一种卵型金刚石复合片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种卵型金刚石复合片，包括硬质合金基体和金刚石复合层，硬质合金基体和金刚石复合层结合成齿柱体，其特征在于所述的齿柱体径向截面呈卵形，所述的卵形包括一侧的圆弧和另一侧的椭圆弧，圆弧和椭圆弧直接相连，或通过过渡曲线相连，并且圆弧侧为复合片的固定端，椭圆弧侧为复合片的切削端。本实用新型专利技术的复合片在切削地层时，椭圆弧侧为复合片的切削端，椭圆部位与地层接触面积小受力集中而先行切入地层，岩石在接触应力的作用下产生破碎裂纹，能够快速有效吃入地层，提高破岩效率。而椭圆弧侧齿柱体侧面从前面至底面呈向内倾斜收缩状，可使吃入地层的性能进一步提高。

【技术实现步骤摘要】
一种卵型金刚石复合片
本技术涉及一种用于地质、钻井、煤矿等钻井金刚石钻头上的卵型金刚石复合片。
技术介绍
传统复合片形状大都为圆柱状，以一定的倾角横向安装在金刚石钻头刀翼本体上，破岩主要以剪切方式破碎岩石，可满足大部分常规钻井提速提效的需求。但遇到一些复杂特殊地层，如深井致密硬塑性泥岩、泥质灰岩、灰岩等地层，传统圆柱型的复合片由于与地层接触面积大而不容易吃入地层，机械钻速偏低，影响了金刚石钻头的破岩效率。
技术实现思路
本技术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易于吃入地层、破岩效率高的卵型金刚石复合片。本技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括包括硬质合金基体和金刚石复合层，硬质合金基体和金刚石复合层结合成齿柱体，其特征在于所述的齿柱体径向截面呈卵形，所述的卵形包括一侧的圆弧和另一侧的椭圆弧，圆弧和椭圆弧直接相连，或通过过渡曲线相连，并且圆弧侧为复合片的固定端，椭圆弧侧为复合片的切削端。按上述方案，所述卵形一侧的圆弧为半圆形或大半圆形，所述卵形另一侧的椭圆弧为半椭圆形或小半椭圆形。按上述方案，所述的椭圆弧侧齿柱体侧面从前面至底面呈向内（下）倾斜收缩状。按上述方案，所述的椭圆弧侧齿柱体侧面从前面至底面呈向内（下）倾斜的角度ω为0~20°。按上述方案，所述的齿柱体的前面为金刚石复合层，所述的金刚石复合层沿外周的倒角角度α=30°~75°，倒角垂直长度L1=0.25~0.6mm。按上述方案，所述的齿柱体的底面为硬质合金基体底面，硬质合金基体底面沿外周的倒角角度β=30°~75°，倒角垂直长度L2=0.4~0.8mm。按上述方案，所述的齿柱体卵形截面一侧的圆弧为半圆形，卵形截面另一侧的椭圆弧为半椭圆形，所述的半圆形与半椭圆形直接相切连接，半圆形的圆心与半椭圆形的圆心（长短半轴交点）重合，且相接处圆弧半径相同；所述的半圆形直径D为8~20mm，半椭圆长轴一侧突出高度为h为0.2~0.5D。按上述方案，所述齿柱体卵形截面一侧的圆弧为大半圆形，卵形截面另一侧的椭圆弧为小半椭圆形，大半圆形的圆心与小半椭圆形的圆心（长短半轴交点）重合，大半圆形通过两侧的过渡曲线与小半椭圆形相连接，所述的大半圆形直径为D，小半椭圆长轴一侧突出高度h为小于或等于0.2D，所述的过渡曲线为圆弧。按上述方案，所述齿柱体卵形截面一侧的圆弧为大半圆形，卵形截面另一侧的椭圆弧为小半椭圆形，大半圆形的圆心与小半椭圆形的圆心（长短半轴交点）重合，大半圆形通过两侧的过渡曲线与小半椭圆形相连接，所述的大半圆形直径为D，小半椭圆长半轴取值为c=D/2，所述的过渡曲线为圆弧。本技术所取得的有益效果为：1、复合片在切削地层时，椭圆弧侧为复合片的切削端，椭圆部位与地层接触面积小受力集中而先行切入地层，岩石在接触应力的作用下产生破碎裂纹，能够快速有效吃入地层，提高破岩效率。而椭圆弧侧齿柱体侧面从前面至底面呈向内（下）倾斜收缩状，可使吃入地层的性能进一步提高。2、椭圆弧切削端，相对其它锐形齿形具有更好的抗冲击性能。3、圆弧侧为复合片的固定端，可使复合片与金刚石钻头体的刀翼更好的结合和固定，复合片固定端的受力情况更好。4、本技术可与圆柱状复合片交替布置，本技术起到预破碎的效果，使地层应力预先释放，紧随其后的圆形切削齿则以剪切方式切削其强度已大大减弱的岩石，达到快速钻进的目的。