[实用新型]一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片

说明书

本实用新型公开一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片，其包括聚晶金刚石层以及与聚晶金刚石层相粘结的硬质合金基体；所述聚晶金刚石层为非平面结构，其是由两曲面间以及两曲面与外缘表面间以一定角度所构成的曲面；所述两曲面间以一定角度构成的锋利切削刃齿，针对极硬/硬岩层等复杂地层有极强的攻击性及钻进性；而所述两曲面与外缘表面间以一定角度构成的宽钝凸起切削刃齿，针对中硬岩层等软质地层有极高的钻进效率。

技术领域

本实用新型属于超硬复合材料技术领域，其主要涉及油气钻探、工程掘进、探矿用工具及设备等等，尤其涉及一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片。

背景技术

聚晶金刚石复合片是将优质的金刚石微粉与硬质合金基体经高温高压工艺烧结制备而成，其兼顾了金刚石的高硬度高耐磨以及硬质合金的高抗冲击的综合性能。目前，聚晶金刚石复合片以其优异的综合性能被认为是理想的钻进材料，在石油、天然气等钻探中是重要的支撑性材料。然而，随着钻探理念的革新，极需求更优异的聚晶金刚石复合片适用于更为复杂、较深地层钻探的应用。本领域技术人员及制造商改善聚晶金刚石复合片性能的方法各不相同，而通过调整聚晶金刚石复合片的聚晶层结构是提高综合性能的重要途径之一。

专利201520471001.4公开一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，其解决了复杂地层的钻进效率，但利用率及排屑效果并不理想。专利201521102644.8公开一种多刃异形结构聚晶金刚石复合片，其解决了复杂地层的钻进效率及利用率，但存在排屑通道不畅等问题。鉴于上述问题，本实用新型提出一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片，不但为解决复杂难钻进地层提供可行性方案，而且实现排屑通道顺畅以及不同岩层提供针对性解决方案，实现一齿多地层应用，大大改善金刚石钻头选齿、地层选齿复杂化问题，可针对不同硬质地层为客户提供双重选择。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过改善聚晶金刚石复合片的聚晶层表面结构，提供一种高利用率、高效排屑且单一选齿解决不同地层钻进的多功能非平面聚晶金刚石复合片，使得此多功能非平面聚晶复合片在钻进复杂地层变得简单化，且大幅度提高金刚石钻头寿命、降低钻井综合成本。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片，其包括聚晶金刚石层及与聚晶金刚石层相粘结的硬质合金基体；其中，所述聚晶金刚石层是非平面结构，所述非平面结构是由两曲面间以及两曲面与外缘表面间以一定角度所构成的曲面；所述两曲面间以一定角度构成的锋利切削刃齿，此角度范围为10°~179°。

进一步，所述两曲面以弧面或非弧面过渡相连接。

进一步，所述两曲面与外缘表面间以一定角度构成的宽钝凸起切削刃齿，此角度范围为10°~179°。

进一步，所述宽钝凸起切削刃齿的角度范围为10°~179°。

进一步，所述非平面聚晶金刚石层设有倒角或无倒角。

进一步，所述非平面聚晶金刚石层采用一次烧结成型法制备，比如高温高压烧结成型法等。

进一步，所述非平面聚晶金刚石层采用接触式加工、非接触式加工成型法或及其组合，比如电火花加工成型法、激光加工成型法等。