一种金刚石复合片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种金刚石复合片。
【背景技术】
[0002]上世纪80年代开始，金刚石钻头被广泛地用于石油天然气钻井工程。金刚石钻头从切削元件分成三类:PDC (聚晶金刚石)钻头、TSP (热稳定聚晶金刚石)钻头及天然金刚石钻头。PDC钻头主要用于软至中硬地层钻进，经过不断的技术进步，PDC钻头的适用范围越来越广，具有较好的经济价值。TSP钻头主要用于中硬至极硬地层钻进。目前，石油天然气钻井工程中深井作业逐步增多，钻遇的地层也越来越复杂。
[0003]在钻遇含砾石的地层或者地层软硬交错，变化较为频繁时，复合片所受冲击载荷较大，金刚石复合片容易崩齿失效，从而导致钻头整体失效。因而钻井现场急需一种抗冲击能力强的金刚石复合片。而现有的金刚石复合片提高复合片的抗冲击能力主要以改变金刚石复合片中金刚石层与硬质合金基座界面结构降低其残余应力、或者改变材料配方、加工工艺来提高复合片的抗冲击能力，这些改变有效的提高了金刚石复合片的抗冲击能力，但与钻井现场需求还有一定的差距，需进一步提高复合片的抗冲击能力。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种抗冲击力强，能延长钻头使用寿命的金刚石复合片。
[0005]本实用新型所采用的技术方案为:一种金刚石复合片，它包括金刚石层和硬质合金基体，所述金刚石层设置在硬质合金基体的上端，其特征在于:所述硬质合金基体的下端设置有凸起轴，在凸起轴外套装有硬质合金基座，在硬质合金基座的上端面与硬质合金基体的结合面处设置有减振垫片，在凸起轴的下端面与硬质合金基座的内孔底端的结合面处设置有减振垫片，在凸起轴与硬质合金基座之间设置有锁紧槽以及用于限制凸起轴转动的限位机构，在锁紧槽内设置有滑移式锁紧件或弹性锁紧件，使凸起轴可以相对硬质合金基座轴向滑移。
[0006]按上述技术方案，在硬质合金基座上开设有径向销孔，该径向销孔与锁紧槽相连通。
[0007]按上述技术方案，所述滑移式锁紧件为钢球，钢球通过径向销孔塞入锁紧槽内后，在径向销孔内设置销塞。
[0008]按上述技术方案，所述减振垫片有0.0lmm-1mm的压缩量，所述滑移式锁紧件或弹性锁紧件有0.0lmm-1mm的滑移量。
[0009]按上述技术方案，所述锁紧槽包括设置在凸起轴外周的凹槽和设置在硬质合金基座内壁上的凹槽，两凹槽相配合形成锁紧槽。
[0010]按上述技术方案，所述限位机构包括设置在凸起轴下端的至少一个平面，所述硬质合金基座的内孔内设置的平面与凸起轴上设置的平面相对应。
[0011]按上述技术方案，金刚石层为聚晶金刚石层或热稳定聚晶金刚石层。
[0012]本实用新型所取得的有益效果为:本实用新型能大幅提其抗冲击能力，采用本新型复合片的钻头，能较好的适应对复合片抗冲击能力要求高的地层，能延长钻头的使用寿命，降低钻头的使用成本。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的主剖视图。
[0014]图2为本实用新型中硬质合金基体的立体图。
[0015]图3为本实用新型中硬质合金基座的主剖视图。
[0016]图4为本实用新型中硬质合金基座的俯视图。
[0017]图5为本实用新型中滑移式锁紧件滑移量的标示示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0019]如图1-5所示，本实施例提供了一种金刚石复合片，它包括金刚石层I和硬质合金基体2，其中，金刚石层I为聚晶金刚石层或热稳定聚晶金刚石层，金刚石层I设置在硬质合金基体2的上端，硬质合金基体的下端设置有凸起轴，在凸起轴外套装有硬质合金基座6，在硬质合金基座6的上端面与硬质合金基体2的结合面处设置有减振垫片3，在凸起轴的下端面与硬质合金基座的内孔底端的结合面处设置有减振垫片7，其中，减振垫片3、7可以分别为多片或者为I片，减震垫片材料可以为铜、钢、铝、橡胶、树脂、纤维等材料或碟簧，可以根据工况进行具体选择。在凸起轴与硬质合金基座6之间设置有锁紧槽4以及用于限制凸起轴转动的限位机构9，在锁紧槽4内设置有滑移式锁紧件或弹性锁紧件，使凸起轴可以相对硬质合金基座轴向滑移，在受较大外力时复合片能向基座端面方向做轴向运动，从而具有减振功能，其中，滑移量L小于或等于减振垫片的压缩量。滑移量L优选0.0lmm-lmm。减振垫片3、7的压缩量优选0.0lmm-lmm。
