形圈或O型圈，并以一定的压缩量与牙掌轴颈52的轴颈套55紧密接触以保持密封，在所述的轴颈套55外周面上增设有DLC涂层57。

[0038] 需要指出的是，本实施例中的轴颈套结构也可采用第四实施例中的前后两个轴颈套，两个轴颈套均通过辅助弹性元件与牙掌轴颈固定连接且仅在前轴颈套的外周面上设置DLC涂层。

[0039] 增加轴颈套结构并在与弹性密封元件接触的轴颈套上设置DLC涂层，易于加工，降低加工成本，同时因为摩擦产生在轴颈套之上，使用一段时间后更换轴颈套后即可继续使用，降低维护成本，而采用沟槽加辅助弹性元件将轴颈套与牙掌轴颈固定连接，加工简单且使得装配容易且易于拆卸更换，降低生产及维护人工成本。

[0040] 图7所示为本发明的第六实施例，本实施例的牙轮钻头包括牙掌61和牙轮69，所述的牙掌61牙掌上设置有水孔流道，在牙掌掌背上打孔安装设置有储油压力补偿装置，下部制成有一定倾斜角度的牙掌轴颈62，在所述的牙掌轴颈62固定设置有轴颈套65，在牙掌轴颈下端增设两个用于安装辅助弹性元件651的沟槽652，所述的辅助弹性元件为矩形圈或者O形圈，其以一定的压缩量与牙掌轴颈的轴颈套65内壁面紧密接触，使得轴颈套能够牢固的装配在轴颈上。所述的牙轮69安装在牙掌轴颈62上，所述的牙掌轴颈62与牙轮62的内腔组成轴承副，并通过锁紧球64使得牙轮牢固的固定在牙掌轴颈62上。 [0041] 其中，所述的轴颈套为L形，其包括圆筒部653和一体形成在其一端外侧的外凸缘部654，同时所述的外凸缘部的折角处均形成有倒角结构，为匹配外凸缘部的安装，在所述的牙掌上与外凸缘部对应处形成有与其匹配的环槽，同时在所述的牙轮内腔开口处形成有与外凸缘部匹配的环形槽，两个部件对应地设置环槽可将外凸缘部卡入其内实现牙掌与牙轮结合部的密封性，同时将牙掌和牙轮结合面的平面贴合接触增加凹凸式设计，增加迂回结构可以有提高结合面密封性，同时在牙掌的面上增加环形槽，通过其对轴颈套的引导可以提高牙轮运转的平行性，提高其耐冲击效果。

[0042] 所述的牙轮上的牙齿分为镶齿或钢齿，在所述的牙轮69内腔临近开口侧形成有可允许弹性密封元件66安放其内的环形沟槽63，弹性密封元件形状为矩形圈或O型圈，并以一定的压缩量与牙掌轴颈62的轴颈套65紧密接触以保持密封，在所述的轴颈套65与牙轮相邻侧的外周面上增设有DLC涂层67，即所述的DLC涂层设置在圆筒部的外周面和外凸缘部与牙轮相对的环形面上。

[0043] 需要指出的是，本实施例中的轴颈套结构也可采用第四实施例中的前后两个轴颈套，两个轴颈套均通过辅助弹性元件与牙掌轴颈固定连接且仅在前轴颈套的外周面上设置DLC涂层。

[0044] 增加轴颈套结构并在与弹性密封元件接触的轴颈套上设置DLC涂层，易于加工，降低加工成本，同时因为摩擦产生在轴颈套之上，使用一段时间后更换轴颈套后即可继续使用，降低维护成本，而采用沟槽加辅助弹性元件将轴颈套与牙掌轴颈固定连接，加工简单且使得装配容易且易于拆卸更换，降低生产及维护人工成本。L形轴颈套结构，更能提升牙掌和牙轮结合面的密封效果，同时增强牙掌对牙轮的定位效果，提高其工作性能。 [0045] 上述六个实施例中，均在与弹性密封元件接触的轴颈或轴颈套上设置有作为耐摩擦的类金刚石涂层(DLC涂层)，类金刚石涂层与弹性密封元件间的摩擦系数要远小于钢与橡胶间的摩擦系数，如此低的摩擦系数大大减低了牙掌轴颈套与密封元件之间的扭矩，减少了摩擦热的产生，改善了钻头密封元件的使用环境和提高了密封部件的耐磨性。当然耐摩层也可以采用其它的材质，如TiN涂层、TiCN涂层、CrN涂层、AlTiN涂层等，具体实施例不再赘述。

[0046] DLC涂层的厚度对其使用性能也起到了至关重要的作用，如果涂层太薄(＜0.5μm)，牙轮钻头在较长的工作条件下，DLC涂层很早被磨光，体现不出DLC涂层的耐磨性；如果太厚，结合强度差，在高载荷作用下，涂层容易脱落，并且其硬度高和研磨性高，使得轴颈或轴颈套接触面的磨损加快，磨损量约为未涂层时2倍。经大量试验证实，DLC涂层的厚度为0.5μm～8.0μm，较佳为1-6μm，优选为3μm。采用其他材质的涂层，如TiN涂层、TiCN涂层、CrN涂层、AlTiN涂层等其涂层的厚度也可以为0.5μm～8.0μm。 [0047] 类金刚石涂层(DLC)还具有以下的优点：

