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一种适用于软硬交错地层的钻头

阅读：635发布：2021-02-22

IPRDB可以提供一种适用于软硬交错地层的钻头专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于在软硬交错地层使用的钻头加工技术领域，具体涉及一种适用于软硬交错地层的钻头，包括以下重量份的原料：碳化钨55-65份、碳化钼12-16份、四羰基茂基钒1-3份、雾化镍粉6-10份、纳米膨润土8-12份、预合金粉3-5份。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过合理配比钻头原料，使其胎体力学性能得到有效提高，制备方法简单，所得钻头能够在软硬交错地层保持完整，提高工作效率，拓展了适用范围，延长其使用寿命。，下面是一种适用于软硬交错地层的钻头专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种适用于软硬交错地层的钻头，其特征在于，包括以下重量份的原料：碳化钨55-

65份、碳化钼12-16份、四羰基茂基钒1-3份、雾化镍粉6-10份、纳米膨润土8-12份、预合金粉

3-5份；

所述纳米膨润土在使用前用质量浓度为6-8%的羟基乙酸溶液浸泡40-60分钟，然后在温度为200-300℃的条件下煅烧3-5小时得到；

所述预合金粉按组分重量百分比包括锰5.6-8.3%、镁2.2-4.2%、钛1.4-2.6%、镧0.08-

0.26%，余量为铁。

2.如权利要求1所述一种适用于软硬交错地层的钻头，其特征在于，所述碳化钼为面心立方结构的碳化钼。

3.如权利要求1所述一种适用于软硬交错地层的钻头，其特征在于，所述雾化镍粉的粒度为-200目，镍和钴的含量不少于99.2%，其中固含量为0.12-0.45%，松装密度为2.0-4.2g/cm³g/cm³。

4.如权利要求1所述一种适用于软硬交错地层的钻头，其特征在于，所述纳米膨润土的粒度为20-100nm。

5.如权利要求1所述一种适用于软硬交错地层的钻头，其特征在于，所述碳化钨粒度为

60-80目的碳化钨占总碳化钨重量的25-35%，余量为粒度为140-180目的碳化钨。

6.如权利要求1所述一种适用于软硬交错地层的钻头，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：将各原料在温度为105-115℃的条件下干混，混合4-6小时得到物料，然后按钢体加工图在模体中填充后在烧结炉中烧结，完成烧结后经表面处理去毛刺后对表面进行喷漆即得。

7.如权利要求6所述一种适用于软硬交错地层的钻头，其特征在于，所述烧结步骤中烧结温度为1260-1280℃，烧结时间为30-40分钟。

说明书全文

一种适用于软硬交错地层的钻头

技术领域

[0001] 本发明属于在软硬交错地层使用的钻头加工技术领域，具体涉及一种适用于软硬交错地层的钻头。

背景技术

[0002] 随着我国油气资源勘探领域的逐渐扩大，在一些复杂地区的复杂地层探测过程中，现有物探钻具无法满足勘探要求，油气是物探钻头表现更为明显，现有的物探钻头结构单一，对岩层的适用性差，在硬地层，破岩效果好，但在砺石层、软硬交错低层破岩效果差，容易出现磨损而发生掉齿、崩断等事故，影响作业进度，进而制约了油气资源勘探的发展，现有技术中通常通过改变钻头的结构，以适应复杂的地形，但还是需要进一步改进，以提高钻头对不同地层的适用性。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种适用于软硬交错地层的钻头。

[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种适用于软硬交错地层的钻头，包括以下重量份的原料：碳化钨55-65份、碳化钼12-16份、四羰基茂基钒1-3份、雾化镍粉6-10份、纳米膨润土8-12份、预合金粉3-5份；所述纳米膨润土在使用前用质量浓度为6-8%的羟基乙酸溶液浸泡40-60分钟，然后在温度为200-300℃的条件下煅烧3-5小时得到；
所述预合金粉按组分重量百分比包括锰5.6-8.3%、镁2.2-4.2%、钛1.4-2.6%、镧0.08-
0.26%，余量为铁。

[0005] 作为对上述方案的进一步改进，所述碳化钼为面心立方结构的碳化钼。

[0006] 作为对上述方案的进一步改进，所述雾化镍粉的粒度为-200目，镍和钴的含量不少于99.2%，其中固含量为0.12-0.45%，松装密度为2.0-4.2g/cm³g/cm³。

[0007] 作为对上述方案的进一步改进，所述纳米膨润土的粒度为20-100nm。

[0008] 作为对上述方案的进一步改进，所述碳化钨粒度为60-80目的碳化钨占总碳化钨重量的25-35%，余量为粒度为140-180目的碳化钨。

[0009] 作为对上述方案的进一步改进，其制备方法包括以下步骤：将各原料在温度为105-115℃的条件下干混，混合4-6小时得到物料，然后按钢体加工图在模体中填充后在烧结炉中烧结，完成烧结后经表面处理去毛刺后对表面进行喷漆即得。

[0010] 作为对上述方案的进一步改进，所述烧结步骤中烧结温度为1260-1280℃，烧结时间为30-40分钟。

[0011] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过合理配比钻头原料，使其胎体力学性能得到有效提高，制备方法简单，所得钻头能够在软硬交错地层保持完整，提高工作效率，拓展了适用范围，延长其使用寿命。