[0020]本实施例中，锁紧槽包括设置在凸起轴外周的凹槽4a和设置在硬质合金基座内壁上的凹槽4b，两凹槽相配合形成锁紧槽4，在硬质合金基座上开设有径向销孔8，该径向销孔8与锁紧槽4相连通，其中，滑移式锁紧件为钢球5，钢球5通过径向销孔8塞入锁紧槽4内后，在径向销孔内填充销塞。
[0021]本实施例中，所述限位机构包括设置在凸起轴下端的至少一个平面9a，所述硬质合金基座的内孔内设置的平面9b与凸起轴上设置的平面相对应。例如，限位机构可以为圆柱型切单边、圆柱型切两边、三面棱柱型、四面棱柱型、五面棱柱型、六面棱柱型、七面棱柱型、八面棱柱型、九面棱柱型及大于9面的棱柱型，硬质合金基座内孔形状与凸起轴的平面数量相对应，并互相配合。
[0022]将这种带有减震功能的金刚石复合片的硬质合金基座6钎焊在钻头上，而带有凸起轴的硬质合金基体2则不钎焊，使其在受力的情况下能沿着金刚石复合片轴线轴向运动。在地层给金刚石复合片较大冲击力时，该种结构的金刚石复合片能将冲击转化为对减振垫片的压缩力，如图5所示，当这种力对减振垫片的压缩力在压缩量L的有效范围内时，该种结构能有效减轻对金刚石层的冲击，从而提高减振垫片的抗冲击能力。
【主权项】
1.一种金刚石复合片，它包括金刚石层和硬质合金基体，所述金刚石层设置在硬质合金基体的上端，其特征在于:所述硬质合金基体的下端设置有凸起轴，在凸起轴外套装有硬质合金基座，在硬质合金基座的上端面与硬质合金基体的结合面处设置有减振垫片，在凸起轴的下端面与硬质合金基座的内孔底端的结合面处设置有减振垫片，在凸起轴与硬质合金基座之间设置有锁紧槽以及用于限制凸起轴转动的限位机构，在锁紧槽内设置有滑移式锁紧件或弹性锁紧件，使凸起轴可以相对硬质合金基座轴向滑移。2.根据权利要求1所述的一种金刚石复合片，其特征在于，在硬质合金基座上开设有径向销孔，该径向销孔与锁紧槽相连通。3.根据权利要求2所述的一种金刚石复合片，其特征在于，所述滑移式锁紧件为钢球，钢球通过径向销孔塞入锁紧槽内后，在径向销孔内设置销塞。4.根据权利要求1或2所述的一种金刚石复合片，其特征在于，所述减振垫片有0.0lmm-1mm的压缩量，所述滑移式锁紧件或弹性锁紧件有0.0lmm-1mm的滑移量。5.根据权利要求1或2所述的一种金刚石复合片，其特征在于，所述锁紧槽包括设置在凸起轴外周的凹槽和设置在硬质合金基座内壁上的凹槽，两凹槽相配合形成锁紧槽。6.根据权利要求1或2所述的一种金刚石复合片，其特征在于，所述限位机构包括设置在凸起轴下端的至少一个平面，所述硬质合金基座的内孔内设置的平面与凸起轴上设置的平面相对应。7.根据权利要求1或2所述的一种金刚石复合片，其特征在于金刚石层为聚晶金刚石层或热稳定聚晶金刚石层。
【专利摘要】本实用新型公开了一种金刚石复合片，它包括金刚石层和硬质合金基体，所述金刚石层设置在硬质合金基体的上端，其特征在于：所述硬质合金基体的下端设置有凸起轴，在凸起轴外套装有硬质合金基座，在硬质合金基座的上端面与硬质合金基体的结合面处设置有减振垫片，在凸起轴的下端面与硬质合金基座的内孔底端的结合面处设置有减振垫片，在凸起轴与硬质合金基座之间设置有锁紧槽以及用于限制凸起轴转动的限位机构，在锁紧槽内设置有滑移式锁紧件或弹性锁紧件，使凸起轴可以相对硬质合金基座轴向滑移。本实用新型能大幅提其抗冲击能力，能延长钻头的使用寿命，降低钻头的使用成本。
【IPC分类】E21B10/46
【公开号】CN204703771
【申请号】CN201520406237
【发明人】涂关富
【申请人】江汉石油钻头股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月12日