本技術(shù)涉及超硬材料制造領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片。

背景技術(shù)：

1、金剛石復(fù)合片是利用高溫高壓技術(shù)將金剛石和硬質(zhì)合金基體燒結(jié)在一起，形成超硬材料復(fù)合體，它兼有金剛石層的高耐磨性能和硬質(zhì)合金的高強(qiáng)度及可焊接性，廣泛用作石油、天然氣開(kāi)采用金剛石鉆頭的切削單元。金剛石復(fù)合片是金剛石鉆頭最重要的工作部件，其耐磨性和抗沖擊性等性能是影響金剛石鉆頭質(zhì)量的重要因素，金剛石是自然界目前已知硬度最高的物質(zhì)，具有非常高的耐磨性，而抗沖擊性能不佳恰恰是金剛石復(fù)合片的薄弱之處。特別是在鉆探硬質(zhì)地層，深部地層過(guò)程中對(duì)復(fù)合片的各項(xiàng)性能尤其是抗沖擊性能要求更高。由于因?yàn)榻饎偸瘡?fù)合片是一種上下結(jié)構(gòu)的部件，通常呈圓柱狀，如圖1所示，鉆探地層時(shí)，復(fù)合片金剛石層的圓周與地層相接觸并切入，產(chǎn)生破巖效果，一般在金剛石層的外圓與金剛石層上表面之間加工出倒角，以保護(hù)金剛石層不易產(chǎn)生豁口。

2、在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，金剛石鉆頭在鉆探過(guò)程中會(huì)遭遇各種軟硬不一的不同地層，復(fù)合片金剛石層切入地層的能力與復(fù)合片的倒角的寬窄密切相關(guān)，如地層為較軟、塑性大的泥巖時(shí)，較窄的倒角易于切入地層，產(chǎn)生有效的破巖效果；如遇質(zhì)地堅(jiān)硬的硬地層時(shí)，切入并破壞地層時(shí)必然遭受較大的沖擊力，此時(shí)加強(qiáng)金剛石層的抗沖擊能力是必須選項(xiàng)，較寬的倒角對(duì)復(fù)合片能起較好的保護(hù)作用；單一類型的倒角無(wú)法適應(yīng)不同硬度的地層，因此金剛石鉆頭制造商會(huì)設(shè)計(jì)制造適應(yīng)軟硬不同地層的鉆頭，在切入不同地層前替換相匹配的鉆頭。該方式不僅增加了存貨數(shù)量和資金占用，在工作過(guò)程中，需要根據(jù)不同地質(zhì)不斷地替換金剛石復(fù)合片，降低了工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片。

2、本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片，包括上下連接的硬質(zhì)合金基體和金剛石層，所述金剛石層在其外周面與上表面的邊緣處分別設(shè)置有第一倒角和第二倒角，所述第一倒角和第二倒角均為沿所述金剛石層的周向設(shè)置的弧形倒角，且所述第一倒角和第二倒角的圓心均設(shè)置在所述金剛石層的軸線上，所述第一倒角的弧長(zhǎng)與所述金剛石層的周長(zhǎng)之比等于所述第二倒角的弧長(zhǎng)與所述金剛石層的周長(zhǎng)之比，所述第一倒角和第二倒角的坡面均為斜面，所述第一倒角和第二倒角的角度均為45°，且所述第二倒角的寬度大于所述第一倒角的寬度，所述第一倒角的倒角尺寸為0.1-0.4×45°，所述第二倒角的倒角尺寸為0.5-1.2×45°。

4、優(yōu)選的，所述第一倒角和第二倒角的弧長(zhǎng)均占所述金剛石層的周長(zhǎng)的1/2。

5、優(yōu)選的，所述硬質(zhì)合金基體和金剛石層的徑向截面相同，所述硬質(zhì)合金基體的高度大于所述金剛石層的高度。

6、優(yōu)選的，所述硬質(zhì)合金基體在與所述金剛石層的結(jié)合界面上設(shè)置有凸臺(tái)。

7、優(yōu)選的，所述硬質(zhì)合金基體在與所述金剛石層的結(jié)合界面上規(guī)則排布有多個(gè)與所述硬質(zhì)合金基體一體設(shè)置的硬質(zhì)合金凸塊。

