一种密排多刃金刚石钻齿及使用该钻齿的钻头的制作方法

本技术属于钻具领域，尤其涉及金刚石钻头，具体是一种密排多刃金刚石钻齿。

背景技术：

1、在石油开采项目的钻井工程中，需要利用钻头完成对岩层的磨削，以此形成井眼来进行更进一步的钻探。从钻井工艺角度来看，钻头的选择显得十分重要，钻头是石油钻井中用于破碎岩石形成井眼的工具，其工作性能的好坏将直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本。

2、钻头按类型可分为金刚石钻头、聚晶金刚石复合片（polycrystalline diamondcompact，pdc）钻头、刮刀钻头和牙轮钻头四种，四种钻头各凭其优缺点应用到各种领域中。现有的钻头多为圆台形钻头或圆拱形钻头，圆台形钻头的切削面承受巨大的压力，容易损坏断裂，且由于顶部为平面结构，在作业时切削产生的碎屑无法及时排屑，造成局部升温过高，碎屑也会在钻头转动时对切削面带来磨损；圆拱形钻头可以进行排屑，但圆拱形钻头仅有其前端部分为有效工作面，这使得钻头结构相对脆弱，钻头切削面更易损坏，需要不断更换，既影响工作效率又影响制造成本。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种密排多刃金刚石钻齿及使用该钻齿的钻头。

2、本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

3、一种密排多刃金刚石钻齿，包括圆柱形的聚晶金刚石层，在本申请中，所述聚晶金刚石层的顶部平面设置有多个下凹的排屑槽，排屑槽一端于聚晶金刚石层的侧面开口，另一端深入到聚晶金刚石层顶面的中部，相邻的排屑槽将聚晶金刚石层顶部平面分隔出凸起的切削刃。

4、在本实用新型中，所述排屑槽下凹的深度为聚晶金刚石层厚度的1/6-3/4。

5、在本实用新型中，所述切削刃的刃口分布在聚晶金刚石层顶部平面的边缘。

6、在本实用新型中，所述切削刃相对于聚晶金刚石顶部平面中心轴倾斜分布，倾斜角度为5°-25°。

7、进一步的，所述切削刃和排屑槽略弯曲呈弧形。

8、在本实用新型中，所述排屑槽的横截面为圆角矩形或半圆形或椭圆形或v字型，排屑槽深入到聚晶金刚石层顶面中部的一端呈圆弧形。

9、在本实用新型中，所述排屑槽或切削刃的数量为15-20个。

10、在本实用新型中，所述排屑槽和切削刃以聚晶金刚石层顶部平面中心轴为中心周向均匀分布。

11、在本实用新型中，所述排屑槽或切削刃分组设置，每组排屑槽或切削刃以聚晶金刚石层顶部平面中心轴为中心周向均匀分布。

12、一种钻头，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，聚晶金刚石层的底部与硬质合金基体固定连接，聚晶金刚石层的顶部设置为前述的密排多刃金刚石钻齿。

13、与现有技术相比，本申请具有以下优点：

14、（1）本申请的聚晶金刚石层设计了15-20个排屑槽和切削刃，这使得切削刃保持了较窄的宽度，切削刃工作时与岩体的接触面积少，对切削刃压力小，不易损坏，加工效率高，使用寿命长；

15、（2）本申请采用一端开口于侧面的排屑槽，在切削工作时，排屑槽能够及时排除切削的碎屑，避免切削堆积，提高钻进效率；

16、（3）本申请的切削刃以聚晶金刚石层顶部平面中心轴为中心周向分布，且切削刃和排屑槽略弯曲呈弧形，切削工作时，碎屑能够摩擦切削刃侧面，使得切削刃的刃口具有自锐性，能够时刻保持锋利状态，提高切削效率。

17、因此，本实用新型构思新颖，设计巧妙，能够有效的提高钻头对岩体的切削效率，钻进效率高，使用寿命长。

技术特征：

1.一种密排多刃金刚石钻齿，包括圆柱形的聚晶金刚石层，其特征在于：所述聚晶金刚石层的顶部平面设置有多个下凹的排屑槽，排屑槽一端于聚晶金刚石层的侧面开口，另一端深入到聚晶金刚石层顶面的中部，相邻的排屑槽将聚晶金刚石层顶部平面分隔出凸起的切削刃。

2.根据权利要求1所述的密排多刃金刚石钻齿，其特征在于：所述排屑槽下凹的深度为聚晶金刚石层厚度的1/6-3/4。

3.根据权利要求1所述的密排多刃金刚石钻齿，其特征在于：所述切削刃的刃口分布在聚晶金刚石层顶部平面的边缘。

4.根据权利要求1所述的密排多刃金刚石钻齿，其特征在于：所述切削刃相对于聚晶金刚石顶部平面中心轴倾斜分布，倾斜角度为5°-25°。

5.根据权利要求4所述的密排多刃金刚石钻齿，其特征在于：所述切削刃和排屑槽略弯曲呈弧形。

6.根据权利要求1所述的密排多刃金刚石钻齿，其特征在于：所述排屑槽的横截面为圆角矩形或半圆形或椭圆形或v字型，排屑槽深入到聚晶金刚石层顶面中部的一端呈圆弧形。

7.根据权利要求1所述的密排多刃金刚石钻齿，其特征在于：所述排屑槽或切削刃的数量为15-20个。

8.根据权利要求1所述的密排多刃金刚石钻齿，其特征在于：所述排屑槽和切削刃以聚晶金刚石层顶部平面中心轴为中心周向均匀分布。

9.根据权利要求1所述的密排多刃金刚石钻齿，其特征在于：所述排屑槽或切削刃分组设置，每组排屑槽或切削刃以聚晶金刚石层顶部平面中心轴为中心周向均匀分布。

10.一种钻头，其特征在于：包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，聚晶金刚石层的底部与硬质合金基体固定连接，聚晶金刚石层的顶部设置为权利要求1-9任一所述的密排多刃金刚石钻齿。

技术总结
一种密排多刃金刚石钻齿及使用该钻齿的钻头，钻齿包括圆柱形的聚晶金刚石层，聚晶金刚石层的顶部平面设置有多个下凹的排屑槽，排屑槽一端于聚晶金刚石层的侧面开口，另一端深入到聚晶金刚石层顶面的中部，相邻的排屑槽将聚晶金刚石层顶部平面分隔出凸起的切削刃，钻头包括带有上述钻齿结构的聚晶金刚石层和硬质合金基体。本技术构思新颖，设计巧妙，能够有效的提高钻头对岩体的切削效率，钻进效率高，使用寿命长。

技术研发人员：花波波,焦媛媛,王宬哲,王恒
受保护的技术使用者：河南亚龙金刚石制品股份有限公司
技术研发日：20240715
技术公布日：2025/4/7