PDC钻头、PDC复合片及其盒式安装方法与流程

pdc钻头、pdc复合片及其盒式安装方法
技术领域
1.本发明涉及钻井设备技术领域，尤其涉及一种pdc钻头、pdc复合片及其盒式安装方法。


背景技术：

2.聚晶金刚石(polycrystalline diamond，以下简称pdc)复合片是金刚石微粉与硬质合金经高温高压烧结而成，及具有金刚石的硬度又具有硬质合金的韧性，广泛应用在石油与煤炭的钻头及刀具上。
3.现有pdc复合片通常采用卡环与滚珠进行限位来达到运动的目的，卡环的安装精度要求较高，厚度较薄，在高温及外力作用下变形较大。滚珠安装时位置要求精度较高，且容易产生卡顿而无法进行转动，在进行作业时前后受力无法达到预期效果。
4.并且，传统的聚晶金刚石复合片是采用钎焊的方法焊接在本体上，由于聚晶金刚石复合片通常为圆柱型等柱型结构，其裸露范围只占整体结构的30％～40％，其余部分不参与切削。在石油及煤炭勘探领域，随着钻进深度的增加，对聚晶金刚石复合片的要求越来越高，上述现有设计难以适应当前复杂的地层状况，严重制约着勘探领域的发展。


技术实现要素：

5.本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够将pdc复合片由固定性变为能动性而增加其使用面积的pdc复合片。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.根据本发明的一个方面，提供一种pdc复合片；其中，包含复合片以及保护盒；所述复合片包含合金基体及金刚石聚晶层，所述金刚石聚晶层设置于所述合金基体前端；所述保护盒具有盒腔，所述盒腔用以容纳所述复合片且前端开口，以供所述复合片前端露出于所述盒腔前端的开口；其中，所述复合片前端的外径小于所述复合片后端的外径，所述盒腔的形状与所述复合片的形状相匹配，以使所述复合片与所述保护盒自锁紧。
8.根据本发明的其中一个实施方式，所述复合片沿轴向的截面呈梯形。
9.根据本发明的其中一个实施方式，所述合金基体具有一体结构的第一部以及第二部，所述第一部连接于所述第二部前端，所述第一部沿轴向的截面与所述第二部沿轴向的截面不相同。
10.根据本发明的其中一个实施方式，所述第一部沿轴向的截面呈矩形或者梯形；和/或，所述第二部沿轴向的截面呈矩形、梯形、弓形或者扇形。
11.根据本发明的其中一个实施方式，所述第一部后端的外径小于或者等于所述第二部前端的外径。
12.根据本发明的其中一个实施方式，所述第一部后端的外径小于所述第二部前端的外径，而使所述第二部前端形成环绕所述第一部后端外周的台阶面结构。
13.根据本发明的其中一个实施方式，在所述复合片的轴向上，所述合金基体的长度
大于所述金刚石聚晶层的长度。
14.根据本发明的其中一个实施方式，所述复合片在轴向上的长度为10mm～30mm；和/或，所述金刚石聚晶层在所述复合片轴向上的长度为1.5mm～2.5mm；和/或，所述复合片的露出于所述盒腔前端开口的部分，在所述复合片的轴向上的长度为1.5mm～3mm；和/或，所述保护盒沿轴向的截面呈矩形或者梯形。
15.根据本发明的其中一个实施方式，所述保护盒前端部分去除而形成斜面结构，以使所述复合片部分露出于所述斜面结构。
16.根据本发明的其中一个实施方式，所述斜面结构与所述保护盒其余部分的交界位置形成有过渡倒角结构。
17.由上述技术方案可知，本发明提出的pdc复合片的优点和积极效果在于：
18.本发明提出的pdc复合片，采用将复合片设置于保护盒的盒腔内的设计，并将复合片前端的外径设计为小于复合片后端的外径，且盒腔的形状与复合片的形状相匹配，以此能够实现复合片与保护盒通过上述尺寸差异而与外部配件间隙配合而实现自锁紧。相比于采用卡环限位和滚珠的现有安装设计方案，本发明提出的pdc复合片能够由固定性变为能动性，从而增加pdc复合片的使用面积，进而实现降本增效的功效。
19.本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有上述pdc复合片的pdc钻头。
20.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
21.根据本发明的另一个方面，提供一种pdc钻头，包含钻头本体以及pdc复合片，所述pdc复合片设置于所述钻头本体；其中，所述pdc复合片为本发明提出的并在上述实施方式中所述的pdc复合片。
22.由上述技术方案可知，本发明提出的pdc钻头的优点和积极效果在于：
