便于排屑的金刚石复合片及钻头的制作方法

本实用新型涉及金刚石钻头领域。

背景技术：

聚晶金刚石钻头依靠安装在钻体上的聚晶金刚石复合片（下称复合片）切削地层，复合片主要由硬质合金基体及设于硬质合金基体上的聚晶金刚石层组成，使用时在钻压和扭矩作用下克服地层应力吃入地层，地下岩层在复合片的作用下被剪切破碎，从而实现钻头的钻进。复合片一般包括硬质合金基体和聚晶金刚石层，二者通过高温结合在一起，复合片通过焊接或者压装的方式固定在钻体上，形成pcb钻头。

为了提高钻头的钻进效率，授权公告号为cn209942745u的中国专利公开了一种双层结构金刚石复合片，金刚石复合片包括硬质合金基体和金刚石复合层，金刚石复合层的端面上设置有凸台，形成双层结构的金刚石复合层，凸台即上切削层，相比单层的金刚石复合层，双层结构的金刚石复合层中，包括金刚石下切削层，金刚石下切削层背向硬质合金基体的端面边缘处形成下切削层切削刃，上切削层设置在金刚石下切削层上，上切削层的两端形成上切削层切削刃齿，在上切削层上的上切削层切削刃齿进行切削时，下切削层切削刃也同时进行切削，上切削层一端的上切削层切削刃齿磨损掉后，可以更换另一端的切削刃齿进行切削作业，保持较好的吃入性和攻击性。

上切削层切削刃齿设置多个时，能够更好的保持金刚石复合片的攻击性和吃入性，但是上切削层切削刃齿设置较多时，上切削层尺寸增大，对下切削层切削刃切削下来的岩屑阻力较大，岩屑排出效率低，金刚石下切削层的散热性能下降，金刚石下切削层容易损坏，提高钻探成本，并且金刚石下切削层的吃入性变差，影响钻头的钻进效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种便于排屑的金刚石复合片，用于解决目前具有多个上切削层切削刃齿的金刚石复合片的上切削层对金刚石下切削层的切削作业影响较大的技术问题；

另外，本实用新型的目的还在于提供一种钻头，用于解决目前的钻头采用的目前具有多个上切削层切削刃齿的金刚石复合片造成的钻进效率低、生产成本高的技术问题。

本实用新型的便于排屑的金刚石复合片采用如下技术方案：

便于排屑的金刚石复合片包括：

硬质合金基体；

金刚石层，固定在硬质合金基体上，包括下切削层和设置在下切削层背向硬质合金基体的一侧的上切削层，下切削层背向硬质合金基体的端面边缘具有下切削层切削刃，上切削层上设有多个上切削层切削刃齿，各上切削层切削刃齿在下切削层的周向上间隔设置，上切削层具有处于相邻上切削层切削刃齿之间的上切削层侧面；

所述上切削层上设有排屑通槽，排屑通槽端部的槽口设置在上切削层侧面上，用于排走下切削层切削刃切削下来的岩屑。

有益效果：本实用新型便于排屑的金刚石复合片的上切削层上设置有排屑通槽，排屑通槽端部的槽口设置在上切削层侧面上，金刚石复合片工作时，上切削层切削刃齿和下切削层切削刃同时切削地层，下切削层切削刃切削下来的岩屑能够通过排屑通槽及时排走，减少岩屑在下切削层端面与上切削层侧面之间堆积，降低对下切削层的散热和吃入性的影响，进而提高复合片的钻进效率，降低生产成本，解决了目前具有多个上切削层切削刃齿的金刚石复合片的上切削层对金刚石下切削层的切削作业影响较大的技术问题。

进一步的，所述排屑通槽两端的槽口分别设置在上切削层上沿周向相邻的两个上切削层侧面上。两个槽口设置在相邻的上切削层侧面上便于排屑通槽的布置，降低排屑通槽的弯曲程度，有利于排屑。

进一步的，所述上切削层上任意相邻的两上切削层侧面上分别设置有同一个排屑通槽两端的槽口。使上切削层上各上切削层侧面均能够对及时排走下切削层切削刃切削下来的岩屑。

进一步的，所述排屑通槽为沿直线延伸的直槽。直槽结构简单，加工成本较低，并且排屑效果较好。

进一步的，所述排屑通槽两端的槽口均设置在同一个上切削层侧面上。岩屑排放路径简单，便于设置。

进一步的，所述排屑通槽为沿弧线延伸的弧形槽。弧形槽使排屑通槽布置方式更灵活。

进一步的，所述上切削层为三棱台，上切削层切削刃齿设置在下切削层边缘位置。三棱台结构较为简单，并且上切削层切削刃齿设置在下切削层边缘位置时吃入性更好。

进一步的，所述上切削层为凸台，凸台结构简单，便于加工。

进一步的，金刚石层为双层结构，下切削层固定在硬质合金基体上。双层结构简单，成本较低。

本实用新型钻头的技术方案：

钻头包括钻体和固定在钻体上的金刚石复合片，金刚石复合片包括：

硬质合金基体；

金刚石层，固定在硬质合金基体上，包括下切削层和设置在下切削层背向硬质合金基体的一侧的上切削层，下切削层背向硬质合金基体的端面边缘具有下切削层切削刃，上切削层上设有多个上切削层切削刃齿，各上切削层切削刃齿在下切削层的周向上间隔设置，上切削层具有处于相邻上切削层切削刃齿之间的上切削层侧面；

