一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒，包括硬質(zhì)合金基體和設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的聚晶金剛石頭部，所述聚晶金剛石頭部包括聚晶金剛層坡面，所述聚晶金剛層坡面的頂部匯集為尖型頭。本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)設(shè)置尖型頭，既能夠保證尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的抗沖擊性能，又使得尖型聚晶金剛石復(fù)合齒破巖關(guān)鍵部位比較尖銳，從而能保證其破巖的效率，具有抗沖擊性能高、破巖效率高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及金剛石復(fù)合齒，尤其涉及一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒。
【背景技術(shù)】
[0002]金剛石復(fù)合齒是將金剛石粉末添加一定的結(jié)合劑與硬質(zhì)合金基體組裝在一起后，在專用金剛石液壓機(jī)上在超高壓高溫條件下燒結(jié)制得。它由一層多晶金剛石層和硬質(zhì)合金基體構(gòu)成。由于多晶金剛石層硬度高、耐磨性好，加上硬質(zhì)合金基體的良好韌性和可焊性，使其在石油鉆探、地質(zhì)鉆探及煤田開(kāi)采應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。
[0003]隨著鉆井技術(shù)的不斷更新，在石油鉆井、礦山開(kāi)發(fā)、工程破巖領(lǐng)域中對(duì)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒的要求越來(lái)越苛刻。特別在油田鉆井領(lǐng)域，人類已經(jīng)探明的油田當(dāng)中，易于鉆采的油田幾乎已經(jīng)鉆盡。而現(xiàn)在開(kāi)采的油田或即將開(kāi)采的油田，鉆進(jìn)難度加工，井下環(huán)境及巖土構(gòu)成復(fù)雜。傳統(tǒng)的平面聚晶金剛石復(fù)合齒在大部分的油田都還能發(fā)揮其不可替代的優(yōu)勢(shì)，但是單一的平面復(fù)合齒結(jié)構(gòu)的鉆頭已經(jīng)逐步的不能滿足鉆井要求。為了適應(yīng)這些需求變化，人們相繼設(shè)計(jì)了錐球型聚晶金剛石復(fù)合齒、球型聚晶金剛石復(fù)合齒。這些復(fù)合齒的出現(xiàn)，作為平面聚晶金剛石復(fù)合片的補(bǔ)充，彌補(bǔ)了一些平面復(fù)合齒的不足。比如這些球型復(fù)合齒作為鉆頭的靠背齒，彌補(bǔ)了平面齒抗沖擊性能不足的缺陷，提高了鉆頭的壽命。
[0004]但是這些錐球型比較鈍，雖然提高了鉆頭壽命，但是同時(shí)也降低了鉆井的效率，鉆進(jìn)速率比較慢。而且作為井下沖擊的承載者，其抗沖擊性能也還不夠。在現(xiàn)有技術(shù)上，未能解決一個(gè)矛盾問(wèn)題，即保證抗沖擊性能的情況下還能是聚晶金剛石復(fù)合齒具有較高的破巖效率。也就是在現(xiàn)有技術(shù)下聚晶金剛石復(fù)合齒的破巖效率與抗沖擊一直都是不可兼得的矛盾體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒，包括硬質(zhì)合金基體和設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的聚晶金剛石頭部，所述聚晶金剛石頭部包括聚晶金剛層坡面，所述聚晶金剛層坡面的頂部匯集為尖型頭。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述尖型頭的頂端設(shè)有圓弧過(guò)渡部，所述圓弧過(guò)渡部的圓弧半徑介于O至4毫米之間。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述聚晶金剛層坡面設(shè)有拱起結(jié)構(gòu)。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述拱起結(jié)構(gòu)由至少兩個(gè)平面相交形成。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述拱起結(jié)構(gòu)由曲面形成。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述尖型頭的頂端設(shè)有圓臺(tái)過(guò)渡部。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圓臺(tái)過(guò)渡部的半徑小于4毫米。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述尖型頭的頂端設(shè)有尖角過(guò)渡部。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述尖角過(guò)渡部由至少兩個(gè)錐面或者曲面相交形成。