CN210798849U - 多切削刃金刚石复合片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多切削刃金刚石复合片，包括金刚石复合层和硬质合金基体，金刚石复合层的端面上环绕设置有至少三个切削刃，每一切削刃均由两互成一定角度的斜面顶部相交而成，斜面相对于硬质合金基体底面倾斜设置，所有切削刃背离金刚石复合层环状侧面的一端均交汇于金刚石复合层的端面中心。本实用新型提出的多切削刃金刚石复合片，其具有较好的攻击性，切削效率和散热面积均优于平面齿，有助于提高钻头在复杂地层的钻进效率。另外，本多切削刃金刚石复合片能实现定型钻头产品或修复钻头上的直接替换，实现了齿与钻头结构的互选性，有效帮助优化钻头生产商的库存和综合成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及金刚石复合片技术领域，尤其涉及一种多切削刃金刚石复合片。
背景技术
常规的金刚石复合片，因兼具优异的耐磨性和抗冲击性，且尺寸固定、替换性强等特点，使其在广泛用于石油、矿山等钻探领域。随着日益增长的更深更复杂地质钻井需求，在材料性能之外，复合片逐步转向异形结构研究，以进一步匹配钻头在钻遇多段复杂的、岩性软硬交错变化的地层时面临着的“快机速、长进尺”需求。
对于钻头生产商而言，产品定型、结构通用是优化库存、提高盈利能力的重要手段，但目前常见的异形复合片在通用性上未能很好地适应。发明专利CN105156036A公开了一种凸脊型非平面切削齿，其解决了复杂地层钻进效率的需求，但从齿心到外缘主切削凸棱呈由高到低的一定锐夹角，即“复合片切削刃自带后倾角”，在实际使用中需重新调整钻头设计中齿的摆放倾角，以避免齿的自带后倾角造成的叠加效应，导致钻头的攻击性和机速降低。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种多切削刃金刚石复合片，旨在不但具有齿形结构上的攻击性，且能实现定型钻头产品或修复钻头上的直接替换。
为实现上述目的，本实用新型提供一种多切削刃金刚石复合片，包括金刚石复合层和硬质合金基体，所述金刚石复合层的端面上环绕设置有至少三个切削刃，每一切削刃均由两互成一定角度的斜面顶部相交而成，斜面相对于硬质合金基体底面倾斜设置，所有切削刃背离金刚石复合层环状侧面的一端均交汇于金刚石复合层的端面中心。
优选地，构成切削刃的斜面与金刚石复合层的轴线之间夹角α为60°~89°。
优选地，所述金刚石复合层的厚度h不低于1.5mm。
优选地，所有所述切削刃相对于金刚石复合层的端面中心等高设置。
优选地，所有所述斜面在金刚石复合层端面上等分设置。
优选地，所述切削刃为两斜面交汇形成的直线、平面或曲面；相邻两切削刃的两相邻斜面通过直线、平面或曲面交汇。
优选地，所述金刚石复合层端面的外侧边缘设置有倒角；硬质合金基体底面的外侧边缘设置有倒角或倒圆。
优选地，所述金刚石复合层与硬质合金基体之间的粘结界面为平面、凹凸面起或沟槽。
优选地，所述硬质合金基体的环状侧面正对切削刃的位置设置有定位槽。
优选地，所述金刚石复合层的端面中心不高于切削刃背离端面中心的外边缘。
本实用新型提出的多切削刃金刚石复合片，其有益效果在于：
1、提供了一种高利用率、通用性强的，能简化定型钻头或修复钻头对复合片选用的多切削刃金刚石复合片，能实现定型钻头产品或修复钻头上的直接替换，实现齿与钻头结构的互选性，有利于优化钻头生产商的备库和生产组织；
2、提供了一种针对复杂地层、兼具良好攻击性、更大散热面积的非平面多切削刃金刚石复合片，齿的切削刃位于相交斜面高点，且端面呈倾斜的高低交错状，能抑制岩屑的滞留，帮助排屑。依据复合片在钻头刀翼上的安装角度，复合层切削刃对地层呈三角形吃入，攻击性强且切削刃的受力发散相对均匀，其具有较好的攻击性，切削效率和散热面积均优于平面齿，有助于提高钻头在复杂地层的钻进效率，能有效地应对软硬交错等复杂地层的冲击，提高钻头的使用效果。
附图说明
图1为本实用新型多切削刃金刚石复合片第一实施例的立体结构示意图；
图2为本实用新型多切削刃金刚石复合片第一实施例的主视结构示意图；
图3为本实用新型多切削刃金刚石复合片第二实施例的立体结构示意图；
图4为本实用新型多切削刃金刚石复合片第二实施例的主视结构示意图。
图中，1-金刚石复合层，2-硬质合金基体，3-切削刃，31-切削刃的端面倒边，4-下凹面，5-斜面，6-端面倒边，7-定位槽，8-下沉线。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参照图1和图2，本实用新型提出多切削刃金刚石复合片的第一实施例。本实施例中，多切削刃金刚石复合片包括金刚石复合层1和硬质合金基体2，金刚石复合层1的端面上环绕设置有至少三个切削刃3，每一切削刃3均由两互成一定角度的斜面5顶部相交而成，斜面5相对于硬质合金基体2底面倾斜设置，所有切削刃3背离金刚石复合层1环状侧面的一端均交汇于金刚石复合层1的端面中心。
具体地，构成切削刃3的斜面5与金刚石复合层1的轴线之间夹角α为60°~89°。金刚石复合层1的厚度h不低于1.5mm。所有切削刃3相对于金刚石复合层1的端面中心等高设置，如切削刃3为斜面或斜线时，各切削刃3倾斜角度以及相对于硬质合金基体底面的高度均一致。所有斜面5在金刚石复合层1端面上等分设置。
切削刃3为两斜面5交汇形成的直线、平面或曲面，本实施例中，切削刃3为直线。切削刃3与硬质合金基体底面平行。相邻两切削刃3的两相邻斜面5通过直线、平面或曲面交汇。本实施例中，相邻两切削刃3的两相邻斜面5通过下凹面4（即为面）交汇。多个下凹面44关于金刚石复合层1的端面中心等高、且外侧下沉设置。切削刃3的高度h1=13.21mm。
