CN209339853U - 一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片 - Google Patents
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Abstract
一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片，包括基体，基体顶端设置聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层上端面设置2至15条凹棱和与凹棱相同数量的凸棱，各凹棱和凸棱均从聚晶金刚石层上端面中心向外呈放射状均匀分布，各凹棱与凸棱均相互间隔设置，聚晶金刚石层端面周圈与聚晶金刚石层环形侧壁交界处设置45°的倒角，相邻凹棱和凸棱与倒角内边沿之间的扇形面为凹曲面，所述凸棱的外端高度高于聚晶金刚石层上端面中心的高度，所述凸棱与水平面之间的夹角θ的角度为1°‑15°。本实用新型的优点在于：它使聚晶金刚石层端面中心内陷，增加了切削面的锋利度，有效提高了复合片的钻井效率等。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油钻井、工程掘进、矿产勘探等领域中使用的超硬复合材料，具体的说是一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片。
背景技术
聚晶金刚石复合片拥有较高的硬度、耐磨性、抗冲击性等突出性能，被视为较理想的钻进材料和切削加工材料。目前，聚晶金刚石复合片作为超耐磨切削元件加工成的聚晶金刚石复合片钻头已广泛应用于石油、天然气钻探、煤炭开采等钻采领域。随着钻采领域的发展，对钻探工具的钻进速度、耐磨性、抗冲击性等提出更高要求，尤其是遇到坚硬岩层、复杂岩层等地层，如钻头切削阻力过大会引发崩齿、卡钻等其他严重钻井问题。因此聚晶金刚石复合片作为钻探工具的主要元件，降低切削阻力是提高其钻进速度首先需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片，它在切削时能够迅速有效的将切削产生的碎屑排出，其聚晶金刚石层端面中心内陷，增加了切削面的锋利度，有效提高了复合片的钻井效率。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括基体，基体顶端设置聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层上端面设置2至15条凹棱和与凹棱相同数量的凸棱，各凹棱和凸棱均从聚晶金刚石层上端面中心向外呈放射状均匀分布，各凹棱与凸棱均相互间隔设置，聚晶金刚石层端面周圈与聚晶金刚石层环形侧壁交界处设置45°的倒角，相邻凹棱和凸棱与倒角内边沿之间的扇形面为凹曲面，所述凸棱的外端高度高于聚晶金刚石层上端面中心的高度，所述凸棱与水平面之间的夹角θ的角度为1°-15°。所述聚晶金刚石层端面周圈与聚晶金刚石层环形侧壁交界处设置的倒角为波浪形，该波浪形倒角的波高为0.1mm-2mm，波长为相邻凹棱与凸棱外端之间弧长的1/8-1/4。所述凸棱与水平面之间的夹角θ的角度为5°-10°。所述凹棱和凸棱的数量均为2条。所述凹棱和凸棱的数量均为15条。所述凹棱和凸棱的数量均为3-6条。
本实用新型的优点在于：它的聚晶金刚石层端面间隔设置了凸棱和凹棱，能够迅速有效的将切削产生的碎屑排出，凸棱设置了负的倾斜角度，使聚晶金刚石层端面中心内陷，增加了切削面的锋利度，有效提高了复合片的钻井效率等。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型所述凸棱4与水平面之间的夹角θ的角度示意图；
图3是本实用新型所述倒角采用波浪形的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型所述的一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片包括基体1，基体1顶端设置聚晶金刚石层2，所述聚晶金刚石层2上端面设置2至15条凹棱3和与凹棱3相同数量的凸棱4，各凹棱3和凸棱4均从聚晶金刚石层2上端面中心向外呈放射状均匀分布，各凹棱3与凸棱4均相互间隔设置，聚晶金刚石层2端面周圈与聚晶金刚石层2环形侧壁交界处设置45°的倒角5，相邻凹棱3和凸棱4与倒角5内边沿之间的扇形面为凹曲面6，所述凸棱4的外端高度高于聚晶金刚石层2上端面中心的高度，所述凸棱4与水平面之间的夹角θ的角度为1°-15°。本实用新型的聚晶金刚石层端面间隔设置了凸棱和凹棱，有利于迅速有效的将切削产生的碎屑排出。凸棱设置了负的倾斜角度，使聚晶金刚石层端面中心内陷，增加了切削面的锋利度，有效提高了复合片的钻井效率。所述45°的倒角5能够降低切削面被磨损和崩坏的可能性，延长使用寿命。所述凹棱3和凸棱4与倒角5内边沿之间的凹曲面6有助于将切削下来的岩层向两侧引导，并促使切削下的岩层形成翻折，避免切削下的岩层卡住钻头。所述凹曲面6的曲率半径优选为5mm-15mm。该曲率半径的凹曲面对岩层的引导效果最佳，且不会对聚晶金刚石层2的强度造成影响。