23.本发明提出的pdc钻头，通过采用本发明提出的pdc复合片的设计，使得pdc钻头能够适应复杂地层，特别是深井区域的钻进，能够有效延长钻头的寿命，减少起下钻次数，缩短钻井周期。
24.本发明的又一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种pdc复合片的加工安装方发。
25.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
26.根据本发明的又一个方面，提供一种pdc复合片的盒式安装方法；其中，包含以下步骤：
27.制备保护盒，所述保护盒具有盒腔，所述盒腔前端的内径小于所述盒腔后端的内径；
28.将复合片加工为与所述盒腔尺寸相匹配的形状，利用所述复合片前端和后端的外径差异，使所述复合片与所述保护盒自锁紧；
29.去除所述保护盒前端部分结构，而使所述盒腔于所述保护盒前端开口，且所述复合片前端露出于所述盒腔前端的开口，得到所述pdc复合片；
30.将所述pdc复合片固定于钻头，完成所述pdc复合片的安装。
31.根据本发明的其中一个实施方式，所述pdc复合片是以钎焊方式固定于所述钻头；和/或，将所述pdc复合片固定于所述钻头后，去除部分所述保护盒前端而形成斜面结构，以
使所述复合片部分露出于所述斜面结构。
32.由上述技术方案可知，本发明提出的pdc复合片的盒式安装方法的优点和积极效果在于：
33.本发明提出的pdc复合片的盒式安装方法，是将复合片设置于保护盒，并将复合片前端的外径设计为小于复合片后端的外径，且盒腔的形状与复合片的形状相匹配，以此能够实现复合片与保护盒通过上述尺寸差异而与外部配件间隙配合而实现自锁紧。相比于采用卡环限位和滚珠的现有安装设计方案，采用本发明提出的盒式安装方法制成的pdc复合片，能够由固定性变为能动性，从而增加pdc复合片的使用面积，进而实现降本增效的功效。
附图说明
34.通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
35.图1是根据一示例性实施方式示出的一种pdc复合片的立体图；
36.图2是图1示出的pdc复合片的侧视图；
37.图3是图1示出的pdc复合片的轴向剖视图；
38.图4是图1示出的pdc复合片的挡板的立体图；
39.图5是根据另一示例性实施方式示出的一种pdc复合片的立体图；
40.图6是图5示出的pdc复合片的轴向剖视立体图；
41.图7是图5示出的pdc复合片的复合片的侧视图；
42.图8是根据另一示例性实施方式示出的一种pdc复合片的轴向剖视立体图；
43.图9是图8示出的pdc复合片的复合片的侧视图；
44.图10是根据另一示例性实施方式示出的一种pdc复合片的轴向剖视立体图；
45.图11是图10示出的pdc复合片的复合片的侧视图；
46.图12是根据另一示例性实施方式示出的一种pdc复合片的轴向剖视立体图；
47.图13是图12示出的pdc复合片的复合片的侧视图；
48.图14是根据一示例性实施方式示出的一种pdc钻头的局部结构示意图。
49.附图标记说明如下：
50.100.pdc复合片；
51.110.复合片；
52.111.合金基体；
53.1111.第一部；
54.1112.第二部；
55.1113.台阶面结构；
56.112.金刚石聚晶层；
57.120.保护盒；
58.121.盒腔；
59.122.斜面结构；
60.1221.过渡倒角结构；
61.130.挡板；
62.131.通孔；
63.200.钻头本体；
64.φ1.外径；
65.φ2.外径；
66.φ3.外径；
67.φ4.外径；
68.l1.长度；
69.l2.长度；
70.l3.长度。
具体实施方式
71.体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。
72.在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。
73.参阅图1，其代表性地示出了本发明提出的pdc复合片的立体图。在该示例性实施方式中，本发明提出的pdc复合片是以应用于pdc钻头为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的钻头或其他钻探设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的pdc复合片的原理的范围内。
