CN201202407Y - 具有异形结构特征的聚晶金刚石复合片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的是一种具有异形结构特征的聚晶金刚石复合片，属于钻井工程中的钻井工具特别是破岩工具技术领域。异形聚晶金刚石复合片的特点是：异形复合片的切削刃轮廓线是由不在同一个圆上的曲线构成，复合片的长度与宽度不相等。异形复合片之切削岩石部位以及与钻头体相附着部位的形状和尺寸可以根据需要分别设计，所以，异形复合片在耐磨寿命、吃入地层难易性的控制、与钻头体之间的联接强度以及节省布齿空间等方面，优于普通的圆形复合片，有利于提高钻头的工作寿命和破岩效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井工程中的钻井工具，特别是破岩工具用具有异形结构特征的聚晶金刚石复合片。
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和耐磨元件，简称为复合片或切削齿。
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。同时，由于聚晶金刚石层的硬度远高于基体材料的硬度，在复合片切削岩石的过程中，聚晶金刚石层的磨损速度低于基体的磨损速度，所以复合片具有良好的磨损自锐功能。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切削面。复合片的切削面与切削齿侧面的交线(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)为复合片的切削刃轮廓线。
复合片的长度H、宽度W和厚度T是复合片的重要结构参数。长度H是复合片金刚石层在切削磨损进程中的最大可磨损长度尺寸，因此它是反映复合片的持续切削能力强弱的重要参数。在工作条件、结构条件以及材质相同或相近的条件下，钻头上的复合片的工作寿命在很大程度上取决于切削齿的长度。复合片的宽度W代表了复合片在钻头体上所占据的布齿空间的大小。复合片的厚度T则主要与复合片在钻头体上的附着强度相关，厚度越大，复合片侧面的表面积就越大，复合片与钻头体相联接的强度也越大。
复合片的出露高度H1是重要的钻头结构参数。出露高度H1是复合片的切削刃轮廓线超出钻头体冠部表面4的高度尺寸。
目前，PDC钻头上所使用的一般均为圆形复合片。圆形复合片由切削刃轮廓线为圆形的聚晶金刚石层和硬质合金基体复合而成。圆形复合片的长度和宽度相等，均等于复合片的直径。一般而言，对于完整的圆形复合片而言，大直径复合片的耐磨寿命比小直径复合片更长，同时占据的钻头布齿空间也比小直径复合片更大。
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。通常情况下，切削刃轮廓线的曲率半径越小，复合片吃入地层就越容易。对于圆形复合片而言，切削刃轮廓线上每一点的曲率半径是相同的。因此，直径小的复合片比直径大的复合片更易于吃入地层。
在实际的钻头设计中，常常希望复合片既易于吃入地层，又能具有高的耐磨寿命。然而，这两个目标对复合片直径的要求是相互矛盾的。前者要求减小复合片的直径，而后者要求增加复合片的直径。显然，对于具有圆形切削刃的复合片而言，要解决这个矛盾十分困难。
本实用新型提出的异形复合片技术，可以达到在满足复合片吃入地层难易性要求的同时，使复合片的工作长度满足耐磨寿命要求的目的。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种特殊结构的聚晶金刚石复合片，以达到提高钻头切削齿的耐磨寿命并改善切削齿吃入地层特性的目的。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种具有异形结构特征的聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石层1和基体2，其特征在于：异形聚晶金刚石复合片的切削刃轮廓线是由不在同一个圆上的曲线构成，复合片的长度与宽度不相等。
本实用新型的优点如下：
一、在宽度W相同的条件下，异形复合片的长度H可大于圆形复合片，故异形复合片的切削工作寿命可比圆形复合片更高。
二、在长度H相同的条件下，异形复合片的宽度W可小于圆形复合片，故异形复合片可比圆形复合片节省布齿空间。
三、异形复合片的切削刃与岩石相接触部分的几何形状选择余地大。因此，通过调整或选择切削刃形状，在钻头设计时可以更方便地根据地层的岩石性质合理地控制切削齿吃入地层的难易性。
四、在埋入钻头体的深度相同的条件下，异形复合片的出露高度H1可大于圆形复合片，既有利于改善切削齿的清洗条件，又有利于提高钻头的钻进效率和工作寿命。
五、在出露高度H1相同的条件下，异形复合片可比圆形复合片埋入钻头体的深度更大，因而在出露于钻头体表面的切削刃严重磨损之后，异形复合片可比圆形复合片在相同的条件下钻进更长的时间，有利于提高钻头在高硬度、高研磨性以及高不均质性等难钻地层的工作性能。
六、在宽度W以及切削齿厚度T相同的条件下，异形复合片可比圆形复合片具备更大的侧面表面积，故有利于增加复合片与钻头体的联接强度，减小发生掉片现象的可能性。
附图说明
图1为钻头上的聚晶金刚石复合片切削岩石工作状态示意图。
图2为附着常规圆形聚晶金刚石复合片的钻头的刀翼布齿结构示意图。
图3为常规圆形聚晶金刚石复合片的示意图。
图4为异形聚晶金刚石复合片的示意图。
图5为附着异形聚晶金刚石复合片的钻头的刀翼布齿结构示意图。
图6为具有椭圆切削刃轮廓线的异形聚晶金刚石复合片示意图。
图7为切削刃轮廓线由二段不同心圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片示意图。
图8为切削刃轮廓线由一段圆弧和一段椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片示意图(圆弧和椭圆弧相切)。
图9为切削刃轮廓线由一段圆弧和一段椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片示意图(圆弧和椭圆弧相交)。
