CN213980659U - 一种保径金刚石复合片及钻头 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种保径金刚石复合片及钻头，属于石油、天然气钻探设备技术领域，其中，保径金刚石复合片包括：硬质合金基体和粘结在所述硬质合金基体顶部的金刚石复合层；所述金刚石复合层上设有磨削面，所述磨削面与所述金刚石复合层的端面之间设有第一倒角。本申请在磨削面与金刚石复合层的端面之间设有第一倒角，该第一倒角能够提高保径金刚石复合片的抗冲击能力，进而提高保径金刚石复合片的使用寿命，防止钻头过早缩径失效，提高钻头的使用寿命。

Description

一种保径金刚石复合片及钻头

技术领域

本申请涉及石油、天然气钻探设备技术领域，特别涉及一种保径金刚石复合片及钻头。

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。

由PDC钻头或PDC与牙轮混合钻头所钻遇的地层越来越复杂，钻头的保径也面临着越来越复杂的工况，导致其容易崩齿失效，进而导致钻头缩径失效。

发明内容

本申请实施例提供一种保径金刚石复合片及钻头，以解决相关技术中钻头易崩齿失效，进而导致钻头缩径失效的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种保径金刚石复合片，所述保径金刚石复合片包括：

硬质合金基体和粘结在所述硬质合金基体顶部的金刚石复合层；

所述金刚石复合层上设有磨削面，所述磨削面与所述金刚石复合层的端面之间设有第一倒角。

在一些实施例中：所述磨削面由所述金刚石复合层底面或侧壁向上倾斜延伸至所述金刚石复合层的端面。

在一些实施例中：所述磨削面的磨削量为0.5-4mm。

在一些实施例中：所述第一倒角为斜面倒角，所述第一倒角的宽度为0.3-2mm。

在一些实施例中：所述第一倒角与磨削面之间的夹角为15-45度。

在一些实施例中：所述第一倒角为圆弧倒角，所述第一倒角的圆弧半径为0.5-3mm。

在一些实施例中：所述第一倒角为多个倒角组成的多角度倒角，与所述磨削面相邻的倒角与所述磨削面之间的夹角为15-45度，相邻的两个倒角之间的角度为5-20度。

在一些实施例中：所述硬质合金基体的侧壁上沿硬质合金基体的长度方向开设有定位标识槽。

在一些实施例中：所述硬质合金基体和金刚石复合层之间的粘结面为平面或凹凸面，所述金刚石复合层的四周设有第二倒角。

本申请实施例第二方面提供了一种钻头，所述钻头使用上述任一项实施例所述的保径金刚石复合片；

所述钻头设有刀翼，所述刀翼由内向外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段，所述保径金刚石复合片位于所述保径段上。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种保径金刚石复合片及钻头，由于本申请的保径金刚石复合片设置了硬质合金基体和粘结在硬质合金基体顶部的金刚石复合层；在金刚石复合层上设有磨削面，在磨削面与金刚石复合层的端面之间设有第一倒角。

因此，本申请在磨削面与金刚石复合层的端面之间设有第一倒角，该第一倒角能够提高保径金刚石复合片的抗冲击能力，进而提高保径金刚石复合片的使用寿命，防止钻头过早缩径失效，提高钻头的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的第一倒角为斜面倒角的保径金刚石复合片的结构立体图；

图2为本申请实施例的第一倒角为斜面倒角的保径金刚石复合片的结构主视图；

图3为本申请实施例的第一倒角为圆弧倒角的保径金刚石复合片的结构立体图；

图4为本申请实施例的第一倒角为圆弧倒角的保径金刚石复合片的结构主视图；

图5为本申请实施例的第一倒角为多角度倒角的保径金刚石复合片的结构立体图；

图6为本申请实施例的第一倒角为多角度倒角的保径金刚石复合片的结构主视图；

图7为本申请实施例的钻头的结构示意图。

附图标记：

100、保径金刚石复合片；101、金刚石复合层；102、硬质合金基体；103、磨削面；104、第一倒角；105、第二倒角；106、定位标识槽；200、钻头；201、刀翼。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种保径金刚石复合片及钻头，其能解决相关技术中钻头易崩齿失效，进而导致钻头缩径失效的问题。

参见图1和图2所示，本申请实施例第一方面提供了一种保径金刚石复合片，该保径金刚石复合片100包括：

硬质合金基体102和粘结在硬质合金基体102顶部的金刚石复合层101，在金刚石复合层101上设有磨削面103。

在磨削面103与金刚石复合层101的端面之间设有第一倒角104。第一倒角104为斜面倒角。

本申请在磨削面103与金刚石复合层101的端面之间设有第一倒角14，该第一倒角104能够提高保径金刚石复合片100的抗冲击能力，进而提高保径金刚石复合片100的使用寿命，防止高保径金刚石复合片100崩齿失效。

在一些可选实施例中：本申请实施例提供了一种保径金刚石复合片，该保径金刚石复合片100的硬质合金基体102和金刚石复合层101之间的粘结面为凹凸面，以增强硬质合金基体102和金刚石复合层101之间的粘结力。当然，硬质合金基体102和金刚石复合层101之间的粘结面还可为平面或相互配合的沟槽凸脊面。

