聚晶金刚石复合片钻头制造技术

技术编号:40567424 阅读:18 留言:0更新日期:2024-03-05 20:52
本技术涉及石油天然气勘探开发钻井工具领域,其公开了一种斜面聚晶金刚石复合片及聚晶金刚石复合片钻头,包括基体和聚晶金刚石层,所述聚晶金刚石层设置在基体的顶端并形成端部的切削面,基体的侧部设置有斜面,该斜面延伸至基体的底端并向底端倾斜。由于斜面聚晶金刚石的侧壁上设置又斜面,因此其在安装后可以采用负后角,其斜面让出的空间刚好不会与切削平面干涉,从而既提高了剪切效率,也避免了干涉。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油天然气勘探开发钻井工具领域,尤其涉及一种聚晶金刚石复合片钻头


技术介绍

1、聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,简称pdc)兼顾了金刚石的高硬度、高耐磨以及硬质合金的高抗冲击的综合性能,其被认为是比较理想的钻井材料。从上世纪八十年代左右,国内外在石油、天然气等钻探中逐渐采用聚晶金刚石复合片作为主要切削元件,目前刀翼式的pdc钻头应用最为广泛。

2、pdc钻头对地层的适应性较广,在可钻性较好的软地层中,或是塑性较强较均质的塑性泥岩中,往往会采用较小的后角作为工作角度,提升钻头的剪切效率,从而提升钻头的机械钻速。由于目前的聚晶金刚石复合片的硬质合金层多为一个圆柱体,在后角小于0°时,硬质合金层会与岩石发生干涉,限制了剪切效率更高的负后角的应用。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提高剪切效率的斜面聚晶金刚石复合片。

2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:包括基体和聚晶金刚石层,所述聚晶金刚石层设置在基体的顶端并形成端部的切削面,基体的侧部设置有斜面,该斜面延伸至基体的底端并向底端倾斜。基体的基本形状通常为回转体,例如圆柱体、圆台,其侧部的斜面可认为是从基体的底端向顶端斜切而形成的面,斜面可以到达顶端,也可以仅到达侧部。带有此斜面的聚晶金刚石复合片可以负后角安装在聚晶金刚石复合片钻头上,其斜面让出的空间刚好不会与切削平面干涉,从而既提高了剪切效率,也避免了干涉。

<p>3、具体的,所述斜面为平面、曲面或者由多段平面构成。斜面整体上是向底端倾斜的,斜面通常采用单一的平面即可,在有其它要求的情况下,可以设置为曲面或者多段平面构成即可。

4、进一步的是,基体的侧部沿周向设置有多个斜面。多个斜面的倾斜角度可以为不同,在安装时可以选择不同的倾斜角度,从而适应不同的切削要求。

5、具体的,所述斜面的角度范围为15°≤a≤30°。

6、本专利技术另一个要解决的技术问题是提供一种提高剪切效率的聚晶金刚石复合片钻头。

7、该聚晶金刚石复合片钻头包括钻头本体和接头,所述钻头本体上设置有圆台形状的聚晶金刚石复合片或/和前述的斜面聚晶金刚石复合片;所述圆台形状的聚晶金刚石复合片的基体呈圆台状,其大端设置有聚晶金刚石层;所述斜面聚晶金刚石复合片的斜面朝向切削面;所述聚晶金刚石复合片在安装后的后角b<0°。斜面聚晶金刚石复合片和圆台形状的聚晶金刚石复合片的侧壁均有空间让位于切削平面,从而在设置负后角后,其在切削时不会与切削平面干涉。

8、进一步的是,圆台形状的聚晶金刚石复合片的侧壁倾斜角度范围为15°≤a≤30°。

9、进一步的是,所述斜面聚晶金刚石复合片和圆台形状的聚晶金刚石复合片的后角范围为-15°≤b<0°。

10、进一步的是,所述a=30°,后角范围为-10°≤b≤-5°。

11、本技术的有益效果是:由于斜面聚晶金刚石的侧壁上设置又斜面,因此其在安装后可以采用负后角,其斜面让出的空间刚好不会与切削平面干涉,从而既提高了剪切效率,也避免了干涉。

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【技术保护点】

1.聚晶金刚石复合片钻头,包括钻头本体(2)和接头(1),其特征在于:所述钻头本体上设置有圆台形状的聚晶金刚石复合片或/和斜面聚晶金刚石复合片(3);所述圆台形状的聚晶金刚石复合片的基体(31)呈圆台状,其大端设置有聚晶金刚石层(32);所述斜面聚晶金刚石复合片包括基体(31)和聚晶金刚石层(32),所述聚晶金刚石层(32)设置在基体(31)的顶端并形成端部的切削面,基体(31)的侧部设置有斜面(33),该斜面(33)延伸至基体(31)的底端并向底端倾斜;所述斜面聚晶金刚石复合片(3)的斜面(33)朝向切削面;所述聚晶金刚石复合片在安装后的后角b<0°。

2.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片钻头,其特征在于:圆台形状的聚晶金刚石复合片的侧壁倾斜角度范围为15°≤a≤30°。

3.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片钻头,其特征在于:所述斜面聚晶金刚石复合片(3)和圆台形状的聚晶金刚石复合片的后角范围为-15°≤b<0°。

4.如权利要求2所述的聚晶金刚石复合片钻头,其特征在于:所述a=30°,后角范围为-10°≤b≤-5°。

5.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片钻头,其特征在于:所述斜面(33)为平面、曲面或者由多段平面构成。

6.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片钻头,其特征在于:基体(31)的侧部沿周向设置有多个斜面(33)。

7.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片钻头,其特征在于:所述斜面的角度范围为15°≤a≤30°。

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【技术特征摘要】

1.聚晶金刚石复合片钻头,包括钻头本体(2)和接头(1),其特征在于:所述钻头本体上设置有圆台形状的聚晶金刚石复合片或/和斜面聚晶金刚石复合片(3);所述圆台形状的聚晶金刚石复合片的基体(31)呈圆台状,其大端设置有聚晶金刚石层(32);所述斜面聚晶金刚石复合片包括基体(31)和聚晶金刚石层(32),所述聚晶金刚石层(32)设置在基体(31)的顶端并形成端部的切削面,基体(31)的侧部设置有斜面(33),该斜面(33)延伸至基体(31)的底端并向底端倾斜;所述斜面聚晶金刚石复合片(3)的斜面(33)朝向切削面;所述聚晶金刚石复合片在安装后的后角b<0°。

2.如权利要求1所述的聚晶金刚石复合片钻头,其特征在于:圆台形状的聚晶金刚石复合片的侧...

【专利技术属性】
技术研发人员:李宗涛陈孝勇陈岚涛周苗苗幸云彬
申请(专利权)人:成都百施特金刚石钻头有限公司
类型:新型
国别省市:

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