申請(qǐng)?zhí)枺?01410143795.1

　　申請(qǐng)人：江蘇長(zhǎng)城石油裝備制造有限公司

　　摘要：本發(fā)明涉及一種螺桿鉆具鉆頭，其結(jié)構(gòu)包括刀頭、刀片、夾持部分，鉆頭刀片夾持部分可轉(zhuǎn)位，刀片表面涂層、梯度結(jié)構(gòu)、納米復(fù)合材料，刀頭具有多頭刀刃，所述刀片，可裝夾、可轉(zhuǎn)位、可更換，可多次修復(fù)使用，壽命長(zhǎng)；刀片外表涂層可增加鉆頭的耐磨性、耐蝕性和耐高溫性能；納米復(fù)合涂層材料的使用可降低摩擦系數(shù)；所述螺桿鉆具鉆頭適用于高轉(zhuǎn)速、復(fù)雜惡劣鉆井地層的場(chǎng)合，特別是堅(jiān)硬地層的作業(yè)。

　　主權(quán)利要求：1.一種螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的螺桿鉆具鉆頭由刀頭、刀片、夾持部分組成，所述的刀片，包括表面涂層和基體兩部分，所述表面涂層部分為刀片上下兩個(gè)外表面，內(nèi)部基體為合金鋼、工具鋼、高速鋼或者硬質(zhì)合金材料；所述夾持部分可轉(zhuǎn)位，所述刀頭為多刃刀頭，所述多刃刀頭的刃為直刃或螺旋刃，所述刀片具有表面涂層，所述表面涂層為耐磨耐蝕耐高溫涂層納米材料組成的復(fù)合涂層，所述復(fù)合涂層由結(jié)合層和耐磨層組成，所述的結(jié)合層是由占結(jié)合層重量百分比50％的平均粒徑為200納米的氧化鋁粉、占結(jié)合層重量百分比20％的平均粒徑為180納米的石墨粉與占結(jié)合層重量百分比30％的納米晶尺寸為60-70納米的氮化鈦TiN粉組成，將所述的氧化鋁粉、石墨粉和氮化鈦TiN粉混合后在700-1200℃下焙燒2-4小時(shí)即得到所述的結(jié)合層，所述的耐磨層是由金剛石層和含氮化合物層組成，所述的金剛石層是利用第一步電沉積在所述結(jié)合層的表面沉積金剛石層，所述第一步電沉積的條件為氮?dú)猸h(huán)境下，氣壓0.7Pa，電壓-280V，溫度為550℃，然后第二步電沉積氮化鈦TiN與氮化硅鈦TiSiN的混合物，氮化鈦TiN與氮化硅鈦TiSiN的質(zhì)量比為3∶1，所述第二步電沉積的條件為氬氣環(huán)境下，氣壓0.75Pa，電壓-280V，溫度為600℃，通過(guò)所述第一步電沉積和所述第二步電沉積即可得到所述的耐磨層。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的復(fù)合涂層的 總厚度為30-100納米。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的結(jié)合層的總 厚度為20-60納米。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的耐磨層的總 厚度為20-80納米。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的刀 片能夠機(jī)械裝夾、更換和轉(zhuǎn)位；所述夾持部分包括機(jī)械式裝夾或液壓式裝夾。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的復(fù)合涂層的 材料硬度大于93HRA，所述的復(fù)合涂層中的納米材料的體積含量為70％-80％，所 述的復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)小于0.3，平均粒徑小于200nm，納米復(fù)合材料的硬度 大于93HRA。