專利名稱：鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鉆井鉆進試驗使用的金剛石鉆頭技術領域，是一種鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭。
背景技術：
金剛石鉆頭以其高硬度、高彈性模量、導熱性好、水不浸潤性等優(yōu)點，在工程中得到廣泛的采用，但是金剛石鉆頭在復雜的地質環(huán)境中，切削部分往往會發(fā)生碳化損傷降低工作效率，進而影響到鉆進的效率。為了在工程勘探中優(yōu)化鉆頭的工作環(huán)境、提高鉆頭的工作壽命、指導鉆頭的機構設計、改進鉆頭電鍍工藝中電鍍液的配方，需要對鉆進試驗中的溫度參數進行檢測。目前一般采用的方法是在鉆頭制作完成后再進行傳感器的安裝，由于不能破壞鉆頭切削部分的完整性、不能直接接觸測溫點外部進行溫度測量，只能在距測溫點位一定距離的位置上開安裝槽并安裝傳感器進行連續(xù)性測溫，通過在鉆頭剛體的某一個螺旋線上布置多個傳感器進行測溫，然后根據剛體溫度分布傳導的連續(xù)性，推算出測溫部位的實際溫度，由于鉆頭切削部位材料和剛體材料的不同，推算的工作量很大，得到的數據準確性也較低；另外，由于多個傳感器不具有獨立性，而測溫對傳感器的密封有很高的要求， 如果工作環(huán)境中的液體進入傳感器感溫端的間隙，會使測溫不準確或出現(xiàn)滯后，由于每個傳感器的試驗數據都會對結果產生影響，需要經常對各傳感器進行密封性檢查，否則會因溫度數據失真而失去對設計的指導作用。因此，現(xiàn)有鉆進試驗中使用的測溫式金剛石鉆頭在實際使用過程中存在以下不足傳感器安裝復雜、維護困難、測量數據處理工作量大、數據不準確、易發(fā)生失真。
發(fā)明內容本實用新型提供了一種鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決現(xiàn)有鉆進試驗中使用的測溫式金剛石鉆頭存在的傳感器安裝復雜、維護困難、測量數據處理工作量大、數據不準確、易發(fā)生失真的問題。本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現(xiàn)的一種鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，包括鉆頭體、鉆齒胎體、金剛石刃體、熱傳感器和信號導線；鉆頭體的上部分布有開口朝向上方的鉆齒槽，相鄰的兩個鉆齒槽之間的鉆頭體形成鉆頭齒，各鉆頭齒的上端分別固定有鉆齒胎體，各鉆齒胎體的外側面上分別固定有金剛石刃體，不少于一個的鉆頭齒上端面上有傳感安裝槽，對應鉆頭齒的體內有信號線孔，信號線孔的上端口與傳感安裝槽內腔相連通，信號線孔的下端口位于鉆頭齒的內側面上，傳感安裝槽內部固定安裝有熱傳感器，熱傳感器的上部位于對應的鉆齒胎體內部，信號導線的上端與熱傳感器的接線端子電連接在一起，信號導線的上部位于信號線孔內，信號導線的下部固定在鉆頭體的內壁上。下面是對上述實用新型技術方案的進一步優(yōu)化或/和改進上述鉆頭體的內壁上可有軸向線槽，信號導線的下部固定在軸向線槽內。上述信號線孔內可有使傳感安裝槽保持密閉的密封圈或密封膠。[0008]上述熱傳感器可為熱電偶式傳感器，熱電偶式傳感器的內部有熱電偶絲，熱電偶絲的下端與熱傳感器的接線端子電連接在一起。上述傳感安裝槽的寬度可與熱傳感器的直徑相配合。上述信號線孔的直徑可小于四毫米。上述傳感安裝槽的深度可為二毫米至四毫米本實用新型結構合理而緊湊，其通過在鉆齒胎體中埋置熱傳感器，對切削部位直接測溫得到溫度數據，保證了傳感器感溫端的密封可靠，排除了外界環(huán)境液體干擾，克服了現(xiàn)有測溫式金剛石鉆頭需開較大安裝槽，造成應力集中影響鉆頭強度與測試結果以及試驗數據需要復雜推算的缺點，具有安裝簡單、易于操作、測溫數據準確可靠、測溫簡便高效的特點。

附圖1為本實用新型最佳實施例的主視剖視結構示意圖。附圖2為附圖1的俯視結構示意圖。附圖3為附圖1中A處的局部放大結構示意圖。附圖中的編碼分別為1為鉆頭體，2為鉆齒胎體，3為金剛石刃體，4為熱傳感器，5 為信號導線，6為鉆齒槽，7為鉆頭齒，8為傳感安裝槽，9為信號線孔，10為軸向線槽，11為熱電偶絲。
