CN213392001U - 一种异形三棱齿金刚石复合片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种异形三棱齿金刚石复合片，包括硬质合金基底和聚晶金刚石层，其特征在于：聚晶金刚石层由顶部中心面、侧圆柱面构成，顶部中心面为外球面，顶部中心面上方沿其水平截面径向设有多条向上凸起的直线切削刃，直线切削刃沿顶部中心面的中心点对称分布；直线切削刃外端最高点与顶部中心面顶点位于同一平面内；直线切削刃与顶部中心面通过斜切削面平滑连接，斜切削面与侧圆柱面的交线构成曲线切削刃。本实用新型结构简单，设计合理，高温高压下烧结的硬质合金基底和聚晶金刚石层结合稳固，提高了抗冲击性能，同时聚晶金刚石层具有多个切削刃及切削面，具有更好的抗冲击及排屑性能，提高了钻进效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种异形三棱齿金刚石复合片，属于金刚石复合片技术领域。
背景技术
金刚石复合片由金刚石层和硬质合金基体两部分构成。它是将微细的金刚石粉末与硬质合金基体同时置于超高压高温(5-7万大气压，1400-1600℃)条件下烧结而制成。金刚石复合片主要适用于钻进软至中等硬度及复杂地质层的金刚石复合片钻头(PDC钻头)，主要用于石油及天然气的开采。聚晶金刚石层中的金刚石晶粒之间具有完整的D-D键结合的显微特征，使金刚石层具有高强度、高硬度及高耐磨性，同时具有很好的自锐性，在磨过程中新的切削表面会不断露出，保持对岩石的有效切削作用。现在的金刚石复合片结构不够优化，切割效果不够理想，同时金刚石复合片钻头连接不够牢固。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种异形三棱齿金刚石复合片,具有端面切削刃及多个切削平面，强度高，耐磨性好，切削性能优良。
本实用新型的一种异形三棱齿金刚石复合片，包括硬质合金基底和聚晶金刚石层，所述硬质合金基底为圆柱形，其上端烧结有聚晶金刚石层，其特征在于：所述聚晶金刚石层由顶部中心面、侧圆柱面构成，所述顶部中心面为外球面，所述顶部中心面上方沿其水平截面径向设有多条向上凸起的直线切削刃，所述直线切削刃沿顶部中心面的中心对称分布；所述直线切削刃外端点高于内端点，且内端点均不相接，所述直线切削刃外端最高点与所述顶部中心面顶点位于同一水平面内；所述直线切削刃与顶部中心面通过斜切削面平滑连接，所述斜切削面与侧圆柱面的交线构成曲线切削刃；所述斜切削面与侧圆柱面、斜切削面与顶部中心面均圆滑连接。
进一步的，所述斜切削面与水平面夹角范围为27°～30°。
进一步的，所述直线切削刃与水平面夹角范围为2°～5°。
进一步的，所述直线切削刃数量为3个。
进一步的，所述直线切削刃、曲线切削刃表面均为圆弧形，其曲率半径为0.27～0.33mm。
本实用新型的有益效果：结构简单，设计合理，高温高压下烧结的硬质合金基底和聚晶金刚石层结合更加稳固，提高了金刚石复合片的抗冲击强度，同时聚晶金刚石层具有多个切削刃及切削面，具有更好的抗冲击及排屑性能，提高了钻进效率。
附图说明
图1是本实用新型较佳实施例的立体结构示意图。
图2是本实用新型较佳实施例的主视结构示意图。
图3是本实用新型较佳实施例的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本实用新型。