图10为切削刃轮廓线由一段圆弧和一段椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片示意图(圆弧和椭圆弧二者之一为内凹曲线，另一为外凸曲线)。
图11为切削刃轮廓线由一段圆弧和一段椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片示意图(圆弧的中心在椭圆弧的一条轴线上)。
图12为切削刃轮廓线由一段圆弧和一段椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片示意图(圆弧的中心偏离椭圆弧的轴线)。
图13为切削刃轮廓线由二段不同心的椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧相切)。
图14为切削刃轮廓线由二段不同心的椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧相交)。
图15为切削刃轮廓线由二段不同心的椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线)。
图16为切削刃轮廓线由二段不同心的椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧的一条轴线互相重合)。
图17为切削刃轮廓线由二段不同心的椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧的轴线平行但不重合)。
图18为切削刃轮廓线由二段不同心的椭圆弧构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧的轴线互相不平行)。
图19为切削刃轮廓线由一段圆弧与二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(复合片的纵向长度大于圆弧的直径)。
图20为切削刃轮廓线由一段椭圆弧与二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片。
图21为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线平行且与二圆弧相切)。
图22为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线平行且与二圆弧相交)。
图23为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线与二圆弧相切，二圆弧半径不相等)。
图24为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线与二圆弧相交，二圆弧半径不相等)。
图25为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线)。
图26为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二圆弧均为内凹曲线)。
图27为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线；切削刃轮廓线在二圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线不平行，且外凸圆弧的宽度大于内凹圆弧的宽度)。
图28为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线；切削刃轮廓线在二圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线平行)。
图29为切削刃轮廓线由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线；切削刃轮廓线在二圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线不平行，且外凸圆弧的宽度小于内凹圆弧的宽度)。
图30为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线平行且与圆弧、椭圆弧相切)。
图31为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线平行且与圆弧、椭圆弧相交)。
图32为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线不平行且与圆弧、椭圆弧相切)。
图33为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线不平行且与圆弧、椭圆弧相交)。
图34为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧、椭圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线)。
图35为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧、椭圆弧均为内凹曲线)。
图36为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧为内凹曲线，椭圆弧为外凸曲线；切削刃轮廓线在圆弧与椭圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线不平行，且外凸椭圆弧的宽度大于内凹圆弧的宽度)。
图37为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧为外凸曲线，椭圆弧为内凹曲线；切削刃轮廓线在圆弧与椭圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线不平行，且外凸圆弧的宽度大于内凹椭圆弧的宽度)。
