[实用新型]一种圆台型聚晶金刚石硬质合金复合片

说明书

本实用新型公开一种圆台型聚晶金刚石硬质合金复合片，涉及聚晶金刚石硬质合金复合片的技术领域，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，所述聚晶金刚石层与硬质合金基体的一端部固定连接，聚晶金刚石层的外轮廓呈圆台形。本实用新型的圆台型聚晶金刚石硬质合金复合片能够结合平面PDC复合片的高刃口切削能力和锥型结构PDC复合片的高抗冲击性特点，可显著提升PDC钻头进尺和机械钻速，有效提高钻头钻进过程中的岩层吃入能力和抗震性，从而提高钻头在极难钻底层的钻进表现。

技术领域

本实用新型涉及金刚石复合片的技术领域，更具体地说是涉及聚晶金刚石硬质合金复合片的技术领域。

背景技术

金刚石硬质合金复合片是由金刚石粉末与硬质合金基体在超高压高温条件下烧结而成，其中聚晶金刚石层为耐磨工作层，硬质合金基体起支撑作用。复合片既具有金刚石的高硬度、高耐磨等特性，又具有硬质合金的高强度、抗冲击韧性和良好的可焊性等特性，在石油天然气钻探、地质钻探、工程钻探、煤炭开采等领域得到广泛应用。

随着钻探开采行业的发展，对钻探开采工具的耐用度、钻进效率、作业成本等提出了更高的要求。复合片作为钻探开采工具的主要切削部件，需要不断改进提高其耐磨性、抗冲击性、耐热性等性能指标，以满足市场需求。目前市面上常见的金刚石硬质合金复合片主要分为如图5所示的平面PDC复合片9和如图6所示的锥型结构PDC复合片10，然而这两种金刚石硬质合金复合片存在以下缺陷：

(1)、平面PDC复合片在钻进过程中，金刚石层同岩石的接触面积会随着刃口的变大迅速增加，导致表面摩擦急剧变大，切削刃上的热量集聚，更易导致裂纹形成、扩展和金刚石层剥落导致的钻头故障，从而严重降低钻头使用寿命。

(2)、当平面PDC复合片磨损到刀面轮廓部分时，由于平面结构其后倾角度不变，这会导致金刚石层切削刃的吃入量迅速减小，切削刃口变钝而不锋利，从而造成切削效率的显著降低。

(3)、锥型结构PDC复合片在钻进过程中，锋利的齿头部分会持续磨损，导致磨损后齿头变钝，不具有攻击性，其吃入岩层能力会急速降低，严重影响钻进后期的钻进效率。

实用新型内容

本实用新型提出一种圆台型聚晶金刚石硬质合金复合片，解决了现有技术中的平面PDC复合片和锥型结构PDC复合片由于其形状或结构上的缺陷所导致的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种圆台型聚晶金刚石硬质合金复合片，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，所述聚晶金刚石层与硬质合金基体的一端部固定连接，聚晶金刚石层的外轮廓呈圆台形。

进一步地，所述聚晶金刚石层的圆台的顶面为平面、弧面、球面或三者的组合型。

进一步地，在所述硬质合金基体的一端部设有凸台，所述聚晶金刚石层固定覆盖在凸台外侧。

进一步地，在所述凸台的外周部设有环槽，在凸台的端部设有沟槽，所述聚晶金刚石层嵌入凸台的环槽和沟槽内。

进一步地，所述硬质合金基体上的凸台呈圆台形。

进一步地，所述凸台的端面为向外凸出的圆弧面。

进一步地，所述凸台上的沟槽的走向线为弧形。

进一步地，所述聚晶金刚石层的外侧面朝向聚晶金刚石层的内部凹陷。

进一步地，在所述硬质合金基体另一端部的边沿设有倒角。

本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、本实用新型的圆台型聚晶金刚石硬质合金复合片能够结合平面PDC复合片的高刃口切削能力和锥型结构PDC复合片的高抗冲击性特点，可显著提升PDC钻头进尺和机械钻速，有效提高钻头钻进过程中的岩层吃入能力和抗震性，从而提高钻头在极难钻岩层的钻进表现。