这样能有效提高切削效率，降低切削齿的磨损速度。附图说明图1为本技术的一个实施例的立体结构图。图2为本技术的一个实施例的正视结构图。图3为本技术的另一个实施例的正视结构图。图4为本技术的一个实施例的俯视图。图5为本技术的第二个实施例的俯视图。图6为本技术的第三个实施例的俯视图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术作进一步说明。第一个实施例如图1-4所示，包括包括硬质合金基体和金刚石复合层，硬质合金基体2和金刚石复合层3结合成齿柱体，所述的齿柱体径向截面呈卵形，所述的齿柱体卵形截面一侧的圆弧6为半圆形，卵形截面另一侧的椭圆弧5为半椭圆形，所述的半圆形与半椭圆形直接相切连接，半圆形的圆心与半椭圆形的圆心（长短半轴交点）重合，且相接处圆弧半径相同；所述的半圆形直径D为13.44mm，半椭圆长轴一侧突出高度为h为6.6mm，所述的椭圆弧侧齿柱体侧面从前面1至底面4呈向内（下）倾斜收缩状，向内（下）倾斜的角度ω为8°，或为0°。齿柱体高度L=16mm。金刚石复合层沿外周的倒角角度α=45°，倒角垂直长度L1=0.305mm，硬质合金基体底面沿外周的倒角角度β=45°，倒角垂直长度L2=0.762mm。齿柱体的前面1和底面4均为平面。第二个实施例如图5所示，所述齿柱体卵形截面一侧的圆弧为大半圆形，卵形截面另一侧的椭圆弧为小半椭圆形，大半圆形的圆心与小半椭圆形的圆心（长短半轴交点）重合，大半圆形通过两侧的过渡曲线与小半椭圆形相连接，所述的大半圆形直径为D，小半椭圆长轴一侧突出高度为h为小于或等于0.2D，小半椭圆长半轴取值为c大于D/2，椭圆弧与圆弧过渡处圆弧半径为R1，取值为R1=0.5~3mm，椭圆弧顶部两侧半弧角δ1=δ2。第三个实施例如图6所示，所述齿柱体卵形截面一侧的圆弧为大半圆形，卵形截面另一侧的椭圆弧为小半椭圆形，大半圆形的圆心与小半椭圆形的圆心（长短半轴交点）重合，大半圆形通过两侧的过渡曲线与小半椭圆形相连接，所述的大半圆形直径为D，小半椭圆长半轴取值为c=D/2，所述的过渡曲线为圆弧，圆弧半径为R2，取值为R2=0.5D~3D，圆弧与长半轴之间的夹角为θ1=θ2，取值为45°~75°，小半椭圆弧顶部两侧半弧角θ3=θ4，取值为5°~30°。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卵型金刚石复合片，包括硬质合金基体和金刚石复合层，硬质合金基体和金刚石复合层结合成齿柱体，其特征在于所述的齿柱体径向截面呈卵形，所述的卵形包括一侧的圆弧和另一侧的椭圆弧，圆弧和椭圆弧直接相连，或通过过渡曲线相连，并且圆弧侧为复合片的固定端，椭圆弧侧为复合片的切削端。

【技术特征摘要】
1.一种卵型金刚石复合片，包括硬质合金基体和金刚石复合层，硬质合金基体和金刚石复合层结合成齿柱体，其特征在于所述的齿柱体径向截面呈卵形，所述的卵形包括一侧的圆弧和另一侧的椭圆弧，圆弧和椭圆弧直接相连，或通过过渡曲线相连，并且圆弧侧为复合片的固定端，椭圆弧侧为复合片的切削端。2.根据权利要求1所述的卵型金刚石复合片，其特征在于所述卵形一侧的圆弧为半圆形或大半圆形，所述卵形另一侧的椭圆弧为半椭圆形或小半椭圆形。3.根据权利要求1或2所述的卵型金刚石复合片，其特征在于所述的椭圆弧侧齿柱体侧面从前面至底面呈向内倾斜收缩状。4.根据权利要求3所述的卵型金刚石复合片，其特征在于所述的椭圆弧侧齿柱体侧面从前面至底面呈向内倾斜的角度ω为0~20°。5.根据权利要求1或2所述的卵型金刚石复合片，其特征在于所述齿柱体的前面为金刚石复合层，所述的金刚石复合层沿外周的倒角角度α=30°~75°，倒角垂直长度L1=0.25~0.6mm。6.根据权利要求5所述的卵型金刚石复合片，其特征在于所述的齿柱体的底面为硬质合金基体底面，硬质合金基体底面沿外周的倒角角度β=30...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵云，刘楚阳，周悦辉，江诗贵，
申请(专利权)人：中石化江钻石油机械有限公司，中石化石油机械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42