[实用新型]多功能聚晶金刚石复合片

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻头制造领域，尤其涉及一种安装于钻头钻齿上的多功能聚晶金刚石复合片。

背景技术

聚晶金刚石复合片是由一层聚晶金刚石层与硬质合金基体在高温高压下烧结成的复合材料，其中聚晶金刚石复合片具有硬度高、耐磨性好的特点，而硬质合金基体又从整体上提高了复合材料的柔韧性和可焊性。将多个聚晶金刚石复合片的硬质合金基体分别内嵌在钻头钻齿前端面的呈圆形排列的复合片安装孔内，并通过焊接方式固定；聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层则高出钻头钻齿前端面，并作为钻头上最为重要的切削工作表面。钻头钻进时，让聚晶金刚石复合片与被钻岩石表面成一个前倾角，钻机给钻头施加一定的压力并旋转，用聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石面对岩石进行刮削。

传统的聚晶金刚石复合片整体呈规则的圆柱形，即聚晶金刚石层和硬质合金基体的横截面为圆形。由于聚晶金刚石复合片在钻进过程中受到旋转的冲击力和向下压的正压力、且多个聚晶金刚石复合片在钻头钻齿呈圆形排列，因此聚晶金刚石复合片径向外侧的一面受到的应力最大，磨损也最为严重，这不仅影响聚晶金刚石复合片的钻进效率，造成聚晶金刚石复合片较早失效，也使得聚晶金刚石复合片的寿命大为降低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钻进效率高、且使用寿命长的多功能聚晶金刚石复合片。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下方案实现的：

一种多功能聚晶金刚石复合片，所述复合片本体由聚晶金刚石层与硬质合金基体复合而成，所述复合片本体整体呈椭圆柱状，即聚晶金刚石层和硬质合金基体的横截面均为椭圆形。

上述方案中，所述椭圆形横截面的长宽比最好介于2∶1～2∶1.6之间。

上述方案中，所述椭圆形横截面的长宽比最好为2∶1.4。

上述方案中，所述聚晶金刚石层的上表面可以为平面、圆弧面、或为中部向上突起且外缘具有环形唇边的钢盔形。

上述方案中，当聚晶金刚石层的上表面为平面时，所述聚晶金刚石层的上表面最好平行于水平面。

上述方案中，所述晶金刚石层和硬质合金基体的结合面最好为粗糙面。

与现有技术相比，本实用新型将传统正圆柱形的聚晶金刚石复合片变为椭圆形的聚晶金刚石复合片，并在安装时让该聚晶金刚石复合片的长度延伸方向与钻头钻齿前端面的径向相一致；首先，由于椭圆形相对于正圆形而言，在椭圆形的宽度与正圆形的半径相同的前提下，椭圆形的长度方向的曲率半径要小于正圆形的曲率半径，因此椭圆形的聚晶金刚石复合片具有更高的切削压强，所以能够嵌入岩石更深，因而能够有效提高钻进效率；其次，由于椭圆形相对于正圆形而言，在椭圆形的宽度与正圆形的半径相同的前提下，椭圆形的长度方向上相当于多出了一段待磨损聚晶金刚石块，因此使用寿命也能够有效增长50％-100％；另外，用椭圆形的聚晶金刚石复合片生产的钻头还具有适应钻探地层更广，可以兼顾各种复杂地层的钻探，从地层上部到地层下部一只钻头就可以完钻，从而避免了因不同地层要更换不同钻头，而频繁更换钻头就会造成钻井效益低(更换一只钻头费用在6万-10万不等)。

附图说明

图1为本实用新型一种多功能聚晶金刚石复合片的结构示意图。

图2为图1中A-A向即横截面视图。

图中标号：1、聚晶金刚石层；   2、硬质合金基体。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型一种多功能聚晶金刚石复合片主要由聚晶金刚石层1与硬质合金基体2复合而成。在高压高温条件下复合而成的复合片本体整体呈椭圆柱状，即聚晶金刚石层1和硬质合金基体2的横截面均为椭圆形。为了防止椭圆形横截面的长宽比过大，而导致聚晶金刚石复合片在钻进过程中的崩塌，在本实用新型中，所述椭圆形横截面的长宽比应介于2∶1～2∶1.6之间。在本实用新型优选实施例中，所述椭圆形横截面的长宽比为2∶1.4。使用时，将椭圆柱状的复合片本体内嵌到钻头钻齿前端面的呈圆形排列的复合片安装孔内，并让聚晶金刚石复合片的长度延伸方向与钻头钻齿前端面的径向相一致。这样，聚晶金刚石复合片的长度方向的外侧曲面便形成了该聚晶金刚石复合片受到应力的切削工作面。