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聚晶金刚石硬质合金复合齿

admin 2019年11月11日 08:50 views 0

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聚晶金刚石硬质合金复合齿

本实用新型涉及一种石油钻井用的聚晶金刚石硬质合金复合片,特别是一种聚晶金刚石硬质合金复合齿。

聚晶金刚石硬质合金复合片是由一层聚晶金刚石层与硬质合金基体组成,它是经高温超高压烧结工艺制成的复合材料。由于它既具有天然金刚石的硬度与耐磨性,同时又兼有硬质合金的强度,故金刚石复合片钻头在石油、地质勘探开采中获得了广泛应用。常规产品为平面复合式,这种齿在使用过程中较易发生金刚石层脱落现象。为了解决这一问题,CN2221654Y提出了一种在硬质合金基体结合面上开槽的方案,使金刚石钻齿的耐磨性和耐冲击性有所提高。CN2293415Y提出在硬质合金基体结合面上加工出两组槽,即一组槽间距较大的疏槽(宽1.2-2.5mm)和一组槽间距较小的密槽(宽0.1-0.6mm),两组槽疏密相间,分布均匀。但是上述两种方案都是在硬质合金基体的结合面上,加工出均布的槽。金刚石复合片使用时,是依靠金刚石层切削岩石,硬质合金基体起支撑作用。由于金刚石的耐磨性非常高,切削石头的磨耗比为40-50万,即切削400-500Kg岩石,仅磨损1g金刚石。所以,使更多体积的金刚石参与切削会有效地提高钻头的使用寿命。硬质合金复合片钻头使用后的情况显示,绝大部分复合片磨损面最多达到其直径的1/3,上述两项专利加槽后虽然增加了金刚石的体积,但参与钻进岩石并在钻井中损耗的部位,聚晶金刚石的体积增加较少,大部分聚晶金刚石没有参与切削并发挥作用。

本实用新型的目的是针对以上的不足而研制的一种聚晶金刚石硬质合金复合齿,它是在硬质合金基体上有凹槽,在凹槽的槽底部及结合平面上有凹凸槽,凹槽的位置居中并贯穿整个结合面,其宽度为聚晶金刚石硬质合金复合片直径的1/4-2/3,槽深为0.6-3mm。在使用时,凹槽部位垂直切入岩石。该产品参与切削岩石的聚晶金刚石的体积比中国专利CN2221654Y和CN2293415Y增加了30%-80%,从而可以使该产品的使用寿命提高30-80%。本实用新型不仅在结合面上有凹凸结构的槽,而且在凹槽的槽底部也有凹凸结构的槽,它可以比现有技术提高聚晶金刚石层与硬质合金基体的结合力,减少金刚石层分层脱落现象的发生。

本实用新型是这样实现的:聚晶金刚石硬质合金复合齿,包括聚晶金刚石层1和硬质合金基体4,其中,在硬质合金基体4一端的中间位置上有凹槽2,聚晶金刚石层1和硬质合金基体4的结合面上有凹凸槽3,在凹槽2的槽底有凹凸槽3。

本实用新型也可以是这样实现的:凹槽2的深度为0.6-3mm,其宽度为硬质合金基体4直径的1/4-2/3;凹凸槽3的宽度为0.2-1mm,深度为0.2-0.5mm。

本实用新型的积极效果是:1、该产品不仅在结合面上有凹凸结构的槽,同时在凹槽的底部也有凹凸结构的槽,使之形成啮合结合,从而有效地避免切削齿的金刚石层从硬质合金基体上剥离,提高了聚晶金刚石层与硬质合金基体的结合力。

2、该产品增加了切削齿参与钻进岩石部位的聚晶金刚石的体积,使切削齿的使用寿命较以前技术增加了30%-80%。

1是本实用新型的结构示意。

以下结合对本实用新型作进一步的详细说明。

如1所示,在硬质合金基体4一端的中间位置上有凹槽2,凹凸槽3分布在聚晶金刚石层1和硬质合金基体4的结合面上及凹槽2的槽底。实施例1,聚晶金刚石硬质合金复合齿的直径为19.05mm,高度为13.2mm,硬质合金基体4上的凹槽2的宽度为6.3mm,其深度为0.8mm;凹凸槽3的宽度为0.4mm,槽深为0.3mm。实施例2,聚晶金刚石硬质合金复合齿的直径为19.05mm,高度为13.2mm,硬质合金基体4上的凹槽2的宽度为9.0mm,其深度为1.0mm;凹凸槽3的宽度为0.5mm,槽深度为0.4mm。

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