一种尖型聚晶金刚石复合齿的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种尖型聚晶金刚石复合齿，包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的聚晶金刚石头部，所述聚晶金刚石头部包括聚晶金刚层坡面，所述聚晶金刚层坡面的顶部汇集为尖型头。本实用新型的有益效果是：通过设置尖型头，既能够保证尖型聚晶金刚石复合齿的抗冲击性能，又使得尖型聚晶金刚石复合齿破岩关键部位比较尖锐，从而能保证其破岩的效率，具有抗冲击性能高、破岩效率高的特点。
【专利说明】
一种尖型聚晶金刚石复合齿
技术领域
[0001]本实用新型涉及金刚石复合齿，尤其涉及一种尖型聚晶金刚石复合齿。
【背景技术】
[0002]金刚石复合齿是将金刚石粉末添加一定的结合剂与硬质合金基体组装在一起后，在专用金刚石液压机上在超高压高温条件下烧结制得。它由一层多晶金刚石层和硬质合金基体构成。由于多晶金刚石层硬度高、耐磨性好，加上硬质合金基体的良好韧性和可焊性，使其在石油钻探、地质钻探及煤田开采应用中得到广泛应用。
[0003]随着钻井技术的不断更新，在石油钻井、矿山开发、工程破岩领域中对金刚石-硬质合金复合齿的要求越来越苛刻。特别在油田钻井领域，人类已经探明的油田当中，易于钻采的油田几乎已经钻尽。而现在开采的油田或即将开采的油田，钻进难度加工，井下环境及岩土构成复杂。传统的平面聚晶金刚石复合齿在大部分的油田都还能发挥其不可替代的优势，但是单一的平面复合齿结构的钻头已经逐步的不能满足钻井要求。为了适应这些需求变化，人们相继设计了锥球型聚晶金刚石复合齿、球型聚晶金刚石复合齿。这些复合齿的出现，作为平面聚晶金刚石复合片的补充，弥补了一些平面复合齿的不足。比如这些球型复合齿作为钻头的靠背齿，弥补了平面齿抗冲击性能不足的缺陷，提高了钻头的寿命。
[0004]但是这些锥球型比较钝，虽然提高了钻头寿命，但是同时也降低了钻井的效率，钻进速率比较慢。而且作为井下冲击的承载者，其抗冲击性能也还不够。在现有技术上，未能解决一个矛盾问题，即保证抗冲击性能的情况下还能是聚晶金刚石复合齿具有较高的破岩效率。也就是在现有技术下聚晶金刚石复合齿的破岩效率与抗冲击一直都是不可兼得的矛盾体。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种尖型聚晶金刚石复合齿。
[0006]本实用新型提供了一种尖型聚晶金刚石复合齿，包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的聚晶金刚石头部，所述聚晶金刚石头部包括聚晶金刚层坡面，所述聚晶金刚层坡面的顶部汇集为尖型头。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述尖型头的顶端设有圆弧过渡部，所述圆弧过渡部的圆弧半径介于O至4毫米之间。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述聚晶金刚层坡面设有拱起结构。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述拱起结构由至少两个平面相交形成。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述拱起结构由曲面形成。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述尖型头的顶端设有圆台过渡部。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述圆台过渡部的半径小于4毫米。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述尖型头的顶端设有尖角过渡部。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述尖角过渡部由至少两个锥面或者曲面相交形成。
[0015]本实用新型的有益效果是:通过上述方案，通过设置尖型头，既能够保证尖型聚晶金刚石复合齿的抗冲击性能，又使得尖型聚晶金刚石复合齿破岩关键部位比较尖锐，从而能保证其破岩的效率，具有抗冲击性能高、破岩效率高的特点。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型一种尖型聚晶金刚石复合齿的尖型头采用圆弧过渡部的结构示意图。