所述上切削层上设有排屑通槽，排屑通槽端部的槽口设置在上切削层侧面上，用于排走下切削层切削刃切削下来的岩屑。

有益效果：本实用新型便于排屑的金刚石复合片的上切削层上设置有排屑通槽，排屑通槽端部的槽口设置在上切削层侧面上，金刚石复合片工作时，上切削层切削刃齿和下切削层切削刃同时切削地层，下切削层切削刃切削下来的岩屑能够通过排屑通槽及时排走，减少岩屑在下切削层端面与上切削层侧面之间堆积，降低对下切削层的散热和吃入性的影响，进而提高复合片的钻进效率，降低生产成本，解决了目前的钻头采用的目前具有多个上切削层切削刃齿的复合片造成的钻进效率低、生产成本高的技术问题。

进一步的，所述排屑通槽两端的槽口分别设置在上切削层上沿周向相邻的两个上切削层侧面上。两个槽口设置在相邻的上切削层侧面上便于排屑通槽的布置，降低排屑通槽的弯曲程度，有利于排屑。

进一步的，所述上切削层上任意相邻的两上切削层侧面上分别设置有同一个排屑通槽两端的槽口。使上切削层上各上切削层侧面均能够对及时排走下切削层切削刃切削下来的岩屑。

进一步的，所述排屑通槽为沿直线延伸的直槽。直槽结构简单，加工成本较低，并且排屑效果较好。

进一步的，所述排屑通槽两端的槽口均设置在同一个上切削层侧面上。岩屑排放路径简单，便于设置。

进一步的，所述排屑通槽为沿弧线延伸的弧形槽。弧形槽使排屑通槽布置方式更灵活。

进一步的，所述上切削层为三棱台，上切削层切削刃齿设置在下切削层边缘位置。三棱台结构较为简单，并且上切削层切削刃齿设置在下切削层边缘位置时吃入性更好。

进一步的，所述上切削层为凸台，凸台结构简单，便于加工。

进一步的，金刚石层为双层结构，下切削层固定在硬质合金基体上。双层结构简单，成本较低。

附图说明

图1是本实用新型便于排屑的金刚石复合片具体实施例1中的结构示意图；

图2是本实用新型便于排屑的金刚石复合片具体实施例1中的俯视图；

图3是本实用新型便于排屑的金刚石复合片具体实施例1中金刚石复合片工作状态示意图；

图4是本实用新型便于排屑的金刚石复合片具体实施例2中的俯视图；

图5是本实用新型便于排屑的金刚石复合片具体实施例3中的结构示意图；

图6是本实用新型便于排屑的金刚石复合片具体实施例3中的俯视图；

图1至图3中：1-硬质合金基体；2-金刚石层；21-下切削层；211-下切削层切削刃；22-上切削层；221-上切削层切削刃齿；222-上切削层侧面；223-排屑通槽；

图4中：211-下切削层切削刃；22-上切削层；221-上切削层切削刃齿；223-排屑通槽；

图5和图6中：21-下切削层；22-上切削层；221-上切削层切削刃齿；223-排屑通槽；2231-弧形段；2232-直线段。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型便于排屑的金刚石复合片的具体实施例1：

如图1至图2所示，便于排屑的金刚石复合片包括硬质合金基体1和金刚石层2，金刚石层2与硬质合金基体1结合，本实施例中，金刚石层2为双层结构，包括下切削层21和设置在下切削层21上的上切削层22，上切削层22设置在下切削层21背向硬质合金基体1的一侧。

本实施例中，上切削层22为三棱台，上切削层22上设有三个上切削层切削刃齿221，三个上切削层切削刃齿221处于下切削层21背向硬质合金基体1端面的边缘位置并且三个上切削层切削刃齿221在下切削层21的周向上间隔设置，上切削层22具有三个上切削层侧面222，三个上切削层侧面222均处于相邻的上切削层切削刃齿221之间。三个上切削层切削刃齿221可以交替使用，保持金刚石复合片的吃入性。下切削层21背向硬质合金基体1的端面边缘设置有下切削层切削刃211，在上切削层切削刃齿221进行切削作用下，下切削层切削刃211也进行切削作用，通过上切削层切削刃齿221和下切削层切削刃211的共同作用，能够提高金刚石复合片的钻进效率。

