[实用新型]一种塑性地层用聚晶金刚石复合片

说明书

本实用新型公开了一种塑性地层用聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，聚晶金刚石层的后端与硬质合金基体的前端连接，聚晶金刚石层的前端端面的中部设有内凹的内腔，内腔的中部设有前凸的凸台，内腔的环形腔壁的顶部设有多个前凸的切削高点。本实用新型通过在聚晶金刚石层的前端端面设置内腔、凸台和用作切削刃顶部的切削高点，能提高聚晶金刚石复合片吃入地层的能力，并易于折断塑性岩屑，提高对塑性地层的断屑、排屑能力；本实用新型所述塑性地层用聚晶金刚石复合片尤其适用于塑性地层的钻进也适用于与塑性地层性能接近的地层钻进。

技术领域

本实用新型涉及一种用于油气钻探、地质勘探、工程掘进、探矿钻进等作业的PDC钻头用聚晶金刚石复合片，尤其涉及一种塑性地层用聚晶金刚石复合片。

背景技术

聚晶金刚石复合片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，被认为是比较理想的钻井材料。从上世纪八十年代左右，各国在石油、天然气等钻探中逐渐采用聚晶金刚石复合片作为主要切削元件。目前，聚晶金刚石复合片作为超耐磨切削元件已广泛使用于PDC钻头，其广泛应用于石油、天然气钻探等领域。

随着聚晶金刚石复合片的广泛应用，其应用场景也越来越广泛。在钻进特定地层时，传统PDC钻头前端的聚晶金刚石复合片依然存在效率低下的问题。

在钻进高塑性地层的时候，由于传统聚晶金刚石复合片采用平面齿结构，所以难以吃入地层进行钻进，导致钻井工具的攻击性降低；同时传统聚晶金刚石复合片在钻进高塑性地层的时候，断屑能力不足，导致岩屑堆积较多，岩屑的堆积造成岩屑的重复切削，从而降低了切削效率，增加了复合片的额外磨损；同时岩屑的堆积还造成了切削阻力增大，导致了聚晶金刚石复合片的过热损伤。综上，目前传统聚晶金刚石复合片在钻进高塑性地层时显得较为乏力，常出现难以钻进、断屑能力差、效率低下和复合片过早损伤的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种在钻进高塑性地层时易于吃入地层且易于断屑的塑性地层用聚晶金刚石复合片。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种塑性地层用聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，所述聚晶金刚石层的后端与所述硬质合金基体的前端连接，所述聚晶金刚石层的前端端面的中部设有内凹的内腔，所述内腔的中部设有前凸的凸台，所述内腔的环形腔壁的顶部设有多个前凸的切削高点。

进一步，所述内腔的环形腔壁的环形壁面由多个呈平面或弧面的块形壁面相互连接而成，相邻两个所述块形壁面之间具有小于180°的夹角。

进一步，所述内腔的环形腔壁上与每一个所述块形壁面对应的前端面为斜面，每一个所述切削高点设于所述内腔的环形腔壁上位于其中两个相邻的所述块形壁面之间的顶部且设该相邻的两个所述块形壁面为一组，所述块形壁面至少包括两组。

作为优选，所述块形壁面包括三组或四组。

具体地，所述凸台为圆形平面凸台、球面凸台、椭球面凸台或多边形平面凸台。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过在聚晶金刚石层的前端端面设置内腔、凸台和用作切削刃顶部的切削高点，能提高聚晶金刚石复合片吃入地层的能力，并易于折断塑性岩屑，提高对塑性地层的断屑、排屑能力；本实用新型所述塑性地层用聚晶金刚石复合片尤其适用于塑性地层的钻进也适用于与塑性地层性能接近的地层钻进；具体优点如下：

1、在聚晶金刚石前端端面设置切削高点，增强了复合片的攻击性；

2、聚晶金刚石前端端面内凹的结构有利于减小地层对复合片正面作用力，减小了切削刃的角度，使切削刃更锋利，在同等钻压条件下进一步增强切削齿的吃入性能；

3、相邻两个块形壁面之间形成内凹角度，对岩屑有向内挤压的作用，利于岩屑的破碎；