图38为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(椭圆弧为外凸曲线，圆弧为内凹曲线；切削刃轮廓线在圆弧与椭圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线不平行，且外凸椭圆弧的宽度小于内凹圆弧的宽度)。
图39为切削刃轮廓线由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(椭圆弧为外凸曲线，圆弧为内凹曲线；切削刃轮廓线在圆弧与椭圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线平行)。
图40为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线平行且与二椭圆弧相切)。
图41为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线平行且与二椭圆弧相交)。
图42为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线不平行且与二椭圆弧相切)。
图43为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二直线不平行且与二椭圆弧相交)。
图44为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线)。
图45为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧均为内凹曲线)。
图46为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线；切削刃轮廓线在二椭圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线不平行，且外凸椭圆弧的宽度大于内凹椭圆弧的宽度)。
图47为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线；切削刃轮廓线在二椭圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线不平行，且外凸椭圆弧的宽度小于内凹椭圆弧的宽度)。
图48为切削刃轮廓线由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(二椭圆弧之一为内凹曲线，另一为外凸曲线；切削刃轮廓线在二椭圆弧中心点连线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；二直线相互平行)。
图49为切削刃轮廓线由一段圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧与相互不平行的二直线相切；切削刃轮廓线为轴对称曲线；与圆弧相对的直线的长度小于圆弧直径)。
图50为切削刃轮廓线由一段圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧与相互平行的二直线相切；切削刃轮廓线为轴对称曲线)。
图51为切削刃轮廓线由一段圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧与相互不平行的二直线相切；切削刃轮廓线为轴对称曲线；与圆弧相对的直线的长度大于圆弧直径)。
图52为切削刃轮廓线由一段圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧与相互不平行的二直线相切；切削刃轮廓线为非轴对称曲线)。
图53为切削刃轮廓线由一段圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(圆弧为内凹曲线)。
图54为切削刃轮廓线由一段圆弧和四段直线构成的异形聚晶金刚石复合片。
图55为切削刃轮廓线由一段圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(切削刃轮廓线在与圆弧相对的直线段的垂线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；圆弧两端的二直线不平行，且圆弧的宽度大于其相对的直线段的宽度)。
图56为切削刃轮廓线由一段圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(切削刃轮廓线在与圆弧相对的直线段的垂线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；圆弧两端的二直线不平行，且圆弧的宽度小于其相对的直线段的宽度)。
图57为切削刃轮廓线由一段圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(切削刃轮廓线在与圆弧相对的直线段的垂线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；圆弧两端的二直线相互平行)。
图58为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(椭圆弧与相互平行的二直线相切；切削刃轮廓线为轴对称曲线)。
图59为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(椭圆弧与相互不平行的二直线相切；切削刃轮廓线为轴对称曲线；椭圆弧段的宽度大于与椭圆弧相对的直线段宽度)。
图60为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(椭圆弧与相互不平行的二直线相切；切削刃轮廓线为轴对称曲线；椭圆弧段的宽度小于与椭圆弧相对的直线段宽度)。
图61为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(椭圆弧与相互不平行的二直线相切；切削刃轮廓线为非轴对称曲线)。
图62为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和四段直线构成的异形聚晶金刚石复合片。
