[实用新型]一种内凹金刚石复合片

说明书

本实用新型涉及一种内凹金刚石复合片，包括硬质合金基体和设置在硬质合金基体上端的金刚石复合层，其特征在于所述的金刚石复合层顶面设置有一碗形凹腔，在齿顶外缘形成一环状齿顶面。本实用新型齿顶面、内凹面和外侧柱面及倒角组成凹台切削刃。对比平面齿顶复合片，凹台切削刃地层吃入性更强，对致密塑性泥岩的切削作用力更集中、破岩效率较高；相比锥尖形或尖脊形复合片，凹台切削刃的刮削面更大，减少了对致密塑性泥岩的重复切削，切削效率更高；同时内凹面有助于切削摩擦热的发散，减少因散热不足引起的金刚石复合层热损伤或崩齿，延长钻头的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油、地质、矿山等钻井金刚石钻头上的内凹金刚石复合片。

背景技术

现有的金刚石复合片，因兼具优异的耐磨性和抗冲击性，已广泛用于石油、矿山等钻探领域。在材料性能之外，复合片的形状逐步由圆柱块状转向异形结构，以进一步匹配钻头在钻遇致密泥岩、硬塑性泥岩、岩性软硬交错变化地层时的提速需求。

现有的异形结构复合片，以突起金刚石切削刃为锥尖形、尖脊形为主，将常规复合片对地层的方式由面刮削转化为棱犁削，增强切削齿对地层的应力破坏，进而提高切削效率。棱犁削破岩效率高，在有研磨性的粉砂岩地层、硬夹层中使用效果较好，但在致密、塑性泥岩中因切削棱窄、切削排屑效率不高、易造成重复切削，导致切削效率下降。

实用新型内容

本实用新型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对致密、塑性泥岩吃入性更好，切削效率高，并具有普遍适用性的内凹金刚石复合片。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括硬质合金基体和设置在硬质合金基体上端的金刚石复合层，其特征在于所述的金刚石复合层顶面设置有一碗形凹腔，在齿顶外缘形成一环状的齿顶面。

按上述方案，所述的环状齿顶面径向单边宽度w为0.5 ~3mm。

按上述方案，所述的碗形凹腔呈圆台面形、棱台面形、球台面形或椭圆台面形。

按上述方案，所述的碗形凹腔为双阶层状，上层凹腔和下层凹腔之间设置有环形过渡台阶。

按上述方案，所述的上层凹腔为圆台面形，其单面锥角β为75°~50°，所述的下层凹腔为圆台面形，其单面锥角α为75°~40°。

按上述方案，所述的上层凹腔为球台面形，其上下端面连线所形成的单面锥角β为75°~50°，所述的下层凹腔为圆台面形，其单面锥角α为75°~40°。

按上述方案，所述的金刚石复合层轴向厚度为2.5~4mm，所述的碗形凹腔的轴向深度为1.5~3mm。

按上述方案，所述的硬质合金基体和金刚石复合层所构成的金刚石复合片为圆柱体或椭圆柱体。

按上述方案，所述的金刚石复合层端面外缘设置有倒角。

按上述方案，所述的金刚石复合层为聚晶金刚石复合层或热稳定聚晶金刚石复合层。

按上述技术方案，金刚石复合层与硬质合金基体之间的粘结界面为平面、凹凸面或沟槽面。

本实用新型的有益效果在于：1、金刚石复合层端面设置有一碗形的凹腔，齿顶外缘形成一环状的齿顶面，齿顶面、内凹面和外侧柱面及倒角组成凹台切削刃。对比平面齿顶复合片，凹台切削刃地层吃入性更强，对致密塑性泥岩的切削作用力更集中、破岩效率较高；2、相比锥尖形或尖脊形复合片，凹台切削刃的刮削面更大，减少了对致密塑性泥岩的重复切削，切削效率更高；3、增设内凹面下降中的过渡段，提高对凹台切削工作面的支撑力；并且内凹面有助于切削摩擦热的发散，减少因散热不足引起的金刚石复合层热损伤或崩齿，延长钻头的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的立体结构图。