一种如图1至图3所示的异形三棱齿金刚石复合片，包括硬质合金基底2和聚晶金刚石层1，所述硬质合金基底2为圆柱形，其上端烧结有聚晶金刚石层1，其特征在于：所述聚晶金刚石层1由顶部中心面101、侧圆柱面构成105，所述顶部中心面101为外球面，所述顶部中心面101上方，沿其水平截面径向设有多条向上凸起的直线切削刃102，所述直线切削刃102沿顶部中心面101的中心对称分布；所述直线切削刃102外端点高于内端点，且内端点均不相接，所述直线切削刃102外端最高点与所述顶部中心面101顶点位于同一水平面内；所述直线切削刃102与顶部中心面101通过斜切削面103平滑连接，所述斜切削面103与侧圆柱面105的交线构成曲线切削刃104；所述斜切削面103与侧圆柱面105、斜切削面103与顶部中心面101均圆滑连接。
进一步的，所述斜切削面103与水平面夹角α为28.63°。
进一步的，所述直线切削刃102与水平面夹角β为3.46°。
进一步的，所述直线切削刃102数量为3个。
进一步的，所述直线切削刃102、曲线切削刃104表面均为圆弧形，其曲率半径为0.3mm。
本实用新型的金刚石复合片，在使用的时候，金刚石复合片切削进入岩石层，聚晶金刚石层1上的侧平面103直线切削刃106、以及第一曲线切削刃107首先与地层岩石接触，参与切削，侧面的内圆柱面104起到良好的引流排屑作用，进一步提高钻进效率。随着钻进深度增加，内圆柱面104、第二曲线切削刃108以及聚晶金刚石侧圆柱面103接触到岩层，参与到切削过程中，两个切削平面磨损过程中，新的表面继续参与切削，具有良好的自锐性，从而提高了钻进效率。多条切削刃及多个切削面同时参与切削，结构轴对称，提高了金刚石复合片的强度，避免切削过程中因应力集中引起的失效，延长使用寿命。
本实用新型的金刚石复合片，在使用的时候，金刚石复合片切削进入岩石层，聚晶金刚石层1上的顶部中心面101的顶点以及直线切削刃102、首先与地层岩石接触，参与切削，侧面的侧切削面102、侧圆柱面105起到良好的引流排屑作用，进一步提高钻进效率。随着钻进深度增加，侧切削面103、曲线切削刃104以及聚晶金刚石侧圆柱面105接触到岩层，参与到切削过程中，侧切削面103磨损过程中，新的表面继续参与切削，具有良好的自锐性，从而提高了钻进效率。多条切削刃及多个切削面同时参与切削，结构中心对称，提高了金刚石复合片的强度，避免切削过程中因应力集中引起的失效，延长使用寿命。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (5)
1.一种异形三棱齿金刚石复合片，包括硬质合金基底和聚晶金刚石层，所述硬质合金基底为圆柱形，其上端烧结有聚晶金刚石层，其特征在于：所述聚晶金刚石层由顶部中心面、侧圆柱面构成，所述顶部中心面为外球面，所述顶部中心面上方沿其水平截面径向设有多条向上凸起的直线切削刃，所述直线切削刃沿顶部中心面的中心对称分布；所述直线切削刃外端点高于内端点，且内端点均不相接，所述直线切削刃外端最高点与所述顶部中心面顶点位于同一水平面内；所述直线切削刃与顶部中心面通过斜切削面平滑连接，所述斜切削面与侧圆柱面的交线构成曲线切削刃；所述斜切削面与侧圆柱面、斜切削面与顶部中心面均圆滑连接。
2.如权利要求1所述的一种异形三棱齿金刚石复合片，其特征在于：所述斜切削面与水平面夹角范围为27°～30°。
3.如权利要求1所述的一种异形三棱齿金刚石复合片，其特征在于：所述直线切削刃与水平面夹角范围为2°～5°。
4.如权利要求1所述的一种异形三棱齿金刚石复合片，其特征在于：所述直线切削刃数量为3个。
5.如权利要求1所述的一种异形三棱齿金刚石复合片，其特征在于：所述直线切削刃、曲线切削刃表面均为圆弧形，其曲率半径为0.27～0.33mm。
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