[0017]图2是本实用新型一种尖型聚晶金刚石复合齿的尖型头采用尖角过渡部的结构示意图。
[0018]图3是本实用新型一种尖型聚晶金刚石复合齿的尖型头采用尖角过渡部的结构示意图。
[0019]图4是本实用新型一种尖型聚晶金刚石复合齿的尖型头采用圆台过渡部的结构示意图。
[0020]图5是本实用新型一种尖型聚晶金刚石复合齿的聚晶金刚层坡面的结构示意图。
[0021]图6是本实用新型一种尖型聚晶金刚石复合齿的聚晶金刚层坡面的拱起结构的结构示意图。
[0022]图7是本实用新型一种尖型聚晶金刚石复合齿的聚晶金刚层坡面的拱起结构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0024]图1至图7中的附图标号为:硬质合金基体I;尖型聚晶金刚石复合齿2;聚晶金刚石头部3;聚晶金刚层坡面4;坡面顶部与坡面底部的连接线5。
[0025]如图1所示，一种尖型聚晶金刚石复合齿2，包括硬质合金基体I和设置在所述硬质合金基体I上的聚晶金刚石头部3，所述聚晶金刚石头部3包括聚晶金刚层坡面4，所述聚晶金刚层坡面4的顶部汇集为尖型头。
[0026]如图1所示，所述尖型头的顶端设有圆弧过渡部6，所述圆弧过渡部6的圆弧半径介于O至4毫米之间。所谓O毫米，就是尖型头的顶部没有圆弧过渡，直接是锥面或曲面相交。这样，在尖型聚晶金刚石复合齿2的工作部位与岩石接触时保持较小的接触面积，有效的提高破岩效率。
[0027]如图1所示。圆弧过渡部6的半径R可以大于O毫米，小于4毫米。这样的结构圆弧比较小，在与岩石作用时能保持较小的接触面积，增强尖形齿对岩石的破坏作用，提高其破岩效率。同时圆弧过渡可以减小尖形齿制作时掉边的废品率，而且还能保证其抗冲击性能。
[0028]如图5至图7所示，所述聚晶金刚层坡面4设有拱起结构。所谓拱起，可以是通过多于2段以上的直面相交形成，也可以用曲面形成。拱起的结构，从力学角度而言，更有效的支撑顶部，使得不容易受到破坏。
[0029]如图6所示，所述拱起结构由至少两个平面相交形成。
[0030]如图7所示，所述拱起结构由曲面形成。
[0031]如图5至图7所示，所述聚晶金刚层坡面4采用拱起结构。即，聚晶金刚层坡面4相对于坡面顶部与坡面底部的连接线5为突起结构。拱起的方式，从正面投影看，可以采用两段及以上的多段线相连、也可以曲线(包括圆弧)，如图6所示。
[0032]为什么采用拱起的结构。这是因为尖型聚晶金刚石复合齿2在破岩时除了受到正面的冲击作用，还受到较强的剪切冲击作用。拱起的结构可以增强支撑作用，这样可以保证在顶部比较尖锐的情况下，仍然能保证较高的抵御破坏能力。
[0033]再者，除了上述对尖型聚晶金刚石复合齿2结构的设计，尖形齿的硬质合金基体I可以采用任何结构。
[0034]如图4所示，所述尖型头的顶端设有圆台过渡部8。
[0035]如图4所示。圆台过渡部8为半径小于4mm的圆台。这样的结构能保持顶部尖锐程度，在与岩石作用时能保持较小的接触面积，增加尖形齿对岩石的破坏作用，提高其破岩效率。同时小平台能增强抗冲击的能力。
[0036]如图2至图3所示，所述尖型头的顶端设有尖角过渡部7。
[0037]如图2至图3所示，所述尖角过渡部7由至少两个锥面或者曲面相交形成。
[0038]如图2至图3所示，直接是曲面、锥面或者多断面相交形成尖锐的顶点。形成这种结构的顶部很尖锐，破岩效率非常好。
[0039]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种尖型聚晶金刚石复合齿，其特征在于:包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的聚晶金刚石头部，所述聚晶金刚石头部包括聚晶金刚层坡面，所述聚晶金刚层坡面的顶部汇集为尖型头，所述尖型头的顶端设有圆台过渡部，所述圆台过渡部的半径小于4毫米，所述聚晶金刚层坡面设有拱起结构，所述拱起结构由曲面形成。
【文档编号】E21B10/36GK205477375SQ201521079936
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月22日
【发明人】王堃, 陈惠
【申请人】深圳市海明润超硬材料股份有限公司