具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。在本實用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖的布圖方式來進行描述的，如上、下、左右等的位置關系是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。下面結合最佳實施例及附圖對本實用新型作進一步描述如附圖1、2、3所示，該鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭包括鉆頭體1、鉆齒胎體2、金剛石刃體3、熱傳感器4和信號導線5 ；鉆頭體1的上部分布有開口朝向上方的鉆齒槽6，相鄰的兩個鉆齒槽6之間的鉆頭體1形成鉆頭齒7，各鉆頭齒7的上端分別固定有鉆齒胎體2， 各鉆齒胎體2的外側面上分別固定有金剛石刃體3，不少于一個的鉆頭齒7上端面上有傳感安裝槽8，對應鉆頭齒7的體內有信號線孔9，信號線孔9的上端口與傳感安裝槽8內腔相連通，信號線孔9的下端口位于鉆頭齒7的內側面上，傳感安裝槽8內部固定安裝有熱傳感器4，熱傳感器4的上部位于對應的鉆齒胎體2內部，信號導線5的上端與熱傳感器4的接線端子電連接在一起，信號導線5的上部位于信號線孔9內，信號導線5的下部固定在鉆頭體1的內壁上。通過在鉆齒胎體2中埋置熱傳感器4，對切削部位直接測溫得到溫度數據，保證了傳感器感溫端的密封可靠，排除了外界環(huán)境液體干擾，安裝操作簡單、密封性可靠、實驗數據準確的優(yōu)點，解決了現(xiàn)有測溫式金剛石鉆頭的間接測溫所使用的傳感器多、安裝工作量大、密封性無法保證的問題?？筛鶕嶋H需要，對上述鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭作進一步優(yōu)化或/和改進[0022]如附圖1、2、3所示，鉆頭體1的內壁上有軸向線槽10，信號導線5的下部固定在軸向線槽10內。通過軸向線槽10能夠較好地固定信號導線5的下部。如附圖3所示，信號線孔9內有使傳感安裝槽8保持密閉的密封圈或密封膠。密封圈或密封膠能夠避免外界環(huán)境液體干擾熱傳感器4。如附圖3所示，熱傳感器4為熱電偶式傳感器，熱電偶式傳感器的內部有熱電偶絲 11，熱電偶絲11的下端與熱傳感器4的接線端子電連接在一起。如附圖3所示，傳感安裝槽8的寬度與熱傳感器4的直徑相配合。如附圖3所示，信號線孔9的直徑小于四毫米。這樣便于密封。如附圖3所示，傳感安裝槽8的深度為二毫米至四毫米。以上技術特征構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。本實用新型最佳實施例的制造過程是首先，選擇熱電偶式傳感器的類型，通過試驗所用設計鉆頭的尺寸和試驗要用的溫度參數，選擇熱傳感器4的長度，使熱傳感器4的長度小于測溫部位厚度8毫米至10毫米，以保證熱傳感器4能夠完全的被電鍍的鉆齒胎體 2完全封閉，同時預測鉆頭在鉆進試驗可能要達到的溫度范圍，然后選擇合適的熱傳感器4 類型，以夠滿足測溫要求，防止溫度超限，導致系統(tǒng)測試能力失效；其次，將熱傳感器4預安裝在鉆頭齒7的傳感安裝槽8內，根據所選擇的熱傳感器4的類型和尺寸，結合鉆頭的測溫部位、尺寸，在鉆頭齒7上需要測溫的部位開出二毫米至四毫米深的傳感安裝槽8，傳感安裝槽8的長寬尺寸根據熱傳感器4的具體尺寸確定，并根據外圍的轉換裝置安裝位置留出信號導線5的引出位置，打出信號線孔9 ；接著，對鉆頭體1進行電鍍前的處理，即依次對鉆頭體1進行尺寸檢查、機械處理、汽油洗、除油(堿處理)、酸洗、絕緣處理、除銹、除油、冷熱水洗、陽極腐蝕、冷熱水洗等工序處理；最后，安裝熱傳感器4，將熱傳感器4通過金屬陶瓷粘合膠固定安裝在傳感安裝槽8內，依次對鉆頭齒7和熱傳感器4進行帶電入槽、沖擊電流鍍、空鍍、上砂、加厚鍍層、出槽清洗、出氫、檢驗等工序處理，使鉆頭齒7和熱傳感器4的上部形成鉆齒胎體2，并在鉆齒胎體2的外部附著固定金剛石顆粒，形成金剛石刃體3即完成本實用新型的制造。