8、優(yōu)選的，所述硬質(zhì)合金凸塊的形狀為半球狀。

9、本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果主要體現(xiàn)在：

10、1、寬度較大的第二倒角抗沖擊性能較好，可適用于鉆探硬質(zhì)地層，深部地層，寬度較窄的第一倒角可適用于較軟、塑性大的泥巖，且較窄的倒角易于切入地層，不容易發(fā)生碎屑亂飛和排屑不通暢的問(wèn)題，金剛石層在其外周面與上表面的邊緣處同時(shí)設(shè)置第一倒角和第二倒角，在使用過(guò)程中便于根據(jù)地質(zhì)條件快速替換，提高工作效率。

11、2、第一倒角和第二倒角均為沿所述金剛石層的周向設(shè)置的弧形倒角，且所述第一倒角和第二倒角的圓心均設(shè)置在所述金剛石層的軸線上，方便在不同工作情形下確定鉆頭的工作位置。

12、3、第一倒角和第二倒角的弧長(zhǎng)均占所述金剛石層的周長(zhǎng)的1/2，可確保第一倒角和第二倒角各自所占的工作長(zhǎng)度，在使用過(guò)程中，不會(huì)因輕微移動(dòng)而導(dǎo)致不同寬度倒角的頻繁切換，確保工作的穩(wěn)定性。

13、4、所述硬質(zhì)合金基體在與所述金剛石層的結(jié)合界面上設(shè)置有凸臺(tái)和/或規(guī)則排布有多個(gè)與所述硬質(zhì)合金基體一體設(shè)置的硬質(zhì)合金凸塊，從而能夠適應(yīng)沖擊力較大的工作環(huán)形，同時(shí)，硬質(zhì)合金基體在與所述金剛石層的結(jié)合界面上的各結(jié)構(gòu)間平滑過(guò)渡，避免硬質(zhì)合金基體與金剛石層之間出現(xiàn)尖角，進(jìn)一步分散硬質(zhì)合金基體與聚金剛石層的結(jié)合面的應(yīng)力。

技術(shù)特征：

1.適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片，包括上下連接的硬質(zhì)合金基體（1）和金剛石層（2），其特征在于：所述金剛石層（2）在其外周面與上表面的邊緣處分別設(shè)置有第一倒角（3）和第二倒角（4），所述第一倒角（3）和第二倒角（4）均為沿所述金剛石層（2）的周向設(shè)置的弧形倒角，且所述第一倒角（3）和第二倒角（4）的圓心均設(shè)置在所述金剛石層（2）的軸線上，所述第一倒角（3）的弧長(zhǎng)與所述金剛石層（2）的周長(zhǎng)之比等于所述第二倒角（4）的弧長(zhǎng)與所述金剛石層（2）的周長(zhǎng)之比，所述第一倒角（3）和第二倒角（4）的坡面均為斜面，所述第一倒角（3）和第二倒角（4）的角度均為45°，且所述第二倒角（4）的寬度大于所述第一倒角（3）的寬度，所述第一倒角（3）的倒角尺寸為0.1-0.4×45°，所述第二倒角（4）的倒角尺寸為0.5-1.2×45°。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片，其特征在于：所述第一倒角（3）和第二倒角（4）的弧長(zhǎng)均占所述金剛石層（2）的周長(zhǎng)的1/2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片，其特征在于：所述硬質(zhì)合金基體（1）和金剛石層（2）的徑向截面相同，所述硬質(zhì)合金基體（1）的高度大于所述金剛石層（2）的高度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片，其特征在于：所述硬質(zhì)合金基體（1）在與所述金剛石層（2）的結(jié)合界面上設(shè)置有凸臺(tái)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片，其特征在于：所述硬質(zhì)合金基體（1）在與所述金剛石層（2）的結(jié)合界面上排布有多個(gè)與所述硬質(zhì)合金基體（1）一體設(shè)置的硬質(zhì)合金凸塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片，其特征在于：所述硬質(zhì)合金凸塊的形狀為半球狀。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種適用于石油、天然氣鉆探的金剛石復(fù)合片，包括上下連接的硬質(zhì)合金基體和金剛石層，所述金剛石層在其外周面與上表面的邊緣處分別設(shè)置有弧形的第一倒角和第二倒角，所述第一倒角和第二倒角的弧長(zhǎng)與所述金剛石層的周長(zhǎng)之比相同，且所述第一倒角和第二倒角的坡面為斜面，所述第一倒角和第二倒角的角度相同，所述第二倒角的寬度大于所述第一倒角的寬度。本方案便于根據(jù)不同的地質(zhì)條件快速替換適應(yīng)的倒角尺寸，提高工作效率。

技術(shù)研發(fā)人員：卞中佩,戴偉華,何水良
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州思珀利爾工業(yè)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231205
技術(shù)公布日：2024/11/18