[发明专利]二级破岩聚晶金刚石复合片

说明书

本发明揭示了一种二级破岩聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基底以及多晶金刚石层；多晶金刚石层的顶面上设有至少三个绕多晶金刚石层的中心轴分布的破碎层，破碎层包括屋脊线，屋脊线的两侧均通过屋脊面与顶面连接；同一破碎层的两个屋脊面的径向远端之间设有一弧形切削面，弧形切削面与顶面之间的相交线的圆心与顶面的圆心共轴。本发明主要体现在：本发明中屋脊面、弧形切削面、第一倒角面以及第二倒角面以冲击破岩功能为主，达到二次破岩，多晶金刚石层以磨损岩石功能为主，不仅有效地增加了金刚石钻头的工作效率，同时有效的降低了钻井过程中钻头的压力，从而达到降低钻井成本的同时使钻井过程更加快捷有效。

技术领域

本发明涉及钻探和机加工领域，具体而言，尤其涉及一种二级破岩聚晶金刚石复合片。

背景技术

现如今石油开采项目的不断增多，钻井工作可谓是尤为重要的一部分，在石油钻井过程中，需要利用钻头完成对岩石的磨削，以此形成井眼。为此，从钻井工艺角度而言，钻头的选择显的十分重要。

钻头是石油钻井中，用来破碎岩石形成井眼的工具，其工作性能的好坏将直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本。

钻头按类型可分为金刚石钻头、PDC钻头、刮刀钻头和牙轮钻头等四种。

金刚石钻头主要是利用金刚石材料制成的钻井刀具，由于金刚石材料较为坚硬，通常情况下，其制成的刀具主要用于切屑。在具体的钻井作业中，金刚石钻头的选择尤为重要。

现有的金刚石钻头分为平面倒角金刚石钻头以及圆拱形凸台钻头。

平面倒角金刚石钻头在钻井过程中以一定的角度安装在基体上，通过高速钻动进行对岩石层进行切屑，如图1所示，为聚晶金刚石复合片，所述复合片的顶面200和切削面201对岩石进行切屑并通过钻头基体进行排屑，从而达到快速钻井的过程，但是在此切削过程中切削面201承受巨大的承受力，当切削面201受到损伤时会影响将无法正常的将岩石破开，大大影响了钻井的效率，同时使顶面200承受更大的力度，最终会导致整个钻头的断裂，导致钻头的不可修复。

圆拱形凸台钻头也是按照一定的工作角度安装在基体上，其钻井的方式为凿击方式、虽然圆拱形凸台钻头的设计对钻井过程中的过度冲击负荷和不稳定性提供了一定的优势。但是较与平面倒角金刚石钻头不同的是圆拱形凸台钻头仅只有圆拱形前端那部分为有效的工作面，如图2所示，因此当圆顶凸台300被损坏后，会影响其钻井效率，我们不得不进行修理或不得不被一个新圆顶切锯齿取代，这样不得不添加新的成本到制造钻头的费用中。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种二级破岩聚晶金刚石复合片。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种二级破岩聚晶金刚石复合片，应用于PDC锯齿钻头，包括硬质合金基底以及在所述硬质合金基底上高温高压烧结而成的多晶金刚石层；所述多晶金刚石层的顶面上设有至少三个与其一体成型且绕所述多晶金刚石层的中心轴均匀对称分布的破碎层，所述破碎层包括一屋脊线，所述屋脊线相交并在所述破碎层的最远端配置形成一平面，所述屋脊线的两侧均通过倾斜设置的屋脊面与所述顶面连接，所述屋脊面与顶面形成的夹角为锐角；同一破碎层的两个屋脊面的径向远端之间设有一弧形切削面，所述弧形切削面与所述顶面之间的相交线的圆心与所述顶面的圆心共轴。

优选的，所述弧形切削面的延伸面与所述多晶金刚石层的外圆周面形成的夹角为15~20°。

优选的，所述弧形切削面和所述顶面的交线与所述多晶金刚石层的外圆周面之间的距离为1mm~2mm。

优选的，所述弧形切削面的高度为1mm~2mm。

优选的，所述弧形切削面和屋脊面之间设有一第一倒角面，所述第一倒角面的直径为0.2mm~0.4mm。

优选的，所述屋脊面与顶面形成的夹角为30~60°。