[發(fā)明專利]一種多脊金剛石復(fù)合片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810767637.1
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108661565B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉強;涂關(guān)富;徐紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化江鉆石油機械有限公司;中石化石油機械股份有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳;胡建平

本發(fā)明公開了一種多脊金剛石復(fù)合片，包括硬質(zhì)合金基體和金剛石復(fù)合層，其特征在于：所述金剛石復(fù)合層端面設(shè)有至少兩條呈一定夾角的凸脊，各凸脊的收縮端延伸交匯于金剛石復(fù)合層邊緣。本發(fā)明設(shè)置多條成一定角度的凸脊作為切削面組同時切削地層，通過呈一定角度的凸脊對地層先進行預(yù)破碎，由尖銳面(凸脊的收縮端)先吃入地層，延脊的方向破碎坑進一步擴大，然后由這組脊面兩側(cè)的斜面對地層進一步擠壓破碎，使其切削面具有較強的犁削作用，提高了復(fù)合片的破碎鉆進性能，降低了鉆進切削阻力，進而提高金剛石鉆頭的機械鉆速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多脊金剛石復(fù)合片,屬于石油鉆探技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

上世紀80年代開始，金剛石鉆頭被廣泛地用于石油天然氣鉆井工程。金剛石鉆頭主要由鉆頭體和切削元件構(gòu)成，金剛石鉆頭根據(jù)切削元件分成三類：PDC(聚晶金剛石)鉆頭、TSP(熱穩(wěn)定聚晶金剛石)鉆頭及天然金剛石鉆頭。PDC鉆頭主要用于軟至中硬地層鉆進，經(jīng)過不斷的技術(shù)進步，PDC鉆頭的適用范圍越來越廣，具有較好的經(jīng)濟價值。TSP鉆頭主要用于中硬至極硬地層鉆進。目前，石油天然氣鉆井工程中深井作業(yè)逐步增多，鉆遇的地層也越來越復(fù)雜。

在鉆遇含礫石的地層或者地層軟硬交錯，變化較為頻繁時，復(fù)合片所受沖擊載荷較大，金剛石復(fù)合片容易崩齒失效，從而導致鉆頭整體失效。因而鉆井現(xiàn)場急需一種抗沖擊能力強的金剛石復(fù)合片。而現(xiàn)有的金剛石復(fù)合片的抗沖擊能力主要以改變金剛石復(fù)合片中金剛石層與硬質(zhì)合金基座界面結(jié)構(gòu)降低其殘余應(yīng)力、或者改變材料配方、加工工藝來提高。也有采用球頭形、錐形等異形齒PCD層，這種異形結(jié)構(gòu)的PDC雖然提高了其抗沖擊能力，但使用過程中存在鉆進切削阻力大，鉆頭扭矩大，鉆進效率低等現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種鉆進性好、抗沖擊力強，能延長鉆頭使用壽命的多脊金剛石復(fù)合片。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種多脊金剛石復(fù)合片，包括硬質(zhì)合金基體和金剛石復(fù)合層，其特征在于：所述金剛石復(fù)合層端面設(shè)有至少兩條呈一定夾角的凸脊，各凸脊的收縮端延伸交匯于金剛石復(fù)合層邊緣。

按上述技術(shù)方案，各凸脊的收縮端與金剛石復(fù)合層邊緣的交匯處形成切削刃。

按上述技術(shù)方案，在金剛石復(fù)合層的邊緣倒角，使金剛石復(fù)合層邊緣形成收縮的錐面，收縮的錐面與各凸脊收縮端的交匯處構(gòu)成切削刃。

按上述技術(shù)方案，所述凸脊的大端交匯于復(fù)合層邊緣，呈散射狀布設(shè)。

按上述技術(shù)方案，至少設(shè)有三條呈散射狀的凸脊，其中一條凸脊設(shè)置在金剛石復(fù)合層的直徑方向。

按上述技術(shù)方案，各凸脊呈多邊形設(shè)置，相鄰兩條凸脊交匯于金剛石復(fù)合層的邊緣。

按上述技術(shù)方案，至少設(shè)有兩組凸脊，每組凸脊至少由兩條呈一定夾角的凸脊構(gòu)成，相鄰組的凸脊的擴張端兩兩交匯于金剛石復(fù)合層端面。

按上述技術(shù)方案，各組凸脊沿金剛石復(fù)合層周向均勻布置，相鄰組的凸脊的擴張端的交匯處位于兩者的中心。

按上述技術(shù)方案，每條凸脊由兩個斜面交匯而成，相鄰兩凸脊的相鄰斜面之間設(shè)有溝槽。

按上述技術(shù)方案，所述凸脊與硬質(zhì)合金基體底平面呈一定夾角設(shè)置，且往收縮端方向呈向下傾斜設(shè)置。

按上述技術(shù)方案，所述凸脊與硬質(zhì)合金底平面夾角為0度至20度。

按上述技術(shù)方案，相連兩凸脊之間的夾角為10度至90度。

按上述技術(shù)方案，所述凸脊形狀可以為線、平面、弧面、漸變曲面。

按上述技術(shù)方案，所述切削刃的寬度為L，L取值范圍為1mm-4mm。

按上述技術(shù)方案，所述切削刃的個數(shù)為1-10個。