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)上述方案，通過(guò)設(shè)置尖型頭，既能夠保證尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的抗沖擊性能，又使得尖型聚晶金剛石復(fù)合齒破巖關(guān)鍵部位比較尖銳，從而能保證其破巖的效率，具有抗沖擊性能高、破巖效率高的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的尖型頭采用圓弧過(guò)渡部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的尖型頭采用尖角過(guò)渡部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的尖型頭采用尖角過(guò)渡部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本實(shí)用新型一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的尖型頭采用圓臺(tái)過(guò)渡部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本實(shí)用新型一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的聚晶金剛層坡面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6是本實(shí)用新型一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的聚晶金剛層坡面的拱起結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是本實(shí)用新型一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒的聚晶金剛層坡面的拱起結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]圖1至圖7中的附圖標(biāo)號(hào)為:硬質(zhì)合金基體I;尖型聚晶金剛石復(fù)合齒2;聚晶金剛石頭部3;聚晶金剛層坡面4;坡面頂部與坡面底部的連接線5。
[0025]如圖1所示，一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒2，包括硬質(zhì)合金基體I和設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體I上的聚晶金剛石頭部3，所述聚晶金剛石頭部3包括聚晶金剛層坡面4，所述聚晶金剛層坡面4的頂部匯集為尖型頭。
[0026]如圖1所示，所述尖型頭的頂端設(shè)有圓弧過(guò)渡部6，所述圓弧過(guò)渡部6的圓弧半徑介于O至4毫米之間。所謂O毫米，就是尖型頭的頂部沒(méi)有圓弧過(guò)渡，直接是錐面或曲面相交。這樣，在尖型聚晶金剛石復(fù)合齒2的工作部位與巖石接觸時(shí)保持較小的接觸面積，有效的提高破巖效率。
[0027]如圖1所示。圓弧過(guò)渡部6的半徑R可以大于O毫米，小于4毫米。這樣的結(jié)構(gòu)圓弧比較小，在與巖石作用時(shí)能保持較小的接觸面積，增強(qiáng)尖形齒對(duì)巖石的破壞作用，提高其破巖效率。同時(shí)圓弧過(guò)渡可以減小尖形齒制作時(shí)掉邊的廢品率，而且還能保證其抗沖擊性能。
[0028]如圖5至圖7所示，所述聚晶金剛層坡面4設(shè)有拱起結(jié)構(gòu)。所謂拱起，可以是通過(guò)多于2段以上的直面相交形成，也可以用曲面形成。拱起的結(jié)構(gòu)，從力學(xué)角度而言，更有效的支撐頂部，使得不容易受到破壞。
[0029]如圖6所示，所述拱起結(jié)構(gòu)由至少兩個(gè)平面相交形成。
[0030]如圖7所示，所述拱起結(jié)構(gòu)由曲面形成。
[0031]如圖5至圖7所示，所述聚晶金剛層坡面4采用拱起結(jié)構(gòu)。即，聚晶金剛層坡面4相對(duì)于坡面頂部與坡面底部的連接線5為突起結(jié)構(gòu)。拱起的方式，從正面投影看，可以采用兩段及以上的多段線相連、也可以曲線(包括圓弧)，如圖6所示。
[0032]為什么采用拱起的結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)榧庑途劬Ы饎偸瘡?fù)合齒2在破巖時(shí)除了受到正面的沖擊作用，還受到較強(qiáng)的剪切沖擊作用。拱起的結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)支撐作用，這樣可以保證在頂部比較尖銳的情況下，仍然能保證較高的抵御破壞能力。
[0033]再者，除了上述對(duì)尖型聚晶金剛石復(fù)合齒2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，尖形齒的硬質(zhì)合金基體I可以采用任何結(jié)構(gòu)。
[0034]如圖4所示，所述尖型頭的頂端設(shè)有圓臺(tái)過(guò)渡部8。
[0035]如圖4所示。圓臺(tái)過(guò)渡部8為半徑小于4mm的圓臺(tái)。這樣的結(jié)構(gòu)能保持頂部尖銳程度，在與巖石作用時(shí)能保持較小的接觸面積，增加尖形齒對(duì)巖石的破壞作用，提高其破巖效率。同時(shí)小平臺(tái)能增強(qiáng)抗沖擊的能力。
[0036]如圖2至圖3所示，所述尖型頭的頂端設(shè)有尖角過(guò)渡部7。
[0037]如圖2至圖3所示，所述尖角過(guò)渡部7由至少兩個(gè)錐面或者曲面相交形成。
[0038]如圖2至圖3所示，直接是曲面、錐面或者多斷面相交形成尖銳的頂點(diǎn)。形成這種結(jié)構(gòu)的頂部很尖銳，破巖效率非常好。
[0039]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種尖型聚晶金剛石復(fù)合齒，其特征在于:包括硬質(zhì)合金基體和設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的聚晶金剛石頭部，所述聚晶金剛石頭部包括聚晶金剛層坡面，所述聚晶金剛層坡面的頂部匯集為尖型頭，所述尖型頭的頂端設(shè)有圓臺(tái)過(guò)渡部，所述圓臺(tái)過(guò)渡部的半徑小于4毫米，所述聚晶金剛層坡面設(shè)有拱起結(jié)構(gòu)，所述拱起結(jié)構(gòu)由曲面形成。
【文檔編號(hào)】E21B10/36GK205477375SQ201521079936
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日
【發(fā)明人】王堃, 陳惠
【申請(qǐng)人】深圳市海明潤(rùn)超硬材料股份有限公司