[实用新型]PDC钻头聚晶金刚石复合结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻井领域，尤其涉及一种PDC钻头聚晶金刚石复合结构。

背景技术

PDC钻头(Polycrystalline Diamond Compact bit)聚晶金刚石复合结构钻头的简称。是地质钻探行业常用的一种钻井工具。其实它的演变是从金刚钻演变来的。

钻井用的PDC钻头上用的金刚石复合结构，是一种金刚石和硬质合金基座组成的复合材料，具有硬度高、耐磨性好的特点，广泛应用于石油钻井、地质勘探、煤田钻采钻头上和机械加工工具等行业。

钻采类金刚石复合结构：适用于软到中硬地质钻井，具有较高的抗冲击韧性和热稳定性，耐热温度可达750℃(两分钟)，此类产品备有平面及多种槽面结合型，并可根据用户需要设计槽型、研磨、抛光、倒角等，可提供特殊形状的产品。

机械刀具类金刚石复合结构：适用于切削高硬度合金、木材、陶瓷等非金属、非铁金属及其他金属的切削及加工，具有较高的硬度与耐磨性，切削精度高，同时可根据用户需要，将产品加工成长方形、三角形、扇形等形状，可用于制作耐磨器件、钻头、顶尖及钻头齿(有球面形、锥形)等。

国内专业生产金刚石复合结构的公司主要有河南亚龙等，通过引进国际先进技术，加强自身技术开发力量培养，采用新型高效触媒以及新工艺，生产的金刚石复合结构具有多种齿型结构，界面结合牢固、均匀，有较高的耐磨性、热稳定性和较强的抗冲击韧性等特点。

现有技术的的金刚石复合结构为石油开采钻井工程做出了贡献，但其存在着如下的缺点和不足：1、钻井速度慢，效率低，2、金刚石复合结构的附着力不够。

实用新型内容

本实用新型提供了一种PDC钻头聚晶金刚石复合结构，包括硬质合金基座及金刚石单晶聚晶层，所述金刚石单晶聚晶层覆盖在所述硬质合金基座上，所述硬质合金基座由第一基座部和第二基座部组成，其中所述第一基座部的截面呈矩形，所述第二基座部的截面呈梯形，且所述第二基座部梯形的β角设置为30-45度，所述金刚石单晶聚晶层附着在第二基座部的表面上。

可选地，所述金刚石单晶聚晶层的厚度设置为0.01-0.5mm。

可选地，所述硬质合金基座为圆柱体结构

本实用新型与现有技术相比较具有如下优点：

1、金刚石单晶聚晶层与硬质合金基座的附着力显著加强。

2、钻井速度快，效率高。

附图说明

图1是本实用新型PDC钻头聚晶金刚石复合结构实施例的剖视图；

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

图式中相同的号码代表相同或相似的组件。另一方面，众所周知的组件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本实用新型造成不必要的限制。

采用硬质合金基座上覆设有金刚石单晶聚晶层及金刚石单晶聚晶层中部为平面，该平面的两边各有一个倾斜角为β斜面的结构，有效地克服或避免上述现有技术中存在的缺点或不足。

如图1所示，为本实用新型的PDC钻头聚晶金刚石复合结构，包括硬质合金基座101及金刚石单晶聚晶层102。所述硬质合金基座101上覆盖有金刚石单晶聚晶层102，该硬质合金基座为圆柱体结构，且由第一基座部1011和第二基座部1012组成，其中第一基座部的截面呈矩形，第二基座部1012的截面呈梯形，其中梯形的β角设置为30-45度，金刚石单晶聚晶层102附着在第二基座部1012的表面上。其中，发明人通过实验设计发现，将第二基座部1012设置为梯形时，金刚石单晶聚晶层在钻井的过程中附着力明显提高，且当β角设置为30-45度时效果最好，当β角小于30度，附着力并无明显改善，当β角大于45度时，金刚石单晶聚晶层在第二基座部上表面爬坡形成的时候有断开的风险，此外，将金刚石单晶聚晶层的厚度设置为0.01-0.5mm为佳。

综上，本实用新型与现有技术相比较具有如下优点：

1、金刚石单晶聚晶层与硬质合金基座的附着力显著加强。

2、钻井速度快，效率高。

本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。