一种尖形金刚石复合片的制作方法

本实用新型涉及一种尖形金刚石复合片。

背景技术：

金刚石钻头已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。

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。还有部分采用球头形、锥形头等异形齿PCD层，这种异形结构的PDC虽然提高了其抗冲击能力，但使用过程中存在钻进切削阻力大，钻头扭矩大，钻进效率低等现象。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的同时还有保持其具有较好的攻击性。

技术实现要素：

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攻击性好、抗冲击力强，能延长钻头使用寿命的金刚石复合片。

本实用新型所采用的技术方案为：包括齿柱和齿冠，所述的齿柱为硬质合金基体，所述的齿冠为聚晶金刚石层，其特征在于所述的齿冠由3个或3个以上斜面与柱面冠基相交构成多面体齿冠，相邻斜面的相交处以圆弧过渡，各斜面交汇于齿冠中心构成尖形齿顶。

按上述技术方案，所述的齿顶呈球面并与各过渡圆弧交汇，构成多边形球面尖形齿顶。

按上述技术方案，所述的斜面为3~10个。

按上述技术方案，所述的斜面与齿冠底平面的夹角为30~59°。

按上述技术方案，各个斜面与齿冠底平面的夹角相同或不相同。

按上述技术方案，所述相邻斜面相交的过渡圆弧宽度为1~10mm。

按上述技术方案，所述的过渡圆弧的宽度从齿边缘至中心逐渐收缩递减。

按上述技术方案，所述的聚晶金刚石层与硬质合金基体之间的粘结面为平面、凸起或沟槽。

本实用新型的有益效果在于：1、多面体尖形复合片相对于锥形复合片有更大的截面积，因而具有更好的抗冲击能力；2、尖形复合片具有较多的棱条，因此使其具有较强的犁削作用，使用该型复合片能获得更快的切削性能和机械钻速。

附图说明

图1至图4分别为本实用新型实施例一的立体图、俯视图、剖视图、剖视图。

图5为本实用新型实施例二的立体图。

图6为本实用新型实施例三的立体图。

图7为本实用新型实施例四的立体图。

图8为本实用新型实施例五的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例一如图1至图4所示，提供了一种3斜面尖形金刚石复合片，它包括硬质合金基体的齿柱102和聚晶金刚石层的齿冠101，其中，齿冠由3个斜面104、105、107与柱面冠基相交构成三面体齿冠，相邻斜面的相交处以圆弧过渡，构成3条过渡圆弧103、106、108，3条过渡圆弧等宽，宽度为2.8mm，曲率半径R为8mm，各斜面交汇于齿冠中心构成三边形球面尖形齿顶109。齿柱的直径为15.8mm，3个斜面与齿冠底平面的夹角α、β、λ均为42.5度，过渡圆弧的倾角θ约为24.5度。

实施例二如图5所示，提供了一种4斜面尖形金刚石复合片，齿冠由4个斜面204、205、207、209与柱面冠基相交构成四面体齿冠，相邻斜面的相交处以圆弧过渡，构成4条过渡圆弧203、206、208、210，4条过渡圆弧等宽，各斜面交汇于齿冠中心构成四边形球面尖形齿顶211。

实施例三如图6所示，提供了一种5斜面尖形金刚石复合片，齿冠由5个斜面304、305、307、309、311与柱面冠基相交构成五面体齿冠，相邻斜面的相交处以圆弧过渡，构成5条过渡圆弧303、306、308、310、312，5条过渡圆弧等宽，各斜面交汇于齿冠中心构成五边形瓜瓣球面尖形齿顶313。

实施例四如图7所示，提供了一种6斜面尖形金刚石复合片，齿冠由6个斜面404、405、407、313与柱面冠基相交构成六面体齿冠，相邻斜面的相交处以圆弧过渡，构成6条过渡圆弧403、406、408、314、312，6条过渡圆弧等宽，各斜面交汇于齿冠中心构成五边形瓜瓣球面尖形齿顶415。

实施例五如图8所示，提供了一种3斜面尖形金刚石复合片，齿冠由3个斜面504、505、507与柱面冠基相交构成三面体齿冠，相邻斜面的相交处以圆弧过渡，构成3条过渡圆弧503、506、508，3条过渡圆弧不等宽，宽度从齿边缘至中心逐渐收缩递减。各斜面交汇于齿冠中心构成三边形球面尖形齿顶509。