專利名稱：基于pdc鉆頭的新型噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是石油鉆井領(lǐng)域，具體的說，是一種基于PDC鉆頭的新型噴嘴。
背景技術(shù)：
噴嘴為噴淋、噴霧、噴油、噴砂、噴涂等設(shè)備里一個(gè)很關(guān)鍵的部件，起著重要的作用。噴嘴的應(yīng)用十分廣泛，幾乎涉及到現(xiàn)代工業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域，其按行業(yè)分類可分為:石化噴嘴、農(nóng)業(yè)噴嘴、紡織噴嘴、造紙噴嘴等。目前，石油鉆井領(lǐng)域中的噴嘴主要用于清除金剛石鉆頭中的巖屑以及冷卻、潤滑切削齒?，F(xiàn)有技術(shù)中，在石油鉆井中應(yīng)用最廣泛的噴嘴由單層結(jié)構(gòu)制成，因硬質(zhì)合金材料具有高硬度和耐磨性的特點(diǎn)，所以，目前的單層結(jié)構(gòu)噴嘴多采用硬質(zhì)合金層制造。但是，單層硬質(zhì)合金層結(jié)構(gòu)的噴嘴在應(yīng)用時(shí)，存在以下缺陷:一方面，由硬質(zhì)合金層制成的噴嘴韌性差，在裝卸噴嘴過程中極易斷裂，進(jìn)而造成噴嘴先期失效、斷裂、掉入井底等問題，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量；另一方面，井底液流長期沖蝕噴嘴本體，而硬質(zhì)合金層耐沖蝕性差，進(jìn)而導(dǎo)致單層硬質(zhì)合金層的噴嘴使用壽命縮短，使用效果降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便的基于roc鉆頭的新型噴嘴。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:基于PDC鉆頭的新型噴嘴，包括具有通孔的噴嘴本體，所述噴嘴本體由內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成，其中，外層結(jié)構(gòu)為抗斷層，內(nèi)層結(jié)構(gòu)為耐沖蝕性層。具體的說，所述耐沖蝕性層為金剛石層。作為一種優(yōu)選方式，所述金剛石層由人造金剛石制成。同時(shí)，所述抗斷層為合金鋼層。所述合金鋼層由不銹鋼制成。具體的說，所述金剛石層的厚度為0.1mm 1mm。進(jìn)一步的，所述金剛石層的厚度為0.2mm 0.8mm。再進(jìn)一步的,所述金剛石層的厚度為0.4mm 0.6mm。更進(jìn)一步的,所述金剛石層的厚度為0.5mm。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:(I)本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且成本低廉，實(shí)現(xiàn)方便。(2)本實(shí)用新型打破了目前石油鉆井領(lǐng)域中應(yīng)用的噴嘴單一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將噴嘴設(shè)計(jì)為兩層結(jié)構(gòu)，通過合金鋼層和金剛石層復(fù)合而成，利用合金鋼良好的韌性，使得噴嘴裝卸更便利，在裝卸過程中不易斷裂；另一方面，本實(shí)用新型采用的人造金剛石層作為噴嘴的內(nèi)層結(jié)構(gòu)，其耐沖蝕性能極佳，可有效地克服井底液流的沖蝕，從而避免了噴嘴先期失效，以及在使用或裝卸過程中斷裂，掉落井底，保證施工安全，提高了井底清潔效率，進(jìn)而提高了機(jī)械鉆速。[0017](3)本實(shí)用新型中金剛石層的厚度為0.1mm 1mm，在此范圍內(nèi)，根據(jù)噴嘴的規(guī)格大小，金剛石層的厚度可選用與之相匹配的取值，如:0.2mm、0.8mm、0.4mm、0.6mm等，金剛石層選擇適宜的厚度，可使得本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)更加方便。(4)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，生產(chǎn)、制造簡單，較之現(xiàn)有的單一硬質(zhì)合金噴嘴，其不僅具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，而且，本實(shí)用新型具備非常高的實(shí)用性，較之同類產(chǎn)品，更具市場競爭力，為其大范圍的推廣運(yùn)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖1為本實(shí)用新型的主視圖。圖2為本實(shí)用新型的俯視圖。上述附圖中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的名稱為:1-噴嘴本體，2-合金鋼層，3-金剛石層。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1目前，在石油鉆井領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的噴嘴均為單層結(jié)構(gòu)，其由硬質(zhì)的合金材料制成，這種噴嘴韌性、耐沖蝕性都較差，使用時(shí)，很容易發(fā)生先期失效，斷裂等現(xiàn)象，對金剛石鉆頭在使用中清除巖屑，冷卻、潤滑切削齒都有極大的影響。本實(shí)施例針對上述缺陷，公開了一種雙層結(jié)構(gòu)的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其通過合金鋼層和金剛石層復(fù)合而成，將合金鋼和金剛石的優(yōu)點(diǎn)集為一體，一方面增加了噴嘴外部的柔韌性，使得裝卸噴嘴過程中不易斷裂；另一方面，提高噴嘴內(nèi)孔的耐沖蝕性，延長了噴嘴壽命。