龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/f99442564.html,
PDC钻头数控加工工艺开发应用探讨
作者：岑华
来源：《科技创新与应用》2015年第01期
摘要：石油天然气开采过程中经常会遇到一些岩石的阻碍，我们需要利用多种工具将岩
石破开，运用最多的破岩工具是PDC钻头，其进尺量占到了总进尺量的六成以上；PDC钻头的工作性能会对钻井质量、钻井进度和钻井成本产生直接影响，而它高强度、高韧性的特点保证了流道面积大的性能，为生产节约了较大的成本，所以人们对PDC钻头的需求也越来越大。但是，我国的PDC钻头加工技术起步较晚，在使用和研发方面缺乏足够的经验，很难保证PDC钻头的质量和使用寿命。文章通过PDC钻头的分类、特点、发展过程和加工工艺等方面对PDC数控加工工艺开发应用展开了讨论。
关键词：PDC钻头；数控加工；工艺
1 PDC钻头分类
PDC钻头主要是依靠聚晶金刚石复合片和钻头本体按照设计结构而组成的一个组合体，
实现了钻井过程中利用聚晶金刚石复合片切削岩石的工作原理。根据钻头本体的构成材料、加工方法和形状架构上的不同，PDC钻头可以分为胎体式PDC钻头和钢体式PDC钻头。胎体式PDC钻头主要是利用了钎焊技术，把金刚石复合片焊接在钻头胎体上，最后形成了具有切削
功能的钻头，而钻头的胎体是由铸造碳化钨粉烧结而成。这种胎体式PDC钻头的特点是，加工成本低，加工工艺相对简单，而钻头体强度差，对复合片进行冷却时的流道面积小，但是胎体的构成成分主要是碳化钨，所以具有较好的抗腐蚀性。钢体式PDC钻头的本体原材料是通过二次加工的金属材料，利用热加工技术先在钻头体上打孔，再把聚晶金刚石复合片打入钻头体内，然后在钻体表面镀上抗腐蚀的硬质金属材料，防止钻体受到腐蚀。这种PDC钻头的特点是，整个金属钻头体是通过二次加工后所形成的，保证了完整的韧性和强度，而且对复合片进行冷却时的流道面积大，极大地避免了钻头泥包现象的发生，与胎体式PDC钻头相比，其制作成本也相对较低。但是钻头本体大部分是由普通金属材料构成，耐冲蚀性能方面存在一定的不足。
2 PDC钻头数控加工工艺
随着我国经济和科技的快速发展，国内数控机床的运用也是越来越普遍。五轴联动加工中心对一般零件的加工包括了叶片、叶轮、螺旋桨叶片等，此外还涉及了对一些复杂的多面曲面的加工，例如：钻孔、铣孔等孔类零件。五轴联动加工中心的成本相对较高，而且缺乏一些先进的国外设备的支持，在我国的普及率还是不够高；在工时上，五轴联动加工中心的加工工时比普通加工中心的工时要高出好几倍；处于以上限制因素的考虑，企业必定会站在节约资源的角度出发，选择其他的加工方式来代替五轴联动加工。