74.如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的pdc复合片100包含复合片110以及保护盒120。配合参阅图2至图4，图2中代表性地示出了能够体现本发明原理的pdc复合片100的侧视图；图3中代表性地示出了能够体现本发明原理的pdc复合片100的轴向剖视图；图4中代表性地示出了能够体现本发明原理的pdc复合片100的挡板130的立体图。以下将结合上述附图，对本发明提出的pdc复合片100的各主要组成部的结构、连接方式和功能关系进行详细说。
75.如图1至图4所示，在本实施方式中，复合片110包含合金基体111及金刚石聚晶层112，金刚石聚晶层112设置于合金基体111前端(图2和图3中右侧一端，左侧一端则为后端)。保护盒120具有盒腔121，盒腔121用以容纳复合片110。保护盒120的盒腔121前端开口，以供复合片110前端露出于盒腔121前端的开口，复合片110的裸露于保护盒120之外的部分，能够适于岩屑的运移，保护复合片110的合金基体111与金刚石聚晶层112的及时冷却。在此基础上，复合片110前端的外径φ2小于复合片110后端的外径φ1，盒腔121的形状与复
合片110的形状相匹配，以使复合片110与保护盒120自锁紧。通过上述设计，本发明能够实现复合片110与保护盒120通过上述尺寸差异，而与外部配件间隙配合而实现自锁紧。相比于采用卡环限位和滚珠的现有安装设计方案，本发明提出的pdc复合片100能够由固定性变为能动性，从而增加pdc复合片100的使用面积，进而实现降本增效的功效。另外，通过保护盒120的设置，本发明能够有效避免复合片110受热过高进行碳化，有效隔绝高温对复合片110的危害。
76.需说明的是，所谓“能动性”，可以理解为：随着金刚石pdc钻头的旋转，会对复合片形成分向切力，由于本发明提出的pdc复合片100使用前小后大的形状，并且复合片100在保护盒120的盒腔内存在活动旋转的空间，因此复合片100会随钻头在盒腔内形成有规律或无规律的旋转。
77.可选地，如图3所示，在本实施方式中，复合片110在轴向上的长度l1可以为10mm～30mm，例如10mm、15mm、28mm、30mm等。在其他实施方式中，复合片110在轴向上的长度l1亦可小于10mm，或可大于30mm，例如9.5mm、32mm等，并不以本实施方式为限。
78.可选地，如图3所示，在本实施方式中，金刚石聚晶层112在复合片110轴向上的长度l2可以为1.5mm～2.5mm，例如1.5mm、1.8mm、2.4mm、2.5mm等。在其他实施方式中，金刚石聚晶层112在复合片110轴向上的长度l2亦可小于1.5mm，或可大于2.5mm，例如1.4mm、2.6mm等，并不以本实施方式为限。
79.可选地，如图2所示，在本实施方式中，复合片110的露出于盒腔121前端开口的部分，在复合片110的轴向上的长度l3可以为1.5mm～3mm，例如1.5mm、1.9mm、2.2mm、3mm等。在其他实施方式中，复合片110的露出于盒腔121前端开口的部分的长度l3亦可小于1.5mm，或可大于3mm，例如1.4mm、3.2mm等，并不以本实施方式为限。
80.可选地，如图1至图3所示，在本实施方式中，保护盒120沿轴向的截面可以大致呈矩形。在其他实施方式中，保护盒120沿轴向的截面亦可呈梯形、楔形等，并不以本实施方式为限。
81.可选地，如图1至图3所示，在本实施方式中，保护盒120沿径向的截面可以大致呈矩形，例如正方形。在其他实施方式中，保护盒120沿径向的截面亦可呈圆形、椭圆形、梯形、楔形等，并不以本实施方式为限。
82.可选地，在本实施方式中，保护盒120的材质可以包含碳钢，碳钢具有选材范围广、价位低、可加工性较强等优点。在其他实施方式中，保护盒120的材质亦可灵活选择，例如其他金属或者非金属。
83.可选地，如图1至图4所示，在本实施方式中，保护盒120的后端设置有挡板130130，用以保护复合片110不受伤害。其中，在pdc复合片100的加工过程中，保护盒120的前端和后端均可以设置有挡板130，且在加工后前端的挡板130被去除，后端的挡板130130可以保留。进一步地，挡板130130开设有通孔131131，且该通孔131131的孔径与复合片110的后端的外径φ1大致相等，保护复合片110的合金基体111与金刚石聚晶层112，在能动性的前提下不会被液体侵害。
84.基于上述对本发明提出的pdc复合片100的一示例性实施方式的详细说明，以下将结合5至图7，对本发明提出的pdc复合片100的另一示例性实施方式进行说明。
85.如图5所示，在本实施方式中，pdc复合片100采用与上述图1至图4示出的实施方式
