[实用新型]一种镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块的钻头

说明书

本实用新型涉及一种镶嵌PDC‑孕镶金刚石复合块的钻头，包括钻头本体1和分布在钻头本体1上的刀翼2、流道3、喷嘴4、接头5和中心孔6，刀翼2上间隔分布有切削复合块7，所述切削复合块7是由聚晶金刚石层8、硬质合金层9和孕镶金刚石层10组成的PDC‑孕镶金刚石复合块。所述聚晶金刚石层8是以金刚石微粉与钴、硅粘接剂在高温高压下烧结而成；所述孕镶金刚石层10以碳化钨为骨架，以金刚石单晶为切削元件，通过粘接剂经热压烧结或冷压烧结而成。实践证明将PDC‑孕镶金刚石复合块用于金刚石钻头将大幅度提高金刚石钻头的机械钻速和进尺，达到降低工人劳动强度，进而降低钻井成本和加快油气田和矿场勘探开发速度。

技术领域

本实用新型属于钻探工具和超硬材料领域用于石油、地质钻井配套使用的金刚石钻头，特别涉及一种PDC-孕镶金刚石复合块的钻头。

背景技术

PDC钻头适用在软到中硬地层中能取得好的使用效果。孕镶金刚石钻头适用钻进较高硬度和研磨性的地层，与PDC钻头和牙轮钻头相比，取得了较好的机械钻速和进尺。在一些中到硬地层中，尤其是非均质地层中， PDC钻头有机械钻速优势，但寿命不足；孕镶金刚石钻头有进尺优势，但机械钻速偏低。

实用新型内容

本实用新型为解决PDC钻头的机械钻速快但寿命不足，孕镶金刚石钻头孕镶体的进尺多但机械钻速偏低的问题，提供一种具有较高机械钻速和较高寿命的镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块的钻头。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：

一种镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块的钻头，包括钻头本体和分布在钻头本体上的刀翼、流道、喷嘴、接头和中心孔，刀翼上间隔分布有切削复合块，其中：所述切削复合块是由聚晶金刚石层、硬质合金层和孕镶金刚石层组成的PDC-孕镶金刚石复合块。

上述方案进一步包括：

所述聚晶金刚石层是以金刚石微粉与钴、硅粘接剂在高温高压下烧结而成；所述孕镶金刚石层以碳化钨为骨架，以金刚石单晶为切削元件，通过粘接剂经热压烧结或冷压烧结而成。

所述PDC-孕镶金刚石复合块的形状包括圆柱形、棱柱形、圆片形、楔形、棱台形或组合体形状。

所述聚晶金刚石层和硬质合金层之间的界面形状包括波浪形、锯齿形、爪形、环爪形或以上形状的组合。

所述聚晶金刚石层和孕镶金刚石层都带有倒角。

本实用新型的有益效果：本实用新型的镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块的钻头所采用的切削复合块带有聚晶金刚石层、硬质合金层和孕镶金刚石层，聚晶金刚石层具有硬度极高，耐磨性极强，对地层有很强的切削能力，能获得高的机械钻速；硬质合金层和孕镶金刚石层能为聚晶金刚石层提供良好的支撑，都有较好的抗冲击韧性，有利于提高聚晶金刚石层的抗冲击韧性；孕镶金刚石层有良好的切削、犁削、划削和磨削等破岩能力，且有极好的耐磨性和耐温性，有利于提高镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块的钻头的寿命和进尺。

实践证明将镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块的钻头用于金刚石钻头将大幅度提高金刚石钻头的机械钻速和进尺，达到降低工人劳动强度，进而降低钻井成本和加快油气田和矿场勘探开发速度。

附图说明

图1 为本实用新型的镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块的钻头示意图；

图2为本实用新型的镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块样式一截面示意图；

图3为本实用新型的镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块样式一俯视图；

图4为本实用新型的镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块样式二截面示意图；

图5为本实用新型的镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块样式二俯视图；

图6为本实用新型的镶嵌PDC-孕镶金刚石复合块样式三截面示意图；