本发明专利技术涉及一种多重犁削的金刚石复合片及钻头。具体的，复合片包括：硬质合金基体及其一端设置的金刚石层，金刚石层包括上层和下层，且每层均具有切削部；上层具有尖角结构而由尖角结构形成上层切削部，下层的对应于上层切削部的外缘构成下层切削部；下层的上表面上还设有从尖角结构的尖端位置分别沿尖角结构的两侧边缘延伸的凸脊，凸脊的靠近尖角结构的一段构成辅助切削部，凸脊与尖角结构的对应侧边缘之间形成排屑沟槽。本发明专利技术的多重犁削的金刚石复合片具有较强的切削能力和较长的使用寿命，凸脊与上层尖角结构之间形成的排屑沟槽，能够流畅排屑。能够流畅排屑。能够流畅排屑。
【技术实现步骤摘要】
一种多重犁削的金刚石复合片及钻头
[0001]本专利技术涉及金刚石钻头领域，尤其涉及一种多重犁削的金刚石复合片及钻头。
技术介绍
[0002]PDC钻头依靠安装在钻头体上的聚晶金刚石复合片切削地层，复合片主要由硬质合金基体及设于硬质合金基体上的聚晶金刚石层组成，使用时在钻压和扭矩作用下克服地层应力吃入地层，地下岩层在复合片的作用下被剪切破碎，从而实现钻头的钻进。
[0003]随着钻采条件愈发苛刻，传统的平面结构复合片耐磨性差、破岩能力差、使用寿命短、钻进效率低等缺点逐渐显现，针对此问题，非平面齿复合片的开发应用取得了较好的效果。如公告号为US6045440A的美国专利公开的一种复合片，其硬质合金基体的端面上有金刚石层，其金刚石层又分为上下两层，下层整体为圆柱型，上层呈截面类似三角形的棱柱。使用时，上层的棱角位置构成切削刃，下层的与棱角位置对应的外缘构成切削刃，从而实现双层切削，提高了切削破岩效果。
[0004]但是上面介绍的这种复合片在使用时还存在一定的缺陷，即其上层切削刃虽然较为锋利，切削破岩效果较好，但抗冲击性能不足，而具有较强的抗冲击性能的下层却不够锋利，破岩效果较差，这就整体使得在整个复合片的使用寿命内，上层切削刃一旦受损，紧靠下层切削刃进行切削时，破岩效果较差。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种多重犁削的金刚石复合片，用以解决现有的金刚石复合片的下层切削效果较差的问题。
[0006]同时，本专利技术还提供了一种使用上述的多重犁削的金刚石复合片的钻头，用以提高钻头的整体切削能力。
[0007]本专利技术的多重犁削的金刚石复合片包括：硬质合金基体及其一端设置的金刚石层，金刚石层包括上层和下层，且每层均具有切削部；上层具有尖角结构而由尖角结构形成上层切削部，下层的对应于上层切削部的外缘构成下层切削部，下层的外缘处设有倒角；下层的上表面上还设有从尖角结构的尖端位置分别沿尖角结构的两侧边缘延伸的凸脊，凸脊的靠近尖角结构的一段构成辅助切削部，凸脊与尖角结构的对应侧边缘之间形成排屑沟槽。
[0008]本专利技术的多重犁削的金刚石复合片由于在下层上进一步设置的凸脊，并由凸脊的靠近尖角结构的一端构成辅助切削部，提高了下层的切削能力，使下层形成了多重犁削，而且由于辅助切削部的设置，间接分散了上层切削部的冲击力，延长了上层切削部的使用寿命，此外，凸脊与上层尖角结构之间形成排屑沟槽，有助于上、下层在切削过程中的流畅排屑，这也进一步提升了复合片的使用效果。
[0009]进一步的，所述上层具有三个尖角结构而构成三个上层切削部，三个上层切削部在金刚石层的圆周方向上均布，凸脊有三条，且相邻两条凸脊的相邻端分别处于一个上层切削部的两侧而构成所述辅助切削部。这种结构形式使复合片具有三个切削部，在复合片中的一个切削部磨损或崩裂之后，可以调整复合片在钻头上的安装角度并使用另一个切削部进行切削，大大延长了复合片的使用寿命。
[0010]更进一步的，所述上层的形状为由三条弧边围成的三角星形，对应于三条弧边的三条凸脊均为弧线形，凸脊与对应弧边分别处于两个同心圆上。这样的结构形式使对应于同一个切削部的两条排屑沟槽呈外扩的弧形，进而能够在复合片使用时，快速的将岩屑引导至金刚石层的两侧，提高了排屑能力。
[0011]或者作为另一种优化的方案，所述凸脊的高度低于上层的高度。这样在复合片使用过程中，上层切削部、辅助切削部以及下层切削部实现有梯度的切削，提升了破岩效果，提高了复合片的切削能力。
[0012]或者作为另一种优化的方案，所述凸脊由两个斜面相交形成。这样在提高辅助切削部锋利度的前提下，保证了辅助切削部的结构强度。