相似的设计。配合参阅图6和图7，图6中代表性地示出了图5示出的pdc复合片100的轴向剖视立体图；图7中代表性地示出了图5示出的pdc复合片100的复合片110的侧视图。以下将结合上述附图，对本发明提出的pdc复合片100在本实施方式中区别于上述实施方式的设计进行说明。
86.如图5至图7所示，在本实施方式中，保护盒120前端部分去除而形成有斜面结构122，以使复合片110部分露出于该斜面结构122。通过上述设计，本发明提出的pdc复合片100能够增大复合片110的露出于保护盒120的部分，例如将部分合金基体111露出于斜面结构122，从而优化pdc复合片100对岩层的切削效果，进一步实现降本增效的功效。
87.可选地，如图5所示，在本实施方式中，斜面结构122可以形成于保护盒120前端的顶部区域，由于保护盒120底部用于支撑上方的各结构，因此当pdc复合片100以其保护盒120底部固定在钻头上时，保护盒120的底部属于受力最大的部位。在此基础上，复合片110的轴线可以较保护盒120的轴线向上偏移，即，保护盒120的位于复合片110下方的部分的厚度，可以大于保护盒120的位于复合片110上方的部分的厚度。另外，保护盒120的位于复合片110侧面的部分，亦可在实现上述能动性的前提下，增加结构强度。
88.可选地，如图5和图6所示，在本实施方式中，斜面结构122与保护盒120其余部分的交界位置，可以形成有过渡倒角结构1221，例如倒斜角、倒圆角等。通过上述设计，本发明能够利用过渡倒角结构1221减少应力释放，进一步保护复合片110的合金基体111与金刚石聚晶层112。
89.可选地，如图6和图7所示，在本实施方式中，复合片110沿轴向的截面可以大致呈梯形。其中，该梯形的大端即对应于复合片110的后端，该梯形的小端及对应于复合片110的前端。在其他实施方式中，为实现复合片110后端的外径φ1大于其前端的外径φ2的设计，复合片110沿轴向的截面亦可呈其他形状，几种典型示例将在下述实施方式中叙明，在此不予赘述。
90.基于上述对本发明提出的pdc复合片100的几个示例性实施方式的详细说明，以下将结合8和图9，对本发明提出的pdc复合片100的另一示例性实施方式进行说明。
91.如图8所示，在本实施方式中，pdc复合片100采用与上述图1至图7示出的实施方式相似的设计。配合参阅图9，图9中代表性地示出了图8示出的pdc复合片100的复合片110的侧视图。以下将结合上述附图，对本发明提出的pdc复合片100在本实施方式中区别于上述实施方式的设计进行说明。
92.如图8和图9所示，在本实施方式中，合金基体111具有一体结构的第一部1111以及第二部1112。具体而言，第一部1111连接于第二部1112前端，第一部1111沿轴向的截面与第二部1112沿轴向的截面不相同。在此基础上，在本实施方式中，第一部1111沿轴向的截面大致呈矩形，第二部1112沿轴向的截面大致呈矩形。据此，第一部1111的上述截面对应的矩形沿径向的宽度，即对应于复合片110前端的外径φ2，第二部1112的上述截面对应的矩形沿径向的宽度，即对应于复合片110后端的外径φ1。因此，第一部1111对应的矩形的上述宽度小于第二部1112对应的矩形的上述宽度。亦即，第二部1112的外径φ3大于第一部1111的外径φ4。
93.如图9所示，在本实施方式中，由于合金基体111具有第一部1111以及第二部1112，且第一部1111的外径小于第二部1112的外径的设计，从而使第二部1112前端形成环绕第一
部1111后端外周的台阶面结构1113。
94.基于上述对本发明提出的pdc复合片100的几个示例性实施方式的详细说明，以下将结合10和图11，对本发明提出的pdc复合片100的另一示例性实施方式进行说明。
95.如图10所示，在本实施方式中，pdc复合片100采用与上述图1至图9示出的实施方式相似的设计。配合参阅图11，图11中代表性地示出了图10示出的pdc复合片100的复合片110的侧视图。以下将结合上述附图，对本发明提出的pdc复合片100在本实施方式中区别于上述实施方式的设计进行说明。
96.如图10和图11所示，在本实施方式中，合金基体111的第一部1111沿轴向的截面大致呈梯形，且该梯形的大端对应于第一部1111的后端，并连接于第二部1112的前端，梯形的小端对应于第一部1111的前端。在此基础上，第二部1112沿轴向的截面大致呈弓形，且该弓形的弦侧一端对应于第二部1112的前端，并连接于第一部1111的后端，弓形的弧侧一端对应于第二部1112的后端。据此，呈弓形的第二部1112是以其弦长定义复合片110后端的外径φ1。
