[发明专利]一种抗冲击多切削刃金刚石复合片

说明书

本发明涉及一种抗冲击多切削刃金刚石复合片，包括柱形硬质合金基体和金刚石复合层，所述的金刚石复合层设置在硬质合金基体的一端，两者相联成一体，其特征在于所述的金刚石复合层端面边缘设置有2种或2种以上不同的倒角，以形成不同的切削刃，至少存在1个攻击性强切削刃，在攻击性强切削刃两侧设置抗冲击切削刃，在金刚石复合层端面中间设置有导流腔。本发明同一复合片不同边缘具有不同的攻击能力及抗冲击能力，攻击性强切削刃具有较高的切削效率，其两侧具有较强的侧向抗冲击能力，使复合片在砾石地层具有较好的切削性能和侧面抗冲击能力，延长复合片的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种抗冲击多切削刃金刚石复合片，用作金刚石钻头的切削元件，属于石油钻探工具技术领域。

背景技术

上世纪80年代开始，金刚石钻头被广泛地用于石油天然气钻井工程。金刚石钻头主要由钻头体和切削元件构成，金刚石钻头根据切削元件分成三类：PDC(聚晶金刚石)钻头、TSP(热稳定聚晶金刚石)钻头及天然金刚石钻头。PDC钻头主要用于软至中硬地层钻进，经过不断的技术进步，PDC钻头的适用范围越来越广，具有较好的经济价值。TSP钻头主要用于中硬至极硬地层钻进。目前，石油天然气钻井工程中深井作业逐步增多，钻遇的地层也越来越复杂。

金刚石复合片由柱形硬质合金基体和金刚石复合层构成，金刚石复合层端面边缘倒角形成复合片的切削刃，金刚石钻头在钻进过程中，不同的区域钻遇的地层不一样，所需要复合片的攻击性与抗冲击能力不一样，在一些砾石地层钻进过程中，常会出现金刚石复合片法线切削面正常磨损、而其侧面崩齿失效较为严重，进而导致钻头复合片整体失效。从这些现象可以看出，金刚石复合片切削面与侧面所需要的抗冲击能力不一样，而现有的复合片切削刃倒角都是单一的周向倒角结构，难以适应复杂地层的钻进需求。

发明内容

本发明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抗冲击多切削刃金刚石复合片，它不仅切削面攻击性强，而且侧面抗冲击能力强，使用寿命长，能适应复杂地层的钻进需求。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括柱形硬质合金基体和金刚石复合层，所述的金刚石复合层设置在硬质合金基体的一端，两者相联成一体，其特征在于所述的金刚石复合层端面边缘设置有2种或2种以上不同的倒角，以形成不同的切削刃，至少存在1个攻击性强切削刃，在攻击性强切削刃两侧设置抗冲击切削刃，在金刚石复合层端面中间设置有导流腔。

按上述技术方案，所述金刚石复合层端面边缘有2～4种不同的倒角，以形成2～4种不同的切削刃；所述的倒角坡面为斜面倒角、弯折面倒角、曲面倒角的一种或几种。

按上述技术方案，所述的斜面倒角的坡面与金刚石复合层端平面的夹角为20～70°，所述的金刚石复合层端平面与柱形硬质合金基体轴线相垂直，所述的弯折面倒角为2种斜面倒角的内外复合，且外斜面倒角的夹角大于内斜面倒角的夹角。

按上述技术方案，所述的曲面倒角为曲率半径不同的圆弧倒角。

按上述技术方案，所述倒角的轴向高度为0.2～3mm，或者所述倒角的单边径向深度为0.2～5mm。

按上述技术方案，所述的不同倒角沿周向布设且首尾相接，每个倒角对应一个圆心角。

按上述技术方案，所述金刚石复合层端面为平面、内凹面或外凸面。

按上述技术方案，所述的攻击性强切削刃为单边径向深度小等于0.4mm夹角45°的斜面倒角，或单边径向深度大于0.4mm夹角小于30°的斜面倒角，或单边径向深度大于0.4mm内斜面倒角夹角小于30°的弯折面倒角，所述的每个攻击性强切削刃的倒角对应的圆心角为50～70°。

按上述技术方案，所述抗冲击切削刃为单边径向深度0.5～2mm夹角大等于45°的斜面倒角，或曲率半径为0.5～2mm的圆弧倒角。

按上述技术方案，所述的导流腔包括向上敞开的凹腔和向端面边缘及上方延伸收缩的引流槽。