[0048] 1.硬度高

[0049] 类金刚石涂层具有很高的硬度，本新型类金刚石涂层硬度的选择范围在1800～3500Hv(载荷：0.245N)之间。DLC涂层硬度取决于其中具有金刚石特征的SP3键含量和具有石墨特征SP2的含量比率，其值越大，硬度越高。如其涂层硬度过低，类金刚石层不耐磨，过早的被磨穿，丧失涂层耐磨的作用；硬度过高，虽然涂层的耐磨性增强，但涂层与基体之间的内应力增长，脆性加大，延伸性下降，导致涂层在高载荷下，容易脱落。 [0050] 2.涂层与基体结合力高

[0051] 本使用新型要求DLC涂层与钢基体的结合强度在30N以上，结合力高，使牙掌轴颈套在长时间、高载荷下增加其摩擦稳定性。

[0052] 3.表面粗糙度低

[0053] 在测量类金刚石涂层的表面粗糙度时，Ra为0.02μm，粗糙度低主要与抛光工艺、涂层制备工艺(沉积温度和沉积速率)等因素有关。相同条件下，其他涂层如TiN、AlTiN、CrN的表面粗糙度Ra为0.15～0.6μm，与DLC涂层相差一个数量级。涂层表面粗糙度如此小，与涂层前的表面粗糙度对比，不改变压入套密封接触面积，不影响钻头密封作用。 [0054] 4.涂层制备温度低

[0055] 类金刚石涂层即可在低温PVD(物理气相沉积)设备中完成，PVD设备有多种方法，如磁控溅射及离子束和过滤阴极弧等；也可PACVD(等离子辅助化学气相沉积)设备完成，此工艺是把物理气相沉积方法和化学气相沉积方法相结的一种工艺技术，此工艺沉积温度低、结合强度高。因此两种涂层沉积设备对比，优选PACVD(等离子辅助化学气相沉积)设备。在以上方法和工艺中，如涂层基体由不锈钢、高速钢制得，沉积温度要小于200℃以下，使得基体的物理特性没有改变，不影响涂层面粗糙度、平面度；如涂层基体硬质合金制得，沉积温度可提高一些，但不能太高(＜800℃)，否则就会导致基体涂层表面变形，影响其粗糙度和平面度。

[0056] 5.热稳定性好

[0057] 类金刚石涂层的热稳定性在300～350℃环境是可靠的，在这种样的温度下，类金刚石涂层不会氧化，物理特性不会改变，类金刚石的热稳定性不如TiN，TiAeN，CrN，它们的热稳定性在450～700℃之间。在牙轮钻头工作条件下，影响钻头整体温度因素有：井下的热环境温度，钻头旋转时机械性能转换热能，还有钻井液和泥浆的冷却作用等因素。总之钻头井下使用时，整体温度在250℃以下，因此类金刚石的热稳定性也完全满足钻头使用要求。

[0058] 综上，以上各项性能全面突破了其他固体润滑材料的性能极限，大大提高了钻头的牙掌轴颈套密封端面的耐磨性能和降低了相对滑动产生的摩擦热，保证了密封系统的稳定性，增强钻头的使用寿命。

[0059] 牙掌轴颈外表面直接沉积(DLC)涂层制备工艺：牙掌轴颈经粗车、热处理后、精车成形后，再对牙掌轴颈密封面进行研磨和抛光处理，涂层面要抛光成镜面状，在显微镜下观察表面要光洁、平整，粗糙度低，且涂层表面不能存在大量残余抛光液或油脂等杂质，否则影响涂层与基体间的结合强度。抛光处理后利用气相沉积设备(PACVD设备和PVD设备)在轴颈接触端面沉积DLC涂层，要求制备的DLC涂层表面光滑、致密、均匀，粗糙度低。并且膜基结合强度要达到HF-1～3，DLC涂层硬度为1800～3500Hv，DLC涂层厚度为0.5～8.0μm。

[0060] 牙掌轴颈套制备和(DLC)涂层制备工艺：首先牙掌压入套经粗车、热处理后、精车成形后，达到技术要求尺寸。再对密封面进行研磨和抛光处理，涂层面要抛光成镜面状，在显微镜下观察表面要光洁、平整，粗糙度低，待涂层表面不能存在残余抛光液或油脂等杂质，否则会影响DLC涂层的结合强度。抛光处理后利用气相沉积设备(PACVD设备和PVD设备)在轴颈套接触端面沉积DLC涂层，要求制备的DLC涂层表面光滑、致密、均匀，粗糙度低。膜基结合强度要达到HF-1～3，DLC涂层硬度为1800～3500Hv，DLC涂层厚度为0.5～8.0μm。制备并检验合格后，把轴颈套固定在轴颈上，其方法可为：钎焊、低温焊接、冷缩配合、销钉锁紧、键槽锁紧、橡胶圈固定等方法，使得轴颈套与轴颈紧密配合在一起，不发生相对运动或打滑等现象。

[0061] 由以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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复合钻头-专利编号CN106121541A	2020-05-11	979
钻头铣筒-专利编号CN110344782A	2020-05-11	225
牙轮钻头-专利编号CN103321577A	2020-05-11	749
牙轮钻头-专利编号CN102278069A	2020-05-11	1013
定向井钻头-专利编号CN106869804A	2020-05-13	734
三牙轮钻头-专利编号CN103352658A	2020-05-13	830
牙轮钻头-专利编号CN1069548A	2020-05-13	484
牙轮钻头-专利编号CN103790518A	2020-05-12	640
牙轮钻头-专利编号CN1027552C	2020-05-12	356
取芯钻头-专利编号CN107130933A	2020-05-12	118

牙轮钻头

牙轮钻头

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