图63为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(椭圆弧为内凹曲线)。
图64为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(切削刃轮廓线在与椭圆弧相对的直线段的垂线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；椭圆弧两端的二直线不平行，且椭圆弧的宽度大于其相对的直线段的宽度)。
图65为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(切削刃轮廓线在与椭圆弧相对的直线段的垂线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；椭圆弧两端的二直线不平行，且椭圆弧的宽度小于其相对的直线段的宽度)。
图66为切削刃轮廓线由一段椭圆弧和三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(切削刃轮廓线在与椭圆弧相对的直线段的垂线方向的长度明显小于其垂直方向的宽度；椭圆弧两端的二直线相互平行)。
图67为切削刃轮廓线由四段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(四段直线为两组相互正交的平行线)。
图68为切削刃轮廓线由三段直线构成的异形聚晶金刚石复合片。
图69为切削刃轮廓线由四段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(四段直线构成等腰梯形)。
图70为切削刃轮廓线由四段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(四段直线构成不等腰梯形)。
图71为切削刃轮廓线由四段直线构成的异形聚晶金刚石复合片(四段直线构成普通四边形)。
图72为切削刃轮廓线由六段直线构成的异形聚晶金刚石复合片。
图73为切削刃轮廓线由十二段直线构成的异形聚晶金刚石复合片。
图74为切削刃轮廓线包含二个由二条直线段构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段圆弧)。
图75为切削刃轮廓线包含二个由二条直线段构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括一段圆弧)。
图76为切削刃轮廓线包含二个由二条直线段构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括一段椭圆弧)。
图77为切削刃轮廓线包含二个由二条直线段构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段椭圆弧)。
图78为切削刃轮廓线包含三个由二条直线段构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段内凹的圆弧)。
图79为切削刃轮廓线包含三个由二条直线段构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括三段直线)。
图80为切削刃轮廓线包含三个由二条直线段构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括三段直线，三段直线相互平行或垂直)。
图81为切削刃轮廓线包含二个由圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括一段椭圆弧)。
图82为切削刃轮廓线包含二个由圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括一段圆弧)。
图83为切削刃轮廓线包含二个由圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段圆弧)。
图84为切削刃轮廓线包含二个由圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段椭圆弧)。
图85为切削刃轮廓线包含三个由圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段内凹的圆弧)。
图86为切削刃轮廓线包含三个由圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括三段直线)。
图87为切削刃轮廓线包含三个由圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括三段直线，三段直线相互平行或垂直)。
图88为切削刃轮廓线包含二个由椭圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括一段圆弧)。
图89为切削刃轮廓线包含二个由椭圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括一段椭圆弧)。
图90为切削刃轮廓线包含二个由椭圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段圆弧)。
图91为切削刃轮廓线包含二个由椭圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段椭圆弧)。
图92为切削刃轮廓线包含三个由椭圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括二段直线和一段内凹的圆弧)。
图93为切削刃轮廓线包含三个由椭圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括三段直线)。
图94为切削刃轮廓线包含三个由椭圆弧构成的锯齿状凸起的异形聚晶金刚石复合片示意图(除锯齿状凸起结构外，切削刃轮廓线还包括三段直线，三段直线相互平行或垂直)。
具体实施方法
下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方法。