进一步地，金刚石复合层1端面的外侧边缘设置有倒角；硬质合金基体2底面的外侧边缘设置有倒角或倒圆。切削刃3和其端面倒边31共同构成复合层切削工作面。本实施例中，金刚石圆柱直径d=15.875mm，斜面5关于复合片中心将端面等分设置，与金刚石复合层1的轴线之间夹角α=78°。
金刚石复合层1与硬质合金基体2之间的粘结界面为平面、凹凸面起或沟槽。
本实施例中，金刚石复合层1的端面中心等于切削刃3背离端面中心的外边缘。切削刃3与硬质合金基体2底面平行设置。相对其他自带后倾角结构的、需要调整齿的设计安装倾角以减少倾角叠加造成钻头攻击性下降的多棱异形切削齿，本多切削刃金刚石复合片在定型钻头产品或修复钻头上的更换使用更加自由，有利于优化钻头生产商的备库和生产组织。
金刚石复合片可采用一次烧结成型法制备。金刚石复合片可采用接触式加工、或非接触式加工，如电火花加工成型法、激光加工成型法等。金刚石复合层1为聚晶金刚石复合层1或热稳定聚晶金刚石复合层1。
参照图3和图4，本实用新型提出多切削刃金刚石复合片的第二实施例。本实施例与上述实施例不同的是，金刚石复合层1的端面中心低于切削刃3背离端面中心的外边缘。
本实施例中，金刚石圆柱直径d=15.875mm，斜面5关于金刚石复合片中心将端面等分设置，与金刚石复合片轴线的夹角α=78.5°。两斜面5相交高点连接方式为面，构成切削刃3。两斜面5相交低点连接方式为线，形成下沉线8。切削刃3关于金刚石复合层1的端面中心等高、内侧下沉设置。下沉线8关于齿中心等高、外侧下沉设置。
切削刃3外侧高度h2=13.21mm，内侧高度h3=11.8mm。硬质合金基体2环状侧面正对切削刃3的位置设置有定位槽7。
本实用新型提出的多切削刃金刚石复合片，其有益效果在于：
1、提供了一种高利用率、通用性强的，能简化定型钻头或修复钻头对复合片选用的多切削刃金刚石复合片，能实现定型钻头产品或修复钻头上的直接替换，实现齿与钻头结构的互选性，有利于优化钻头生产商的备库和生产组织；
2、提供了一种针对复杂地层、兼具良好攻击性、更大散热面积的非平面多切削刃金刚石复合片，齿的切削刃3位于相交斜面5的高点，且端面呈倾斜的高低交错状，能抑制岩屑的滞留，帮助排屑。依据复合片在钻头刀翼上的安装角度，复合层切削刃3对地层呈三角形吃入，攻击性强且切削刃3的受力发散相对均匀，其具有较好的攻击性，切削效率和散热面积均优于平面齿，有助于提高钻头在复杂地层的钻进效率，能有效地应对软硬交错等复杂地层的冲击，提高钻头的使用效果。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种多切削刃金刚石复合片，包括金刚石复合层和硬质合金基体，其特征在于，所述金刚石复合层的端面上环绕设置有至少三个切削刃，每一切削刃均由两互成一定角度的斜面顶部相交而成，斜面相对于硬质合金基体底面倾斜设置，所有切削刃背离金刚石复合层环状侧面的一端均交汇于金刚石复合层的端面中心。
2.如权利要求1所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，构成切削刃的斜面与金刚石复合层的轴线之间夹角α为60°~89°。
3.如权利要求1所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，所述金刚石复合层的厚度h不低于1.5mm。
4.如权利要求1所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，所有所述切削刃相对于金刚石复合层的端面中心等高设置。
5.如权利要求1所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，所有所述斜面在金刚石复合层端面上等分设置。
6.如权利要求1所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，所述切削刃为两斜面交汇形成的直线、平面或曲面；相邻两切削刃的两相邻斜面通过直线、平面或曲面交汇。
7.如权利要求1所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，所述金刚石复合层端面的外侧边缘设置有倒角；硬质合金基体底面的外侧边缘设置有倒角或倒圆。
8.如权利要求1所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，所述金刚石复合层与硬质合金基体之间的粘结界面为平面、凹凸面起或沟槽。
9.如权利要求1所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，所述硬质合金基体的环状侧面正对切削刃的位置设置有定位槽。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的多切削刃金刚石复合片，其特征在于，所述金刚石复合层的端面中心不高于切削刃背离端面中心的外边缘。
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| CN112324349A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-05 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种多重犁削的金刚石复合片及钻头 |
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| CN112324349B (zh) * | 2020-11-10 | 2023-10-03 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种多重犁削的金刚石复合片及钻头 |
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