97.可选地，如图11所示，在本实施方式中，第二部1112的对应弓形的弦长(即第二部1112的外径φ3)可以等于第一部1111的后端的外径φ4。在此基础上，第一部1111与第二部1112之间未形成上述实施方式中的台阶面结构1113。在其他实施方式中，基于第一部1111沿轴向的截面呈梯形，且第二部1112沿轴向的截面呈弓形的设计，弓形的弦长亦可大于梯形的大端的宽度，即第二部1112的外径φ3亦可大于第一部1111的后端的外径φ4，从而使第一部1111与第二部1112之间形成台阶面结构1113，并不以本实施方式为限。
98.可选地，如图11所示，在本实施方式中，第二部1112沿轴向的截面可以大致呈半圆形，即弦长等于对应圆直径的特殊弓形。
99.基于上述对本发明提出的pdc复合片100的几个示例性实施方式的详细说明，以下将结合12和图13，对本发明提出的pdc复合片100的另一示例性实施方式进行说明。
100.如图12所示，在本实施方式中，pdc复合片100采用与上述图1至图11示出的实施方式相似的设计。配合参阅图13，图13中代表性地示出了图12示出的pdc复合片100的复合片110的侧视图。以下将结合上述附图，对本发明提出的pdc复合片100在本实施方式中区别于上述实施方式的设计进行说明。
101.如图12和图13所示，在本实施方式中，合金基体111的第一部1111沿轴向的截面大致呈矩形。在此基础上，第二部1112沿轴向的截面大致呈梯形，且该梯形的大端对应于第二部1112的后端，亦即复合片110的后端，梯形的小端对应于第二部1112的前端，并连接于第一部1111的后端。据此，呈梯形的第二部1112是以其后端的外径(即梯形的大端的宽度)定义复合片110后端的外径φ1。
102.如图13所示，在本实施方式中，第二部1112的前端的外径φ3可以大于第一部1111的后端的外径φ4(即第一部1111的外径)，据此，第一部1111与第二部1112之间形成台阶面结构1113。在其他实施方式中，基于第一部1111沿轴向的截面呈矩形，且第二部1112沿轴向的截面呈梯形的设计，第二部1112的前端的外径φ3(即梯形的小端的宽度)亦可等于第一部1111的后端的外径φ4，则第一部1111与第二部1112之间未形成上述台阶面结构1113，并不以本实施方式为限。
103.承上所述，根据对上述几个示例性实施方式的详细说明，可知在符合本发明提出
的pdc复合片100的各种可能的实施方式中，为符合复合片110后端的外径φ1大于其前端的外径φ2的设计构思，复合片110可以采用各种可能的设计。本发明提出的pdc复合片100，其复合片110与保护盒120是通过上述尺寸变化进行间隙配合安装，在配合时其锥度、台阶面结构1113、半球、弧面等差异结构的配合均与其盒腔121的内部形状相匹配，可以采用高精度设备进行研磨与剖光工艺，具有安装简易、配合精确等工艺优点。
104.进一步地，当复合片110采用具有第一部1111以及第二部1112的设计时，第一部1111与第二部1112的形状即各位置的尺寸，均可以基于上述设计构思灵活调整。例如，在各种实施方式中，第一部1111沿轴向的截面可以呈矩形、梯形等。再如，在各种实施方式中，第二部1112沿轴向的截面可以呈矩形、梯形、弓形、扇形等。在此基础上，在满足复合片110后端的外径φ1大于其前端的外径φ2的设计构思的基础上，第一部1111与第二部1112的截面形状和尺寸可以任意选择与组合，均不以上述实施方式为限。
105.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的pdc复合片仅仅是能够采用本发明原理的许多种pdc复合片中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的pdc复合片的任何细节或任何部件。
106.综上所述，本发明提出的pdc复合片，采用将复合片设置于保护盒的盒腔内的设计，并将复合片前端的外径设计为小于复合片后端的外径，且盒腔的形状与复合片的形状相匹配，以此能够实现复合片与保护盒通过上述尺寸差异而与外部配件间隙配合而实现自锁紧。相比于采用卡环限位和滚珠的现有安装设计方案，本发明提出的pdc复合片能够由固定性变为能动性，从而增加pdc复合片的使用面积，进而实现降本增效的功效。
107.基于上述对本发明提出的pdc复合片的几个示例性实施方式的详细说明，以下将结合图14，对本发明提出的pdc钻头的一个示例性实施方式进行说明。