本实用新型具有异形结构特征的聚晶金刚石复合片提供的是一种具有异形结构特征的聚晶金刚石复合片，
如图1、2、3、4、5所示，这种异形复合片与圆形复合片一样包括聚晶金刚石层1和基体2，所不同的是：圆形复合片的切削刃轮廓线5是单一曲率的圆，而异形复合片的切削刃轮廓线5是由不在同一个圆上的曲线构成；圆形复合片的长度和宽度相等，均等于复合片的直径，而异形复合片的长度和宽度不相等。
这种异形复合片可以与常规的圆形复合片一样镶焊在钻头体3上，其切削刃轮廓线超出钻头体冠部表面4以维持一定的出露高度H1。”
图6是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5为椭圆。椭圆的长轴和短轴是相互独立的。该复合片在长轴方向的长度大于短轴方向的宽度，且长轴端的曲率高于短轴端的曲率，所以，如果采用长轴方向与布齿面法向重合的方式镶焊复合片，该复合片的长度可大于同等宽度的圆形复合片，且复合片与岩石接触端的曲率半径可小于同等宽度的圆形复合片。
图7是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由二段不同心圆弧构成。二圆弧的半径可以相同，也可以不同。该复合片的最大宽度为二圆弧半径中的大者，可以通过调整二圆弧中心距的方式获得需要的复合片长度。适当调整二圆弧的半径，可以改善复合片的吃入特性。如果采用二圆弧中心连线的方向与布齿面法向重合的方式镶焊复合片，该复合片的长度可大于同等宽度的圆形复合片，且复合片与岩石接触端的曲率半径可小于同等宽度的圆形复合片。
图8，9，10，11及12是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由一段圆弧和一段椭圆弧构成。圆弧和椭圆弧可以一凸一凹，也可以均为外凸；圆弧与椭圆弧可以相切，也可以相交。圆弧的中心可以在椭圆弧的轴心线上，也可以有偏离。可以通过调整圆弧和椭圆弧中心距的方式获得需要的复合片长度。适当调整圆弧的半径或椭圆弧的长短轴半径，可以改善复合片的吃入特性。如果采用圆弧和椭圆弧中心连线的方向与布齿面法向重合的方式镶焊复合片，该复合片的长度可大于同等宽度的圆形复合片，且复合片与岩石接触端的曲率半径可小于同等宽度的圆形复合片。
图13，14，15，16，17及18是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由二段不同心的椭圆弧构成。二椭圆弧可以一凸一凹，也可以均为外凸；二椭圆弧之间可以相切，也可以相交；其长短轴的轴心线可以有一条重合，也可以均不重合；轴心线可以相互平行，也可以彼此不平行。可以通过调整二椭圆弧中心距的方式获得所需要的复合片长度。适当调整椭圆弧的长短轴半径，可以改善复合片的吃入特性。如果采用二椭圆弧中心连线的方向与布齿面法向重合的方式镶焊复合片，该复合片的长度可大于同等宽度的圆形复合片，且复合片与岩石接触端的曲率半径可小于同等宽度的圆形复合片。
图19是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由一段圆弧和二段直线构成，且复合片的长度大于圆弧的直径。二直线可以与圆弧相切，也可以相交。可以通过调整直线段长度的方式获得所需要的复合片长度，通过改变圆弧段的半径来获得所需要的复合片宽度。二直线的交点部位是切削刃上的一个尖点，该点与岩石接触时可以在岩石的接触点区域形成很高的接触应力，极易吃入岩层。
图20是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由一段椭圆弧和二段直线构成。二直线可以与椭圆弧相切，也可以相交。可以通过调整直线段长度的方式获得所需要的复合片长度，通过改变椭圆弧段的长轴或短轴半径来获得所需要的复合片宽度。二直线的交点部位是切削刃上的一个尖点，该点与岩石接触时可以在岩石的接触点区域形成很高的接触应力，极易吃入岩层。
图21，22，23，24，25，26，27，28及29是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由相间布置的二段圆弧和二段直线构成(二圆弧的两端分别与二直线段的两端相连)。二圆弧可以一凸一凹，也可以均为外凸或均为内凹；二直线与二圆弧之间可以相切，也可以相交；二直线可以平行，也可以不平行。可以通过调整圆弧中心距的方式获得所需要的复合片长度。适当调整二圆弧的半径，可以改善复合片的吃入特性。如果采用二圆弧中心连线的方向与布齿面法向重合的方式镶焊复合片，该复合片的长度可大于同等宽度的圆形复合片，且复合片与岩石接触端的曲率半径可小于同等宽度的圆形复合片。图27，28及29是复合片的宽度明显大于其长度的几种结构型式。
图30，31，32，33，34，35，36，37，38及39是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成(圆弧和椭圆弧的两端分别与二直线段的两端相连)。圆弧和椭圆弧可以一凸一凹，也可以均为外凸或均为内凹；二直线与圆弧、椭圆弧之间可以相切，也可以相交；圆弧的中心可以在椭圆弧的轴心线上，也可以有偏离。可以通过调整圆弧和椭圆弧中心距的方式获得所需要的复合片长度。适当调整圆弧半径或椭圆弧的长短轴半径，可以改善复合片的吃入特性。如果采用圆弧与椭圆弧中心连线的方向与布齿面法向重合的方式镶焊复合片，该复合片的长度可大于同等宽度的圆形复合片，且复合片与岩石接触端的曲率半径可小于同等宽度的圆形复合片。图36，37，38及39是复合片的宽度明显大于其长度的几种结构型式。
图40，41，42，43，44，45，46，47及48是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成。二椭圆弧可以一凸一凹，也可以均为外凸或均为内凹；椭圆弧与直线段之间可以相切，也可以相交；其长短轴的轴心线可以有一条重合，也可以均不重合；轴心线可以相互平行，也可以彼此不平行。可以通过调整二椭圆弧中心距的方式获得所需要的复合片长度。适当调整椭圆弧的长短轴半径，可以改善复合片的吃入特性。如果采用二椭圆弧中心连线的方向与布齿面法向重合的方式镶焊复合片，该复合片的长度可大于同等宽度的圆形复合片，且复合片与岩石接触端的曲率半径可小于同等宽度的圆形复合片。图46，47及48是复合片的宽度明显大于其长度的几种结构型式。
