申請號：201410143795.1

　　申請人：江蘇長城石油裝備制造有限公司

　　摘要：本發明涉及一種螺桿鉆具鉆頭，其結構包括刀頭、刀片、夾持部分，鉆頭刀片夾持部分可轉位，刀片表面涂層、梯度結構、納米復合材料，刀頭具有多頭刀刃，所述刀片，可裝夾、可轉位、可更換，可多次修復使用，壽命長；刀片外表涂層可增加鉆頭的耐磨性、耐蝕性和耐高溫性能；納米復合涂層材料的使用可降低摩擦系數；所述螺桿鉆具鉆頭適用于高轉速、復雜惡劣鉆井地層的場合，特別是堅硬地層的作業。

　　主權利要求：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外表面，內部基體為合金鋼、工具鋼、高速鋼或者硬質合金材料；所述夾持部分可轉位，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合涂層，所述復合涂層由結合層和耐磨層組成，所述的結合層是由占結合層重量百分比50％的平均粒徑為200納米的氧化鋁粉、占結合層重量百分比20％的平均粒徑為180納米的石墨粉與占結合層重量百分比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小時即得到所述的結合層，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合層的表面沉積金剛石層，所述第一步電沉積的條件為氮氣環境下，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的質量比為3∶1，所述第二步電沉積的條件為氬氣環境下，氣壓0.75Pa，電壓-280V，溫度為600℃，通過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.根據權利要求1所述的螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的復合涂層的 總厚度為30-100納米。

　　3.根據權利要求1所述的螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的結合層的總 厚度為20-60納米。

　　4.根據權利要求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.根據權利要求1-4任一項所述的螺桿鉆具鉆頭，其特征在于，所述的刀 片能夠機械裝夾、更換和轉位；所述夾持部分包括機械式裝夾或液壓式裝夾。

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