108.参阅图14，其代表性地示出了本发明提出的pdc钻头的局部结构示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的pdc钻头是以应用于石油或者煤炭行业的钻探设备为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的钻头或其他钻探设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的pdc钻头的原理的范围内。
109.如图14所述，在本实施方式中，本发明提出的pdc钻头包含钻头本体200以及pdc复合片。具体而言，pdc复合片为本发明提出的并在上述实施方式中详细说明的pdc复合片100。该何时pdc复合片100设置于钻头本体200上。通过上述设计，本发明提出的pdc钻头能够适应复杂地层，特别是深井区域的钻进，能够有效延长钻头的寿命，减少起下钻次数，缩短钻井周期。
110.可选地，在本实施方式中，pdc复合片100可以采用钎焊的方式固定于钻头本体200上。
111.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的pdc钻头仅仅是能够采用本发明原理的许多种pdc钻头中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的pdc钻头的任何细节或任何部件。
112.综上所述，本发明提出的pdc钻头，通过采用本发明提出的pdc复合片的设计，使得pdc钻头能够适应复杂地层，特别是深井区域的钻进，能够有效延长钻头的寿命，减少起下钻次数，缩短钻井周期。
113.基于上述对本发明提出的pdc复合片以及pdc钻头的几个示例性实施方式的详细说明，以下将对本发明提出的pdc复合片的盒式安装方法进行详细说。
114.在本实施方式中，本发明提出的pdc复合片的盒式安装方法包含以下步骤：
115.制备保护盒，保护盒具有盒腔，盒腔前端的内径小于盒腔后端的内径；
116.将复合片加工为与盒腔尺寸相匹配的形状，利用复合片前端和后端的外径差异，使复合片与保护盒自锁紧；
117.去除保护盒前端部分结构，而使盒腔于保护盒前端开口，且复合片前端露出于盒腔前端的开口，得到pdc复合片；
118.将pdc复合片固定于钻头，完成pdc复合片的安装。
119.通过上述设计，本发明提出的pdc复合片的盒式安装方法，能够实现复合片与保护盒通过上述尺寸差异而与外部配件间隙配合而实现自锁紧。相比于采用卡环限位和滚珠的现有安装设计方案，采用本发明提出的盒式安装方法制成的pdc复合片，能够由固定性变为能动性，从而增加pdc复合片的使用面积，进而实现降本增效的功效。
120.可选地，在本实施方式中，对于“将pdc复合片固定于钻头”的步骤而言，pdc复合片可以采用钎焊方式固定于钻头。
121.可选地，在本实施方式中，将pdc复合片固定于钻头之后，可以进一步去除部分保护盒前端而形成斜面结构，以使复合片部分露出于斜面结构。
122.进一步地，基于去除部分保护盒前端而形成斜面结构的工艺设计，在本实施方式中，去除部分保护盒前端可以具体采用磨削方式实现。
123.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的pdc复合片的盒式安装方法仅仅是能够采用本发明原理的许多种加工安装方发中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的pdc复合片的盒式安装方法的任何细节或任何步骤。
124.综上所述，本发明提出的pdc复合片的盒式安装方法，是将复合片设置于保护盒，并将复合片前端的外径设计为小于复合片后端的外径，且盒腔的形状与复合片的形状相匹配，以此能够实现复合片与保护盒通过上述尺寸差异而与外部配件间隙配合而实现自锁紧。相比于采用卡环限位和滚珠的现有安装设计方案，采用本发明提出的盒式安装方法，无需在硬质合金部位加工卡槽和圆弧滚道，省去了制作工装夹具和加工该工序的时间。由本发明制成的pdc复合片，能够由固定性变为能动性，从而增加pdc复合片的使用面积，进而实现降本增效的功效。
125.以上详细地描述和/或图示了本发明提出的pdc钻头、pdc复合片及其盒式安装方法的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。
126.虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的pdc钻头、pdc复合片及其盒式安装方法进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。