具体实施方式

[0012] 实施例1一种适用于软硬交错地层的钻头，包括以下重量份的原料：碳化钨60份、碳化钼14份、四羰基茂基钒2份、雾化镍粉8份、纳米膨润土10份、预合金粉4份；
所述纳米膨润土在使用前用质量浓度为7%的羟基乙酸溶液浸泡50分钟，然后在温度为
250℃的条件下煅烧4小时得到；
所述预合金粉按组分重量百分比包括锰7.4%、镁3.3%、钛2.1%、镧0.18%，余量为铁。

[0013] 其中，所述碳化钼为面心立方结构的碳化钼；所述雾化镍粉的粒度为-200目，镍和钴的含量不少于99.2%，其中固含量为0.29%，松装密度为2.0-4.2g/cm³g/cm³；所述纳米膨润土的粒度为20-100nm；所述碳化钨粒度为60-80目的碳化钨占总碳化钨重量的20%，余量为粒度为140-180目的碳化钨。

[0014] 其中，其制备方法包括以下步骤：将各原料在温度为110℃的条件下干混，混合5小时得到物料，然后按钢体加工图在模体中填充后在烧结炉中烧结，完成烧结后经表面处理去毛刺后对表面进行喷漆即得；所述烧结步骤中烧结温度为1270℃，烧结时间为35分钟。

[0015] 实施例2一种适用于软硬交错地层的钻头，包括以下重量份的原料：碳化钨55份、碳化钼16份、四羰基茂基钒3份、雾化镍粉6份、纳米膨润土12份、预合金粉5份；
所述纳米膨润土在使用前用质量浓度为6%的羟基乙酸溶液浸泡40分钟，然后在温度为
300℃的条件下煅烧3小时得到；
所述预合金粉按组分重量百分比包括锰5.6%、镁4.2%、钛1.4%、镧0.08%，余量为铁。

[0016] 其中，所述碳化钼为面心立方结构的碳化钼；所述雾化镍粉的粒度为-200目，镍和钴的含量不少于99.2%，其中固含量为0.12%，松装密度为2.0-4.2g/cm³g/cm³；所述纳米膨润土的粒度为20-100nm；所述碳化钨粒度为60-80目的碳化钨占总碳化钨重量的35%，余量为粒度为140-180目的碳化钨。

[0017] 其中，其制备方法包括以下步骤：将各原料在温度为115℃的条件下干混，混合4小时得到物料，然后按钢体加工图在模体中填充后在烧结炉中烧结，完成烧结后经表面处理去毛刺后对表面进行喷漆即得；所述烧结步骤中烧结温度为1260℃，烧结时间为40分钟。

[0018] 实施例3一种适用于软硬交错地层的钻头，包括以下重量份的原料：碳化钨65份、碳化钼12份、四羰基茂基钒1份、雾化镍粉10份、纳米膨润土8份、预合金粉3份；
所述纳米膨润土在使用前用质量浓度为8%的羟基乙酸溶液浸泡60分钟，然后在温度为
200℃的条件下煅烧5小时得到；
所述预合金粉按组分重量百分比包括锰8.3%、镁2.2%、钛2.6%、镧0.26%，余量为铁。

[0019] 其中，所述碳化钼为面心立方结构的碳化钼；所述雾化镍粉的粒度为-200目，镍和钴的含量不少于99.2%，其中固含量为0.45%，松装密度为2.0-4.2g/cm³g/cm³；所述纳米膨润土的粒度为20-100nm；所述碳化钨粒度为60-80目的碳化钨占总碳化钨重量的25%，余量为粒度为140-180目的碳化钨。

[0020] 其中，其制备方法包括以下步骤：将各原料在温度为105℃的条件下干混，混合6小时得到物料，然后按钢体加工图在模体中填充后在烧结炉中烧结，完成烧结后经表面处理去毛刺后对表面进行喷漆即得；所述烧结步骤中烧结温度为1280℃，烧结时间为30分钟。

[0021] 设置对照组1，将实施例1中碳化钼替换为等重量的碳化钨，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中雾化镍粉去掉，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中四羰基茂基钒去掉，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中预合金粉去掉，其余内容不变；设置对照组5，将实施例1中纳米膨润土去掉，其余内容不变；对以上所制备的钻头胎体进行性能检测，具体包括，横向断裂强度试验：每组试样为10件，求平均值，试样尺寸为20*6.5*5.25mm；按国标GB3851标准做横向断裂强度试验；冲击韧性试验：每组试样为10件，求平均值，试样尺寸为55*10*10mm；按国标GB/T229标准做冲击韧性试验，得到以下结果：
表1
通过表1中数据可以看出，本发明中横向断裂强度和可承受冲击能量均比现有技术得到了提高，适用于软硬交错地层，延长使用寿命。

标题	发布/更新时间	阅读量
地层保护剂-专利编号CN106566487A	2020-05-11	315
地层的声波成像-专利编号CN105814458B	2020-05-12	270
识别非常规地层-专利编号CN104956177A	2020-05-13	85
地层测试器-专利编号CN102808616A	2020-05-12	388
地层压裂方法-专利编号CN108625838A	2020-05-12	734
地层保护剂-专利编号CN106398658A	2020-05-11	621
地层穿刺工具-专利编号CN103562494A	2020-05-13	656
地层的声波成像-专利编号CN105814458A	2020-05-13	923
电致裂地层-专利编号CN104204405B	2020-05-11	870
电致裂地层-专利编号CN104204405A	2020-05-11	896

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