[发明专利]一种组合齿形金刚石复合片及其制造方法

说明书

本申请公开了一种组合齿形金刚石复合片及其制造方法，涉及石油钻探技术领域，其包括后金刚石片和固定连接在所述后金刚石片上的若干前金刚石片，所述后金刚石片包括后端基体和连接在所述后端基体切削面上的后金刚石层，所述前金刚石片包括前端基体和连接在所述前端基体切削面上的前金刚石层，所述后金刚石层上贯穿开设有安装孔，所述前端基体穿设所述安装孔与所述后端基体连接。本申请具有改善金刚石钻头缩径损坏的问题的效果。

技术领域

本申请涉及石油钻探技术领域，尤其是涉及一种组合齿形金刚石复合片及其制造方法。

背景技术

金刚石复合片是采用硬质合金基体和金刚石微粉在高温高压下烧结而成，金刚石微粉在硬质合金基体的切削面形成金刚石层，使得金刚石复合片具有硬度高、耐磨、抗冲击等优异性能。以金刚石复合片作为切削刃的金刚石钻头，广泛应用于地质钻探、石油、页岩气开采领域。作为切削元件的金刚石复合片，其破岩效率和耐磨性直接影响了金刚石钻头的钻进速度和进尺深度。

而石油、页岩气的开采由于钻进深度深，导致成本高昂，提升金刚石钻头的钻进速度和进尺深度，即提高金刚石复合片的切削效率和耐磨性，对于降低开采成本有重大意义。在确保耐磨性的前提下，提高金刚石复合片的抗冲击能力及吃入地层的能力，是当前金刚石复合片研发的一个重要原则。

目前，以金刚石复合片作为切削刃的金刚石钻头，其金刚石层大都是平面、球面、弧形面或棱形及多棱形，不同的齿形适用于不同的地质条件，如球面、弧形面更适合用于冲击性较强的地层，而对耐磨性要求不高；棱形和多棱形对于地层的吃入能力较强，同时兼具较强的耐磨性。

针对上述中的相关技术，发明人认为在实际的使用过程中，现有的金刚石复合片在耐磨性和抗冲击能力方面能适应绝大多数地质条件，而且在发生冲击破损时，往往在金刚石层产生较大范围的整体崩块，使得金刚石钻头周壁上的金刚石层产生大面积的脱落。而金刚石复合片一旦失去金刚石层，硬质合金基体的切削面则会迅速地被磨损，轻则导致金刚石钻头缩径，严重的会导致金刚石钻头环磨而损坏。

发明内容

为了改善在发生冲击破损时金刚石钻头上的金刚石层产生较大范围的整体崩块，进而导致金刚石钻头缩径损坏的问题，本申请提供一种组合齿形金刚石复合片及其制造方法。

第一方面，本申请提供的一种组合齿形金刚石复合片，采用如下的技术方案：

一种组合齿形金刚石复合片，包括后金刚石片和固定连接在所述后金刚石片上的若干前金刚石片，所述后金刚石片包括后端基体和连接在所述后端基体切削面上的后金刚石层，所述前金刚石片包括前端基体和连接在所述前端基体切削面上的前金刚石层，所述后金刚石层上贯穿开设有安装孔，所述前端基体穿设所述安装孔与所述后端基体连接。

通过采用上述技术方案，前金刚石层连接在前端基体的切削面上，从而实现对前端基体的保护；后金刚石层连接在后端基体的切削面上，从而实现对后端基体的保护；前端基体穿设后金刚石层上的安装孔与后端基体连接，从而形成组合齿形金刚石复合片。

由于前金刚石层与后金刚石层之间没有连接，且后金刚石层上贯穿开设有安装孔，使得组合齿形金刚石复合片在使用的过程中，前金刚石层受到冲击力，后金刚石层受到切削力，后金刚石层会先于前金刚石层产生裂纹；随着组合齿形金刚石复合片的持续使用，裂纹会变大，直至裂纹延伸至安装孔处；裂纹在前端基体的阻隔下无法延伸至前端基体的另一侧，从而阻碍了前端基体另一侧的后金刚石层的崩裂脱落，有效改善了在发生冲击破损时金刚石钻头上的金刚石层产生较大范围的整体崩块，进而导致金刚石钻头缩径损坏的问题。

可选的，所述前金刚石片设置有一个，所述前端基体的中轴线与所述后端基体的中轴线共线设置；

或，所述前端基体的中轴线与所述后端基体的中轴线不共线设置。