在金刚石复合片切削作业时，现有技术中下切削层切削刃切削下来的岩屑受上切削层的阻力作用较大，无法及时排走，在下切削层与上切削层形成的台阶面处堆积，影响下切削层切削刃的吃入性和散热性，为了解决该问题，如图3所示，本实施例中，上切削层22上设有排屑通槽223，排屑通槽223延伸方向端部的槽口设置在上切削层侧面222上，用于及时排走下切削层切削刃211切削下来的岩屑。排屑通槽223的截面呈倒梯形。

排屑通槽223为沿圆弧线延伸的圆弧形槽，排屑通槽223两端的槽口设置在同一个上切削层侧面222上。在金刚石复合片作业时，排屑通槽223的一槽口在下，另一槽口在上，下切削层切削刃211切削下来的岩屑通过排屑通槽223靠下的槽口进入排屑通槽223，通过排屑通槽223靠上的槽口排走，减少了在上切削层侧面222与下切削层21端面形成的台阶处岩屑的堆积，提高了下切削层切削刃211的吃入性和散热性能，减小对金刚石下切削层21切削作用的影响，进而提高了钻进效率，延长了金刚石复合层的寿命。

本实施例中排屑通槽223设置三个，与上切削层22的上切削层侧面222一一对应，一个上切削层切削刃齿221进行切削作业时，该上切削层切削刃齿221两侧的上切削层侧面222对应的排屑通槽223均能够起到排屑的作用。

本实用新型便于排屑的金刚石复合片的具体实施例2，本实施例中金刚石复合片的结构与上述具体实施例中所述的区别仅在于：

如图4所示，本实施例中，排屑通槽223两端的槽口分别设置在上切削层22上沿轴向相邻的两个上切削层侧面上。本实施例中排屑通槽223设置三个，在其中一个上切削层切削刃齿221进行切削作业时，靠上的两个排屑通槽223能够将下切削层切削刃211切掉的岩屑向上排走，靠下的一个排屑通槽223此时不起作用。

本实施例中排屑通槽223为沿直线延伸的直槽，直槽结构简单，便于加工，同时也方便岩屑的流动。

本实用新型便于排屑的金刚石复合片的具体实施例3，本实施例中金刚石复合片的结构与上述具体实施例中所述的区别仅在于：

如图5和图6所示，本实施例中，上切削层22为四棱台，上切削层切削刃齿221设置有四个，其中两个为处于下切削层21背向硬质合金基体1端面的边缘位置的边缘上切削层切削刃齿，另外两个处于下切削层21背向硬质合金基体1端面边缘靠里位置。

本实施例中排屑通槽223仅设置两个，两个排屑通槽223用于在边缘上切削层切削刃齿221工作时排屑，在边缘上切削层切削刃齿221工作时，下切削层切削刃211切削下来的岩屑能够通过排屑通槽223及时排走。

排屑通槽223包括弧形段2231和直线段2232，直线段2232和弧形段2231的布置方向与两个边缘上切削层切削刃齿221的布置方向一致。

本实用新型便于排屑的金刚石复合片的具体实施例4，本实施例中金刚石复合片的结构与上述具体实施例中所述的区别仅在于：

本实施例中排屑通槽沿v形折线延伸的通槽。其他实施例中，排屑通槽还可以沿s形曲线延伸。

本实用新型便于排屑的金刚石复合片的具体实施例5，本实施例中金刚石复合片的结构与上述具体实施例中所述的区别仅在于：

排屑通槽的截面为圆弧形。其他实施例中，排屑通槽的截面还可以是三角形、矩形。

本实用新型便于排屑的金刚石复合片的具体实施例6，本实施例中金刚石复合片的结构与上述具体实施例中所述的区别仅在于：

上切削层为四棱台，上切削层的四个上切削层切削刃齿均处于下切削层的边缘位置。

本实用新型便于排屑的金刚石复合片的具体实施例7，本实施例中金刚石复合片的结构与上述具体实施例中所述的区别仅在于：

本实施例中，上切削层为五棱台。其他实施例中，上切削层可以是六棱台、带上切削层切削刃齿的圆台等其他形状。

本实用新型便于排屑的金刚石复合片的具体实施例8，本实施例中金刚石复合片的结构与上述具体实施例中所述的区别仅在于：

本实施例中，金刚石层为三层结构，顶层结构与上述实施例中的上切削层结构相同。其他实施例中，金刚石层还可以是四层以上的结构。

本实用新型钻头的具体实施例，钻头包括钻体和固定在钻体上的金刚石复合片，金刚石复合片的结构与上述任一具体实施例中所述的便于排屑的金刚石复合片的结构相同，具体不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。