3D 打印油井设备钻头的设计沟通模型

        石油钻井所用的金刚石复合体钻头(P C D )，金刚石切削具以位置精确、高密度地排枚在鱼尾钻头体上制成。它基本上是不取心钻头。

        钻头是使用天然金刚石表镶制成，金刚石颗粒在每克拉2～10粒之间,颗粒粗大、晶形完整,每个钻头上金刚石总量达数百克拉。因而金刚石钻头价格极为昂贵,一般7～8英寸(1英寸=25 4毫米)的金刚石钻头售价在十万美元以上。,金刚石颗粒在钻头胎体的表面上,呈螺旋状或辐射状排列。

        为保证昂贵的金刚钻头有效工作，延长使用寿命，需要对工作中因高速运转产生高温的金刚钻头做冷却处理。洗井液从钻头水口流出之后，沿胎体表面排列成连串的金刚石脊背间沟槽，向径向方向冲刷。钻头上的沟槽分布是金刚石钻头重要的结构，因钻进的岩石不同而有所区别，沟槽成型为不规则形态。

        昂贵的造价，加上流线型的外形结构，对于钻头的设计和制造提出了重重挑战。新疆克拉玛依某油井钻头公司也遇到了同样的困难：

        难点一：如何保证批量制造前，钻头的CAD设计是符合使用需求的？虽然如今的电脑模拟检测技术已经有很大的发展，但是与实际使用环境和流程还是会有差异。面对钻头如此昂贵的造价，设计图纸的实物检测是必需的。

        难点二：该油井钻头的尺寸是200mm，制作检测样品时，要求1:1打印，并保证整体打印精度在0.1mm以内。

        难点三：满足实物检测需求的同时，还要控制费用成本和时间效率。

        经过一段时间的了解、评估与沟通，该油井钻头公司认可了3D打印&增材制造技术，选定由杭州先临三维科技公司提供技术和设备方案。

        先临三维公司基于客户的需求，推荐了SLA工艺和iSLA450设备，可以一体化打印内部含有优化冷却沟槽的钻头模型，且精度可以达到0.05mm。

        该客户的实际使用结果也显示，通过SLA打印技术完成的实体样件，可用于设计评估、沟通交流和洗井液的水路检测，还可以用作最终产品的制造原型，帮助了钻头设计研发部门的创新迭代和设计保密，降低了产品出错风险，提高了产品交付效率，且节约了检测成本。