CN209244514U - 一种弧形尖型金刚石复合片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种弧形尖型金刚石复合片，包括在超高压高温条件下烧结而成的硬质合金基体和金刚石复合层，硬质合金基体和金刚石复合层结合面为基本水平的平面；弧形尖型金刚石复合片外轮廓为圆柱体背面和正面的组合面，所述组合面包括金刚石复合层的上端面、与上端面相连的截取硬质合金基体和金刚石复合层形成的两对称切削侧面、以及两切削侧面之间与为圆柱体背面正对的夹合柱面；上端面在水平面的投影为半圆，两对称切削侧面在水平面上的投影为内凹弧线，夹合面在水平面上的投影为向外凸的圆弧；组合面的各连接处倒角形成倒角面。本实用新型具有较好的攻击性，切削效率要优于常规尖齿。使用该齿能在致密性地层获得更高的机械钻速。

Description

一种弧形尖型金刚石复合片

技术领域

本实用新型涉及一种金刚石复合片,属于石油钻探技术领域。

背景技术

上世纪80年代开始，金刚石钻头被广泛地用于石油天然气钻井工程。金刚石钻头主要由钻头体和切削元件构成，金刚石钻头根据切削元件分成三类：PDC(聚晶金刚石)钻头、TSP(热稳定聚晶金刚石)钻头及天然金刚石钻头。PDC钻头主要用于软至中硬地层钻进，经过不断的技术进步，PDC钻头的适用范围越来越广，具有较好的经济价值。TSP钻头主要用于中硬至极硬地层钻进。目前，石油天然气钻井工程中深井作业逐步增多，钻遇的地层也越来越复杂。

在钻遇泥岩时，常规尖型齿切削地层效率较高，取得了较好的效果。但钻遇极为致密的泥岩与砂岩互层时，常规尖齿极易磨损后变钝导致切削齿的吃入能力降低，从而导致钻头在致密泥岩机械钻速极低导致起钻。常规尖齿不能适应致密泥岩与砂岩互层。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种攻击性更强的复合片，能延长钻头在致密泥岩与砂岩互层的使用寿命的金刚石复合片。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种弧形尖型金刚石复合片，包括在超高压高温条件下烧结而成的硬质合金基体和金刚石复合层，金刚石复合层在上，硬质合金基体在下作为基座，其特征在于硬质合金基体和金刚石复合层结合面为基本水平的平面；弧形尖型金刚石复合片外轮廓为圆柱体背面和正面的组合面，所述组合面包括金刚石复合层的上端面、与上端面相连的截取硬质合金基体和金刚石复合层形成的两对称切削侧面、以及两切削侧面之间与为圆柱体背面正对的夹合柱面；上端面在水平面的投影为半圆，两对称切削侧面在水平面上的投影为内凹弧线，夹合面在水平面上的投影为向外凸的圆弧；组合面的各连接处倒角形成倒角面。

按上述技术方案，内凹弧线相对于夹合柱面与半圆形所在的圆柱体背面边缘的连线内凹形成内凹弧面状切削侧面，所述内凹弧面切削侧面的中心线与圆柱体中心线平行或与圆柱体中心线成夹角。

按上述技术方案，所述内凹弧面切削侧面的中心线与圆柱体中心线成夹角设置时，切削侧面的竖向最低点与硬质合金基体的底面留有设定距离。

按上述技术方案，所述的内凹弧线形成的切削侧面与圆柱体中心线夹角为0度至30度之间。

按上述技术方案，所述金刚石复合层的上端面由从夹合面中心延伸的1条凸脊面及两侧斜面构成。

按上述技术方案，所述金刚石复合层的上端面由从夹合面中心散射延伸的多条凸脊形成中心凹陷两侧斜向上的对称斜面状折面，所述对称斜面状折面两侧为与切削侧面相连的斜面；上端面的各凸脊连接处倒角。

按上述技术方案，所述的金刚石复合层端面多条凸脊数量范围为2-6条，相邻凸脊之间由相互连接的凹面连接，凸脊之间夹角范围为0度至90度。

按上述技术方案，所述的金刚石复合层端面凸脊为凸线或凸面。

按上述技术方案，所述的金刚石复合层的边缘与竖向侧面连接处均设置有倒角。

按上述技术方案，所述的金刚石复合层为聚晶金刚石复合层或热稳定聚晶金刚石复合层。

按上述技术方案，所述的硬质合金基体与金刚石复合层之间的粘结面为平面、凹凸面起或沟槽面。

本实用新型的有益效果在于：其具有较好的攻击性，切削效率要优于常规尖齿。使用该齿能在致密性地层获得更高的机械钻速。

附图说明

图1至图3分别是本实施例一的立体图、俯视图和对比图。

图4为实施例二的立体图。

图5a、图5b为实施例三的立体图。

图6为实施例四的立体图。

图7为实施例五的立体图。

图8为实施例六的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型中的金刚石复合层101与硬质合金基体102在超高压高温条件下烧结而成，然后对金刚石复合层101的上端面和侧面以及硬质合金基体102的侧面加工成所需形状。