權利要求1.一種鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于包括鉆頭體、鉆齒胎體、金剛石刃體、 熱傳感器和信號導線；鉆頭體的上部分布有開口朝向上方的鉆齒槽，相鄰的兩個鉆齒槽之間的鉆頭體形成鉆頭齒，各鉆頭齒的上端分別固定有鉆齒胎體，各鉆齒胎體的外側面上分別固定有金剛石刃體，不少于一個的鉆頭齒上端面上有傳感安裝槽，對應鉆頭齒的體內有信號線孔，信號線孔的上端口與傳感安裝槽內腔相連通，信號線孔的下端口位于鉆頭齒的內側面上，傳感安裝槽內部固定安裝有熱傳感器，熱傳感器的上部位于對應的鉆齒胎體內部，信號導線的上端與熱傳感器的接線端子電連接在一起，信號導線的上部位于信號線孔內，信號導線的下部固定在鉆頭體的內壁上。
2.根據權利要求1所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于鉆頭體的內壁上有軸向線槽，信號導線的下部固定在軸向線槽內。
3.根據權利要求1或2所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于信號線孔內有使傳感安裝槽保持密閉的密封圈或密封膠。
4.根據權利要求1或2所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于熱傳感器為熱電偶式傳感器，熱電偶式傳感器的內部有熱電偶絲，熱電偶絲的下端與熱傳感器的接線端子電連接在一起。
5.根據權利要求3所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于熱傳感器為熱電偶式傳感器，熱電偶式傳感器的內部有熱電偶絲，熱電偶絲的下端與熱傳感器的接線端子電連接在一起。
6.根據權利要求1或2所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于傳感安裝槽的寬度與熱傳感器的直徑相配合。
7.根據權利要求3所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于傳感安裝槽的寬度與熱傳感器的直徑相配合。
8.根據權利要求5所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于傳感安裝槽的寬度與熱傳感器的直徑相配合。
9.根據權利要求8所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于信號線孔的直徑小于四毫米。
10.根據權利要求9所述的鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其特征在于傳感安裝槽的深度為二毫米至四毫米。
專利摘要本實用新型涉及石油鉆井鉆進試驗使用的金剛石鉆頭技術領域，是一種鉆進試驗測溫式金剛石鉆頭，其包括鉆頭體、鉆齒胎體、金剛石刃體、熱傳感器和信號導線；鉆頭齒上端面上有傳感安裝槽，對應鉆頭齒的體內有信號線孔，信號線孔的上端口與傳感安裝槽內腔相連通，信號線孔的下端口位于鉆頭齒的內側面上。本實用新型結構合理而緊湊，其通過在鉆齒胎體中埋置熱傳感器，對切削部位直接測溫得到溫度數據，保證了傳感器感溫端的密封可靠，排除了外界環(huán)境液體干擾，克服了現(xiàn)有測溫式金剛石鉆頭需開較大安裝槽，造成應力集中影響鉆頭強度與測試結果以及試驗數據需要復雜推算的缺點，具有安裝簡單、易于操作、測溫數據準確可靠、測溫簡便高效的特點。
文檔編號G01K7/02GK202017453SQ20112006120
公開日2011年10月26日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權日2011年3月10日
發(fā)明者劉兵冰, 張勇, 張武濤, 李慶, 李浪, 杜洪凌, 王新東, 謝正森, 陳剛 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司