如圖1、2所示，本實(shí)施例中，基于roc鉆頭的新型噴嘴包括具有通孔的噴嘴本體1，噴嘴本體I的具體外形結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)噴嘴相似，不同的是，該噴嘴本體I為兩層結(jié)構(gòu)，其由合金鋼層2以及與合金鋼層2固為一體的內(nèi)層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成；具體的說，噴嘴的外層結(jié)構(gòu)即為由合金鋼制成的合金鋼層2，通過外層的合金鋼層增加了噴嘴外部的柔韌性，從而使得裝卸噴嘴過程中，噴嘴不易斷裂，本實(shí)施例中，作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，合金鋼層2由不銹鋼制成，其具有高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能；本實(shí)施例中新型噴嘴的內(nèi)層結(jié)構(gòu)即主要為噴嘴內(nèi)孔(通孔)的內(nèi)壁部分，該內(nèi)壁部分直接與井底液流接觸，為了提高噴嘴內(nèi)孔的耐沖蝕性，其由耐沖蝕性材料制成。需要說明的是，在技術(shù)條件允許的前提下，也可通過覆層法強(qiáng)化合金鋼層表面的耐沖蝕性來實(shí)現(xiàn)噴嘴內(nèi)層結(jié)構(gòu)的加工。耐沖蝕性材料的選擇較多，如:纖維強(qiáng)化型和粒子強(qiáng)化型材料，本實(shí)施例中內(nèi)層結(jié)構(gòu)為金剛石層3，作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，該金剛石層3由人造金剛石制成。金剛石層有一定厚度，本實(shí)施例中金剛石層的范圍值在0.1mm Imm之間，如:0.2mm 0.8mm,0.4mm 0.6mm,
0.5mm、0.7mm等值，金剛石層的取值范圍由實(shí)際生產(chǎn)噴嘴的規(guī)格大小而定，金剛石層選擇適宜的厚度，可使得新型噴嘴的實(shí)現(xiàn)更加方便。在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，金剛石層通過壓制成型，從而得到新型噴嘴。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于，噴嘴由三層結(jié)構(gòu)制成，噴嘴本體仍由硬質(zhì)合金層制成，而在其外表壁設(shè)置一層由合金鋼制成的合金鋼層，其內(nèi)壁，即噴嘴內(nèi)孔(通孔)部分則設(shè)置一層金剛石層，金剛石層、合金鋼層與硬質(zhì)合金層固為一體結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)仍然能克服單一的硬質(zhì)合金噴嘴的缺陷，且三層結(jié)構(gòu)的成本也更為低廉一些，在部分對于噴嘴性能指標(biāo)要求不高的領(lǐng)域，其仍具有很好的市場前景。按照上述實(shí)施例，即可很好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。值得說明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即時(shí)在現(xiàn)有噴嘴結(jié)構(gòu)上做出的一些無實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本實(shí)用新型一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.基于PDC鉆頭的新型噴嘴，包括具有通孔的噴嘴本體(I)，其特征在于:所述噴嘴本體(I)由內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成；其中，外層結(jié)構(gòu)為抗斷層，內(nèi)層結(jié)構(gòu)為耐沖蝕性層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其特征在于:所述耐沖蝕性層為金剛石層(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其特征在于:所述金剛石層(3)由人造金剛石制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其特征在于:所述抗斷層為合金鋼層(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其特征在于:所述合金鋼層(2)由不銹鋼制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其特征在于:所述金剛石層(3)的厚度為0.1mm 1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其特征在于:所述金剛石層(3)的厚度為0.2mm 0.8mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其特征在于:所述金剛石層(3)的厚度為0.4mm 0.6mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于PDC鉆頭的新型噴嘴，其特征在于:所述金剛石層(3)的厚度為0.5mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于PDC鉆頭的新型噴嘴，解決了現(xiàn)有技術(shù)中噴嘴耐沖蝕性差，易斷裂的問題。該新型噴嘴包括具有通孔的噴嘴本體(1)，其特征在于所述噴嘴本體(1)為兩層結(jié)構(gòu)，其由合金鋼層(2)以及與合金鋼層(2)固為一體的內(nèi)層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成；其中，外層結(jié)構(gòu)即為由合金鋼制成的合金鋼層(2)，而內(nèi)層結(jié)構(gòu)則由耐沖蝕性材料制成。本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，而且實(shí)現(xiàn)方便，噴嘴的雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完全克服了現(xiàn)有噴嘴的缺陷。因此，適合推廣應(yīng)用。
文檔編號E21B10/61GK203035095SQ20122072061
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者范曉勒, 曾恒, 張璠 申請人:四川川石·克銳達(dá)金剛石鉆頭有限公司