图49，50，51，52，53，54，55，56及57是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由一段圆弧和三段或三段以上直线构成。圆弧可以内凹，也可以外凸。图55，56及57是复合片的宽度明显大于其长度的几种结构型式。
图58，59，60，61，62，63，64，65及66是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由一段椭圆弧和三段或三段以上直线构成。椭圆弧可以内凹，也可以外凸。图64，65及66是复合片的宽度明显大于其长度的几种结构型式。
图67，68，69，70，71，72及73是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5由三段或三段以上直线构成，可为正多边形，也可为普通多边形。彼此相交的直线段在切削刃上形成若干尖点，这些点与岩石接触时可以在岩石的接触点区域形成较高的接触应力，有利于吃入岩层。
图74，75，76，77，78，79及80是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5包含二个或二个以上由若干直线段构成的锯齿状凸起。图78，79及80是复合片的宽度明显大于其长度的几种结构型式。
图81，82，83，84，85，86及87是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5包含二个或二个以上连续排列的由圆弧构成的锯齿状凸起。图85，86及87是复合片的宽度明显大于其长度的几种结构型式。
图88，89，90，91，92，93及94是异形聚晶金刚石复合片的一种，其切削刃轮廓线5包含二个或二个以上连续排列的由椭圆弧构成的锯齿状凸起。图92，93及94是复合片的宽度明显大于其长度的几种结构型式。
图74至94所示的异形聚晶金刚石复合片，实际上是不同形状的锯齿状凸起结构与前述的各种异形复合片切削刃结构相复合(即用锯齿状凸起结构取代前述各种异形复合片切削刃轮廓线5的部分区域)而形成的新的异形复合片。具有锯齿状凸起结构的切削刃的特点是其凸起部位可以在岩石的接触点区域形成较高的接触应力，有利于吃入、切割岩层。
基于局部强度和局部耐磨性的考虑，在上述的各种异形聚晶金刚石复合片中，复合片切削刃轮廓线5上的不同曲线(包括直线)段之间的交点，除了相切点以外，均可以用圆角或倒角过渡。采用圆角或倒角过渡后的切削刃轮廓线应视为与原轮廓线具有相同的结构特征。
Claims (15)
1.一种异形聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石层(1)和基体(2)，其特征在于：异形复合片的切削刃轮廓线(5)是由不在同一个圆上的曲线构成，复合片的长度与宽度不相等。
2.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为椭圆。
3.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由二段不同心圆弧构成的闭合曲线。
4.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由一段圆弧和一段椭圆弧构成的闭合曲线。
5.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由二段不同心椭圆弧构成的闭合曲线。
6.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由一段圆弧和二段直线构成的闭合曲线，且复合片的长度大于圆弧的直径。
7.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由一段椭圆弧和二段直线构成的闭合曲线。
8.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由相间布置的二段圆弧和二段直线构成的闭合曲线。
9.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由相间布置的一段圆弧、一段椭圆弧和二段直线构成的闭合曲线。
10.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由相间布置的二段椭圆弧和二段直线构成的闭合曲线。
11.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由一段圆弧和三段或三段以上直线构成的闭合曲线。
12.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由一段椭圆弧和三段或三段以上直线构成的闭合曲线。
13.根据权利要求1所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)为由三段或三段以上直线构成的闭合曲线。
14.根据权利要求1和2所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)包含二个或二个以上的由直线、圆弧、椭圆弧等曲线构成的锯齿状凸起。
15.根据权利要求1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、所述的异形聚晶金刚石复合片，其特征在于：切削刃轮廓线(5)上的不同曲线(包括直线)段之间的交点，除了相切点以外，可以用圆角或倒角过渡。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107023291A (zh) * | 2016-06-03 | 2017-08-08 | 于殿财 | 破岩犁头及使用该犁头的破岩装置 |
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Granted publication date: 20090304 |