CN102071877A - 一种聚晶金刚石复合片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石（1）、基体（2），所述聚晶金刚石（1）的工作面的至少两个块状或条状区域被所述基体（2）贯穿。本发明通过将聚晶金刚石与基体相互间隔布置的方式，能增强聚晶金刚石复合片的钝化补偿能力和吃入地层岩石的能力，提高钻头的破岩效率。

Description

一种聚晶金刚石复合片
 
技术领域
本发明属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探设备技术领域，具体的讲涉及一种聚晶金刚石复合片。
 
背景技术
聚晶金刚石复合片是钻井工程中的钻井工具特别是聚晶金刚石复合片钻头（即PDC钻头）等破岩工具上使用的切削元件，简称为复合片或PDC齿或切削齿。
聚晶金刚石复合片由聚晶金刚石层与基体（基体材料通常为硬质合金）复合而成。聚晶金刚石层极高的硬度使其具有很好的耐磨损能力。聚晶金刚石层的外端面是复合片上最重要的切削工作表面，故称为复合片的切削工作面或工作面。复合片的切削面与切削齿侧面的交线为复合片的切削刃轮廓线（在忽略复合片切削面边缘倒角时即为金刚石层外端面的轮廓线）。
复合片的切削刃轮廓形状与其吃入地层的难易程度密切相关。一般情况下，切削刃轮廓线与岩石相接触的区域越窄，复合片吃入地层就越容易。
目前的聚晶金刚石复合片由基体与整块的聚晶金刚石结合构成。钻井实践中，通常，刚入井的新钻头的切削齿吃入地层的能力强，钻头机械钻速度高，但当钻头钻进一段时间切削齿有磨损后，钻头的机械钻速会明显下降。这是因为，新钻头切削齿的切削刃轮廓线为弧线，与岩石接触的齿尖轮廓曲率半径小，切削齿容易吃入地层；当切削齿有磨损后，切削齿变钝，切削齿与岩石接触的轮廓线曲率半径变大或变为直线，接触范围变大，切削齿难以有效地吃入地层，破岩效率降低，从而降低机械钻速。同时，传统复合片的聚晶金刚石层通常为连续的整体，即复合片的切削工作面为连续面。当复合片在井底工作时，易因受振动、冲击等而发生聚晶金刚石层的成块或整体脆崩脱落。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有强钝化补偿能力和强吃入地层岩石能力的聚晶金刚石复合片。
本发明的技术方案如下：
一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石、基体，所述聚晶金刚石的工作面的至少两个块状或条状区域被所述基体贯穿。
1、由于聚晶金刚石层的磨损速度低于基体的磨损速度，本发明的聚晶金刚石工作面的多个块状或条状区域被基体贯穿，聚晶金刚石与基体之间相互间隔。复合片刮切破岩时，聚晶金刚石之间的基体先被磨低，使复合片的切削刃轮廓形成参差不齐的多齿状刃口，切削齿在岩石上易于形成应力集中，有利于有效地吃入地层，提高破岩效率。即使在复合片有磨损时，聚晶金刚石与基体相互间隔的结构形式，也能使切削刃轮廓保持参差不齐的多齿刃口，补偿复合片的磨损钝化，保持复合片吃入地层的能力，从而提高复合片的破岩效率。
2、复合片在工作过程中，传统的复合片容易成块或整体脆崩脱落，本发明的聚晶金刚石与基体之间相互间隔，各聚晶金刚石单元之间互不接触，即使某块聚晶金刚石单元发生脆崩脱落，也不易波及影响到其它单元。因此，本发明能有效减少和避免聚晶金刚石层的大面积或整体脆崩脱落失效，从而提高复合片的使用寿命。
3、本发明的聚晶金刚石与基体之间相互间隔，即聚晶金刚石与基体之间相互嵌入，可降低聚晶金刚石与基体之间的残余应力，能使聚晶金刚石与基体之间固结得更牢靠，有利于提高复合片的使用寿命。
根据权利要求1所述的一种聚晶金刚石复合片，所述聚晶金刚石的工作面上被所述基体贯穿的条状区域为直线轮廓的直条状区域，各区域平行排列。
所述聚晶金刚石的工作面上被所述基体贯穿的条状区域为曲线轮廓的条状区域，各区域平行排列。
所述聚晶金刚石的工作面上被所述基体贯穿的块状区域呈网格状排列。
所述聚晶金刚石的工作面外圈为连续的环形区域。
所述基体的表面低于所述聚晶金刚石的工作面。
有益效果：本发明通过将聚晶金刚石与基体相互间隔布置的方式，能增强聚晶金刚石复合片的钝化补偿能力和吃入地层岩石的能力，提高钻头的破岩效率。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明中聚晶金刚石的工作面上被基体贯穿的条状区域为直线轮廓的直条状区域，各区域平行排列的结构示意图；图中：1.聚晶金刚石，2.基体。
图2为图1的剖视图；
图3为本发明实用状态中磨损后形成参差不齐的多齿状刃口时的示意图；
图4为本发明中聚晶金刚石的工作面上被基体贯穿的条状区域为曲线轮廓的条状区域，各区域平行排列的结构示意图；
图5为聚晶金刚石的工作面上外圈为连续的环形区域的结构示意图；
图6为聚晶金刚石的工作面一部分被基体贯穿、一部分为整体未被贯穿的结构示意图；
图7为聚晶金刚石的工作面上被基体贯穿的块状区域呈网格状排列的结构示意图；
图8为聚晶金刚石的工作面上被基体贯穿的块状区域呈网格状排列且聚晶金刚石块错位布置时的结构示意图；
图9为聚晶金刚石的工作面上被基体贯穿的块状区域呈网格状排列且聚晶金刚石块平行布置时的结构示意图；
图10基体的表面低于所述聚晶金刚石的工作面的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示：一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石1、基体2，所述聚晶金刚石1的工作面的至少两个块状或条状区域被所述基体2贯穿。本方案的“贯穿”如图1等视图所示，聚晶金刚石被基体2贯穿形成了基体2将相邻聚晶金刚石1完全隔断的状态，及相邻聚晶金刚石1是相互独立的，这种贯穿的方式达到磨损过程中复合片的切削刃轮廓形成参差不齐的多齿状刃口。
如图5：所述聚晶金刚石1的工作面外圈为连续的环形区域1a。
如图1、4、7、8、9：所述聚晶金刚石1的工作面上被所述基体2贯穿的条状区域为直线轮廓的直条状区域、曲线轮廓的条状区域，各区域平行排列，或贯穿的块状区域呈网格状排列。
如图10：所述聚晶金刚石1的工作面上被所述基体2贯穿的区域，所述基体2的表面低于所述聚晶金刚石1的工作面。