[0013]本专利技术的钻头包括钻头基体以及安装在钻头基体上的多重犁削的金刚石复合片，多重犁削的金刚石复合片包括：硬质合金基体及其一端设置的金刚石层，金刚石层包括上层和下层，且每层均具有切削部；上层具有尖角结构而由尖角结构形成上层切削部，下层的对应于上层切削部的外缘构成下层切削部，下层的外缘处设有倒角；下层的上表面上还设有从尖角结构的尖端位置分别沿尖角结构的两侧边缘延伸的凸脊，凸脊的靠近尖角结构的一段构成辅助切削部，凸脊与尖角结构的对应侧边缘之间形成排屑沟槽。
[0014]本专利技术的钻头所使用的多重犁削的金刚石复合片由于在下层上进一步设置的凸脊，并由凸脊的靠近尖角结构的一端构成辅助切削部，提高了下层的切削能力，使下层形成了多重犁削，而且由于辅助切削部的设置，间接分散了上层切削部的冲击力，延长了上层切削部的使用寿命，此外，凸脊与上层尖角结构之间形成排屑沟槽，有助于上、下层在切削过程中的流畅排屑，这也进一步提升了复合片的使用效果。整体来看，本专利技术的钻头切削能力强、使用寿命长，提高了钻井效率，降低了施工成本。
[0015]进一步的，所述上层具有三个尖角结构而构成三个上层切削部，三个上层切削部在金刚石层的圆周方向上均布，凸脊有三条，且相邻两条凸脊的相邻端分别处于一个上层切削部的两侧而构成所述辅助切削部。这种结构形式使复合片具有三个切削部，在复合片中的一个切削部磨损或崩裂之后，可以调整复合片在钻头上的安装角度并使用另一个切削部进行切削，大大延长了复合片的使用寿命。
[0016]更进一步的，所述上层的形状为由三条弧边围成的三角星形，对应于三条弧边的三条凸脊均为弧线形，凸脊与对应弧边分别处于两个同心圆上。这样的结构形式使对应于同一个切削部的两条排屑沟槽呈外扩的弧形，进而能够在复合片使用时，快速的将岩屑引导至金刚石层的两侧，提高了排屑能力。
[0017]或者作为另一种优化的方案，所述凸脊的高度低于上层的高度。这样在复合片使
用过程中，上层切削部、辅助切削部以及下层切削部实现有梯度的切削，提升了破岩效果，提高了复合片的切削能力。
[0018]或者作为另一种优化的方案，所述凸脊由两个斜面相交形成。这样在提高辅助切削部锋利度的前提下，保证了辅助切削部的结构强度。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的多重犁削的金刚石复合片的实施例一的立体图；图2为图1所示的多重犁削的金刚石复合片的俯视图。
[0020]图1中：1-硬质合金基体；2-下层；20-下层切削部；21-凸脊；22-辅助切削部；23-排屑沟槽；3-上层；30-上层切削部。
[0021]图2中：1-硬质合金基体；12-切削部；2-下层；20-下层切削部；21-凸脊；22-辅助切削部；23-排屑沟槽；3-上层；30-上层切削部。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0023]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多重犁削的金刚石复合片，包括：硬质合金基体（1）及其一端设置的金刚石层，金刚石层包括上层（3）和下层（2），且每层均具有切削部；上层（3）具有尖角结构而由尖角结构形成上层切削部（30），下层（2）的对应于上层切削部（30）的外缘构成下层切削部（20），下层（2）的外缘处设有倒角；其特征是，下层（2）的上表面上还设有从尖角结构的尖端位置分别沿尖角结构的两侧边缘延伸的凸脊（21），凸脊（21）的靠近尖角结构的一段构成辅助切削部（22），凸脊（21）与尖角结构的对应侧边缘之间形成排屑沟槽（23）。2.根据权利要求1所述的多重犁削的金刚石复合片，其特征是，所述上层（3）具有三个尖角结构而构成三个上层切削部（30），三个上层切削部（30）在金刚石层的圆周方向上均布，凸脊（21）有三条，且相邻两条凸脊（21）的相邻端分别处于一个上层切削部（30）的两侧而构成所述辅助切削部（22）。3.根据权利要求2所述的多重犁削的金刚石复合片，其特征是，所述上层（3）的形状为由三条弧边围成的三角星形，对应于三条弧边的三条凸脊（21）均为弧线形，凸脊（21）与对应弧边分别处于两个同心圆上。4.根据权利要求1或2或3所述的多重犁削的金刚石复合片，其特征是，所述凸脊（21）的高度低于上层的高度。5.根据权利要求1或2或3所述的多重犁削的金刚石复合片，其特征是，所述凸脊（21）由两个斜面相交形成。6.一种钻...
【专利技术属性】
技术研发人员：方海江，王勇峰，杨健，
申请(专利权)人：河南四方达超硬材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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