本实用新型为了进一步降低切削阻力，可采用下述结构：所述聚晶金刚石层2端面周圈与聚晶金刚石层2环形侧壁交界处设置的倒角5为波浪形，该波浪形倒角的波高为0.1mm-2mm，波长为相邻凹棱3与凸棱4外端之间弧长的1/8-1/4。该结构在切削时能够形成多个相对更加锋利的着力点，能够显著降低切削阻力，该波浪形倒角的角度仍保持45°，其强度不会受到影响。
本实用新型所述所述凸棱4与水平面之间的夹角θ优选的角度为5°-10°。该角度可在保证较高的钻井效率的前提下确保聚晶金刚石层2具有足够的强度，使用寿命较长。
本实用新型所述凹棱3和凸棱4的数量可根据实际需求选择2-15条内的任一数量，当地质硬度较低时，可选用凹棱3和凸棱4数量较少的规格，来提高钻进效率、加快碎屑排出，例如所述凹棱3和凸棱4的数量均为2条，当地质硬度较高时，可选用凹棱3和凸棱4数量较多的规格，来确保钻头能够实现有效切削，例如所述凹棱3和凸棱4的数量均为15条。当所述凹棱3和凸棱4的数量均为3-6条时，一般可适用于各种常见地质情况，兼容性最佳。
Claims (6)
1.一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片，包括基体(1)，基体(1)顶端设置聚晶金刚石层(2)，其特征在于：所述聚晶金刚石层(2)上端面设置2至15条凹棱(3)和与凹棱(3)相同数量的凸棱(4)，各凹棱(3)和凸棱(4)均从聚晶金刚石层(2)上端面中心向外呈放射状均匀分布，各凹棱(3)与凸棱(4)均相互间隔设置，聚晶金刚石层(2)端面周圈与聚晶金刚石层(2)环形侧壁交界处设置45°的倒角(5)，相邻凹棱(3)和凸棱(4)与倒角(5)内边沿之间的扇形面为凹曲面(6)，所述凸棱(4)的外端高度高于聚晶金刚石层(2)上端面中心的高度，所述凸棱(4)与水平面之间的夹角θ的角度为1°-15°。
2.根据权利要求1所述的一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述聚晶金刚石层(2)端面周圈与聚晶金刚石层(2)环形侧壁交界处设置的倒角(5)为波浪形，该波浪形倒角的波高为0.1mm-2mm，波长为相邻凹棱(3)与凸棱(4)外端之间弧长的1/8-1/4。
3.根据权利要求1所述的一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述凸棱(4)与水平面之间的夹角θ的角度为5°-10°。
4.根据权利要求1所述的一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述凹棱(3)和凸棱(4)的数量均为2条。
5.根据权利要求1所述的一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述凹棱(3)和凸棱(4)的数量均为15条。
6.根据权利要求1所述的一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述凹棱(3)和凸棱(4)的数量均为3-6条。
Priority Applications (1)
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| CN201822247456.4U CN209339853U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 一种低切削阻力负角聚晶金刚石复合片 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2018
- 2018-12-29 CN CN201822247456.4U patent/CN209339853U/zh active Active
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