Claims (7)

1.一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石（1）、基体（2），其特征在于：所述聚晶金刚石（1）的工作面的至少两个块状或条状区域被所述基体（2）贯穿。
2.根据权利要求1所述的一种聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述聚晶金刚石（1）的工作面上被所述基体（2）贯穿的条状区域为直线轮廓的直条状区域，各区域平行排列。
3.根据权利要求1所述的一种聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述聚晶金刚石（1）的工作面上被所述基体（2）贯穿的条状区域为曲线轮廓的条状区域，各区域平行排列。
4.根据权利要求1所述的一种聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述聚晶金刚石（1）的工作面上被所述基体（2）贯穿的块状区域呈网格状排列。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述聚晶金刚石（1）的工作面外圈为连续的环形区域(1a)。
6.根据权利要求5所述的一种聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述基体（2）的表面低于所述聚晶金刚石（1）的工作面。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述基体（2）的表面低于所述聚晶金刚石（1）的工作面。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217081A (en) * 1990-06-15 1993-06-08 Sandvik Ab Tools for cutting rock drilling
CN1662364A (zh) * 2002-06-25 2005-08-31 戴蒙得创新股份有限公司 具有高冲击阻力的自锐聚晶金刚石复合件
CN1714225A (zh) * 2002-10-30 2005-12-28 六号元素(控股)公司 刀具衬片
CN2906032Y (zh) * 2005-11-24 2007-05-30 江汉石油钻头股份有限公司 一种具有粒度梯度的聚晶金刚石复合片
CN201202408Y (zh) * 2008-06-04 2009-03-04 河南四方达超硬材料股份有限公司 表面刻槽的聚晶金刚石硬质合金复合片
CN201521249U (zh) * 2009-09-14 2010-07-07 河南晶锐超硬材料有限公司 一种聚晶金刚石复合片基体
CN201982021U (zh) * 2010-12-30 2011-09-21 西南石油大学 一种聚晶金刚石复合片

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217081A (en) * 1990-06-15 1993-06-08 Sandvik Ab Tools for cutting rock drilling
CN1662364A (zh) * 2002-06-25 2005-08-31 戴蒙得创新股份有限公司 具有高冲击阻力的自锐聚晶金刚石复合件
CN1714225A (zh) * 2002-10-30 2005-12-28 六号元素(控股)公司 刀具衬片
CN2906032Y (zh) * 2005-11-24 2007-05-30 江汉石油钻头股份有限公司 一种具有粒度梯度的聚晶金刚石复合片
CN201202408Y (zh) * 2008-06-04 2009-03-04 河南四方达超硬材料股份有限公司 表面刻槽的聚晶金刚石硬质合金复合片
CN201521249U (zh) * 2009-09-14 2010-07-07 河南晶锐超硬材料有限公司 一种聚晶金刚石复合片基体
CN201982021U (zh) * 2010-12-30 2011-09-21 西南石油大学 一种聚晶金刚石复合片

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