在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种保径金刚石复合片，该保径金刚石复合片100的直径为13.44mm。该保径金刚石复合片100的磨削面103的磨削量L1为0.5-4mm，磨削面103的磨削量L1优选为2mm。第一倒角104的宽度L2为0.3-2mm，第一倒角104的宽度L2优选为0.7mm。

在金刚石复合层101的四周设有第二倒角105，第二倒角105用于去除金刚石复合层101的四周毛刺。

在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种保径金刚石复合片，该保径金刚石复合片100的磨削面103由金刚石复合层101底面或侧壁向上倾斜延伸至金刚石复合层101的端面。磨削面103可以在金刚石复合层101加工时预先加工而成，也可以安装在钻头200后磨削而成。

磨削面103与保径金刚石复合片100的轴线之间的角度为α，该角度α和保径金刚石复合片100与钻头200的安装角度相同，且α＝30度。第一倒角104与保径金刚石复合片100的轴线之间的角度为β，β＝60度，第一倒角104与磨削面103之间的角度值为β-α。

在一些可选实施例中：参见图3和图4所示，本申请实施例提供了一种保径金刚石复合片，该保径金刚石复合片100的第一倒角104为圆弧倒角，第一倒角104的圆弧半径为0.5-3mm，第一倒角104的圆弧半径优选为2mm。第一倒角104的宽度L2优选为1.2mm。

在一些可选实施例中：参见图5和图6所示，本申请实施例提供了一种保径金刚石复合片，该保径金刚石复合片100的第一倒角104为多个倒角组成的多角度倒角，本实施例以两个倒角组成的多角度倒角为例进行说明。其中与磨削面103相邻的倒角与保径金刚石复合片100的轴线之间的角度为β，β为60度。

其中与金刚石复合层101的端面相邻的倒角与保径金刚石复合片100的轴线之间的角度为θ，θ为80度，两个倒角之间的夹角为θ-β。第一倒角104的宽度L2优选为1.5mm。

在一些可选实施例中：参见图1、图3和图5所示，本申请实施例提供了一种保径金刚石复合片，该保径金刚石复合片100的硬质合金基体102的侧壁上沿硬质合金基体102的长度方向开设有定位标识槽106。该定位标识槽106为保径金刚石复合片100安装在钻头200上提供定位，以保证保径金刚石复合片100的磨削面103朝向设定角度。

参见图7所示，本申请实施例第二方面提供了一种钻头，该钻头200使用上述任一项实施例所述的保径金刚石复合片100。

该钻头200设有多个刀翼201，多个刀翼201由内向外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段，保径金刚石复合片100位于保径段上。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，而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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种保径金刚石复合片，其特征在于，保径金刚石复合片(100)包括：

硬质合金基体(102)和粘结在所述硬质合金基体(102)顶部的金刚石复合层(101)；

所述金刚石复合层(101)上设有磨削面(103)，所述磨削面(103)与所述金刚石复合层(101)的端面之间设有第一倒角(104)。

2.如权利要求1所述的一种保径金刚石复合片，其特征在于：

所述磨削面(103)由所述金刚石复合层(101)底面或侧壁向上倾斜延伸至所述金刚石复合层(101)的端面。

3.如权利要求1或2所述的一种保径金刚石复合片，其特征在于：

所述磨削面(103)的磨削量为0.5-4mm。

4.如权利要求1所述的一种保径金刚石复合片，其特征在于：

所述第一倒角(104)为斜面倒角，所述第一倒角(104)的宽度为0.3-2mm。

5.如权利要求4所述的一种保径金刚石复合片，其特征在于：

所述第一倒角(104)与磨削面(103)之间的夹角为15-45度。

6.如权利要求1所述的一种保径金刚石复合片，其特征在于：

所述第一倒角(104)为圆弧倒角，所述第一倒角(104)的圆弧半径为0.5-3mm。

7.如权利要求1所述的一种保径金刚石复合片，其特征在于：

所述第一倒角(104)为多个倒角组成的多角度倒角，与所述磨削面(103)相邻的倒角与所述磨削面(103)之间的夹角为15-45度，相邻的两个倒角之间的角度为5-20度。

8.如权利要求1所述的一种保径金刚石复合片，其特征在于：

所述硬质合金基体(102)的侧壁上沿硬质合金基体(102)的长度方向开设有定位标识槽(106)。

9.如权利要求1所述的一种保径金刚石复合片，其特征在于：

所述硬质合金基体(102)和金刚石复合层(101)之间的粘结面为平面或凹凸面，所述金刚石复合层(101)的四周设有第二倒角(105)。

10.一种钻头，其特征在于：钻头(200)使用权利要求1至9任一项所述的保径金刚石复合片(100)；

所述钻头(200)设有刀翼(201)，所述刀翼(201)由内向外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段，所述保径金刚石复合片(100)位于所述保径段上。

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