[实用新型]一种油气井钻探用PDC钻齿及使用该钻齿的钻头

说明书

一种油气井钻探用PDC钻齿及使用该钻齿的钻头，包括沿上下方向延伸的硬质合金基体以及设置在所述硬质合金基体上端的聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层的上端面具有两个以上绕所述硬质合金基体周向分布的侧曲面，所述侧曲面为外凸曲面结构或者内凹曲面结构，所述侧曲面的外侧向所述硬质合金基体的下端倾斜，任意相邻的两个所述侧曲面在其连接位置处构成外宽内窄的楔形切削刃口。用于解决现有的PDC钻齿易磨损造成切削阻力变大、排屑效果不理想的问题。

技术领域

本实用新型属于超硬复合材料领域，其主要涉及石油(气)钻采等领域，尤其涉及一种油气井钻探用PDC钻齿及使用该钻齿的钻头。

背景技术

聚晶金刚石复合片（简称PDC）是将金刚石微粉与硬质合金基体组装在一起后，在六面 顶压机上在高温高压条件下烧结而成的超硬复合材料。它兼顾了聚晶金刚石高硬度、高耐磨性和硬质合金基体良好的抗冲击韧性、可焊性的优点，目前被世界公认为是石油（气）钻探、地质勘探、煤田钻采、水井钻进等行业最理想的钻进材料。

钻齿的工作层表面结构是决定其耐磨性、抗冲击性以及切削阻力的重要因素，现在使用的平齿、异形齿以及锥形齿等结构的聚晶金刚石复合片钻齿在使用过程中伴随着钻齿磨损会导致切削接触面变大，进而造成切削阻力变大的问题，且在钻进过程中排屑效果不理想。

因此，亟待一种聚晶金刚石复合片钻齿予以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种油气井钻探用PDC钻齿及使用该钻齿的钻头，用于解决现有的PDC钻齿易磨损造成切削阻力变大、排屑效果不理想的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种油气井钻探用PDC钻齿，包括沿上下方向延伸的硬质合金基体以及设置在所述硬质合金基体上端的聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层的上端面具有两个以上绕所述硬质合金基体周向分布的侧曲面，所述侧曲面为外凸曲面结构或者内凹曲面结构，所述侧曲面的外侧向所述硬质合金基体的下端倾斜，任意相邻的两个所述侧曲面在其连接位置处构成外宽内窄的楔形切削刃口。

优选地，所述聚晶金刚石层的上端面的顶面为中心位置处内凹的内凹曲面结构。

优选地，所述顶面的曲率半径为所述聚晶金刚石层直径的1～5倍。

优选地，所述硬质合金基体的下部为圆柱结构，所述硬质合金基体的上部为衔接在所述圆柱结构上端圆台结构，所述硬质合金基体与所述聚晶金刚石层的结合面为圆台结构的上顶面及侧面，所述侧面上具有两个以上放射状分布的、沿所述硬质合金基体径向延伸的弧形缺口。

优选地，所述弧形缺口与所述硬质合金基体的轴线夹角范围为1°～89°。

优选地，所述侧面上、在任意相邻的两个所述弧形缺口之间的位置处具有两条以上周向延伸的弧形凹槽。

优选地，所述弧形凹槽呈与所述上底面同圆心的样式排布。

一种钻头，包括钻头基体以及焊接在所述钻头基体上的钻齿，关键在于，所述钻齿包括沿上下方向延伸的硬质合金基体以及设置在所述硬质合金基体上端的聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层的上端面具有两个以上绕所述硬质合金基体周向分布的侧曲面，所述侧曲面为外凸曲面结构或者内凹曲面结构，所述侧曲面的外侧向所述硬质合金基体的下端倾斜，任意相邻的两个所述侧曲面在其连接位置处构成外宽内窄的楔形切削刃口。

优选地，所述聚晶金刚石层的上端面的顶面为中心位置处内凹的内凹曲面结构。

优选地，所述顶面的曲率半径为所述聚晶金刚石层直径的1～5倍。

优选地，所述硬质合金基体的下部为圆柱结构，所述硬质合金基体的上部为衔接在所述圆柱结构上端圆台结构，所述硬质合金基体与所述聚晶金刚石层的结合面为圆台结构的上顶面及侧面，所述侧面上具有两个以上放射状分布的、沿所述硬质合金基体径向延伸的弧形缺口。