[发明专利]一种纳米喷涂补偿胎体式PDC钻头的生产方法

摘要

本发明公开了一种纳米喷涂补偿胎体式PDC钻头的生产方法，该方法包括如下步骤：(1)确定施工缺陷区域；(2)表面粗处理；(3)表面细处理；(4)纳米粉末选用；(5)喷涂前预热；(6)按既定参数喷涂；(7)保温缓冷。本发明在完成普通粉末冶金的基础上，采用先进高能等离子喷涂技术，对烧结胎体钻头的力学性能进行有针对性的补偿和强化，以此提高钻头的工作性能，提升产品质量，为PDC钻头的生产提出了一种全新的制造工艺模式。本发明有效地提高了钻头使用寿命，降低了钻井生产成本，其高抗研磨性、高抗冲击性等综合力学性能，可满足中等硬度地层的钻井施工要求，特别适于超深井水平井及小井眼钻井技术。

主权项

一种纳米喷涂补偿胎体式PDC钻头的生产方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)、确定施工缺陷区域：对钻头胎体进行超声波无损探伤，结合孔容测定仪的测定结果，对孔隙度大于5％的部位确定为施工缺陷区域；(2)、表面粗处理：采用刚玉砂喷砂，对钻头胎体进行表面粗处理；(3)、表面细处理：用丙酮(AR)对钻头胎体进行清洗，以达到破坏表面氧化膜的效果，将处理好的钻头胎体存放在清洁，干燥的环境中；(4)、选用纳米粉末：纳米粉末的选用指标包括纳米WC合金粉末的各成分重量比，采用WC-12％Co的配比，杂质总含量小于0.8％，在选用喷涂粉末时，将原始粉末粒径选定为30-450nm，团聚粉末粒度应控制在5-45μm；(5)、喷涂前预热：在对钻头胎体进行表面细处理完毕后，再对钻头胎体进行预热，预热温度控制为200℃，时间为1-1.5小时；(6)、按既定参数喷涂：采用功率为200KW的先进高能等离子喷涂机，首先确定涂层厚度，涂层厚度为0.10mm～0.30mm，选用枪内送粉的供粉方式和焰流呈直筒状的喷嘴，气源选用干燥的惰性气体；(7)、保温缓冷：喷涂完毕后，将钻头胎体埋在石棉中缓冷10小时～14小时。