实施例一：如图1至图3所示，根据本实用新型实施的弧形尖型金刚石复合片包括金刚石复合层101和作为底座的硬质合金基体102，金刚石复合层101和作为底座的硬质合金基体102整体为在圆柱体上切割后留下的接近于扇形弧面状的对称立体，弧形尖型金刚石复合片的外轮廓包括上端面109和竖向两侧的对称切削侧面(106和107)以及两对称切削侧面之间的夹合面。与夹合面相对的另一侧背面，两对称切削侧面之间竖向通过背面圆柱面连接。其中，上端面109是由半圆平面103被内凹弧线104、105和外凸弧线108切向截取而成的尖角面，上端面109的尖角位于夹合面的对称中心。由内凹弧线104形成的对称切削侧面106及内凹弧线105形成的切削侧面107与圆柱面中心线平行对称。

如图3所示，虚线110、111为常规尖型齿外轮廓投影。内凹弧线104、105相对于直线110、111内凹。本实施例金刚石半圆直径为15.875mm，两侧弧线为圆弧，直径为40mm，弧线108为圆弧，直径为15.875mm。所述金刚石复合层边缘设置倒角，倒角为斜倒角。

实施例二如图4所示。它与实施例一的不同之处在于：由内凹弧线104形成的切削侧面206及内凹弧线105形成的切削侧面207与背面圆柱面中心线成10度夹角，且切削侧面207和切削侧面206从上往下截取金刚石复合层101和作为底座的硬质合金基体102的圆柱体，并在竖向只占据硬质合金基体102的部分高度。其它结构与实施例一相同。

实施例三如图5a、图5b所示，它与实施例二的不同之处在于：金刚石复合层的上端面不是半圆平面103，而是由一个图5a的凸脊面311(或图5b的凸脊线311B)、以及凸脊面311(或凸脊线311b)两侧对称设置的两个相邻斜面309、310组构成。其切削面投影外轮廓与实施例二相同。

实施例四如图6所示，它与实施例二的不同之处在于：金刚石复合层的上端面是由两条凸脊形成的两个对称凹槽斜面(405和406)，两个对称凹槽斜面(405和406)外侧为两个对称的相邻斜面(403和408)。其切削面投影外轮廓与实施例二相同。

实施例五如图7所示，它与实施例二的不同之处在于：金刚石复合层的上端面是由3条渐变的凸脊窄面在圆柱体中心汇聚分割成3个斜面构成，两个切削斜面位于其中一个凸脊窄面两侧；其切削面投影外轮廓与实施例二相同。各顶点倒角。

实施例六如图8所示，它与实施例二的不同之处在于：金刚石复合层的上端面是由3条渐变的凸脊窄面首尾相连的围合的一个三角形平面和三角形平面外侧的3个斜面构成，两个切削斜面位于三角形平面一个顶点两侧。其切削面投影外轮廓与实施例二相同。各顶点倒角。

Claims (10)

1.一种弧形尖型金刚石复合片，包括在超高压高温条件下烧结而成的硬质合金基体和金刚石复合层，金刚石复合层在上，硬质合金基体在下作为基座，其特征在于硬质合金基体和金刚石复合层结合面为基本水平的平面；弧形尖型金刚石复合片外轮廓为圆柱体背面和正面的组合面，所述组合面包括金刚石复合层的上端面、与上端面相连的截取硬质合金基体和金刚石复合层形成的两对称切削侧面、以及两切削侧面之间与为圆柱体背面正对的夹合柱面；上端面在水平面的投影为半圆，两对称切削侧面在水平面上的投影为内凹弧线，夹合面在水平面上的投影为向外凸的圆弧；组合面的各连接处倒角形成倒角面。

2.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于内凹弧线相对于夹合柱面与半圆形所在的圆柱体背面边缘的连线内凹形成内凹弧面状切削侧面，所述内凹弧面切削侧面的中心线与圆柱体中心线平行或与圆柱体中心线成夹角。

3.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于所述内凹弧面切削侧面的中心线与圆柱体中心线成夹角设置时，切削侧面的竖向最低点与硬质合金基体的底面留有设定距离。

4.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于所述的内凹弧线形成的切削侧面与圆柱体中心线夹角为0度至30度之间。

5.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于所述金刚石复合层的上端面由从夹合面中心延伸的1条凸脊面及两侧斜面构成。

6.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于所述金刚石复合层的上端面由从夹合面中心散射延伸的多条凸脊形成中心凹陷两侧斜向上的对称斜面状折面，所述对称斜面状折面两侧为与切削侧面相连的斜面；上端面的各凸脊连接处倒角。

7.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于所述的金刚石复合层端面多条凸脊数量范围为2-6条，相邻凸脊之间由相互连接的凹面连接，凸脊之间夹角范围为0度至90度。

8.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于所述的金刚石复合层端面凸脊为凸线或凸面。

9.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于所述的金刚石复合层为聚晶金刚石复合层或热稳定聚晶金刚石复合层。

10.根据权利要求1所述的弧形尖型金刚石复合片，其特征在于所述的硬质合金基体与金刚石复合层之间的粘结面为平面、凹凸面起或沟槽面。