一种锥球楔形聚晶金刚石复合片的制作方法
一种锥球楔形聚晶金刚石复合片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于地质、钻井、矿山等钻井牙轮钻头上的锥球楔形聚晶金刚石复合片。
【背景技术】
[0002]传统聚晶金刚石复合片形状为圆形，它是由厚度为2_3mm的金刚石复合层和硬质合金基体通过高温高压条件下压制而成。随着复合片技术的不断发展，在传统复合片形状基础上研发了许多异形复合片，例如:尖形复合片，锥球形复合片(复合层为圆锥形结构)等，这类复合片的共性都是为了解决对于致密的硬塑形地层常规复合片难于吃入的问题，在相同压力情况下，齿的横截面面积越小，切削齿越利于吃入地层，岩石越容易破碎，因此，对于难于吃入的地层破岩特点就是将切削齿的横截面做的越小越有利于提高破岩效率。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型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易于吃入地层、能提高切削效率的锥球楔形聚晶金刚石复合片。
[0004]本实用新型所采用的技术方案为:一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，它包括齿柱和齿冠，所述齿冠由锥形冠基和对应设置的两个楔面组成，两个楔面上端与齿顶交汇，其特征在于，齿顶由一段外凸曲线绕一轴线旋转切割两楔面而构成的回转曲面，锥形冠基的上端通过圆弧倒角与齿顶面交接。
[0005]按上述技术方案，所述两个楔面对称设置。
[0006]按上述技术方案，所述楔面为平面。
[0007]按上述技术方案，两楔面的夹角范围为90° -114°。
[0008]按上述技术方案，所述回转曲面的曲线为圆弧，其圆弧半径为0.5-2mm，直线长度为0.1-lmm，锥形冠基(复合层厚度)厚度为4-6mm。
[0009]按上述技术方案，锥形冠基是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两个锥面与齿顶面相连的圆弧倒角半径相等，圆弧倒角半径为l_2mm。
[0010]按上述技术方案，锥形冠基是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两锥面的直线母线在同一横截面内的夹角范围为80° -114°。
[0011]本实用新型所取得的有益效果为:1、本使用新型通过具有回转曲面的齿顶的切削齿在工作时，其齿顶是由齿顶中部与齿顶两侧，逐步与岩石接触的，在刚开始与岩石接触时，只有齿顶中部直线段与岩石接触，接触面积相比于圆形复合片要小，使的岩石上产生的局部接触应力较高，更利于岩石破碎，因而能有效提高钻头的破岩效率，降低钻井的综合成本。
[0012]2、本实用新型通过设置有两个楔面，使复合片与岩石相互作用时接触空间相比于锥球形复合片空间大，有利于岩肩的排除和复合层的清洗和冷却，进而延长钻头使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的立体结构图。
[0014]图2为本实用新型的正视图。
[0015]图3为本实用新型的俯视图。
[0016]图4为图3的K-K剖视图。
[0017]图5为图3的L-L剖视图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0019]如图1-5所示，本实施例提供了一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，它包括齿柱I和齿冠，所述齿冠由锥形冠基2和对称设置的两个楔面3组成，其中，两个楔面3均为平面，两个楔面3上端与齿顶4交汇，两楔面3的夹角范围为103° ;齿顶4由一段外凸曲线绕一轴线旋转切割两楔面而构成的回转曲面，回转曲面的曲线为圆弧G，其圆弧G的半径为0.5mm,圆弧G的直线长度C为0.12_，锥形冠基2的上端通过圆弧倒角5与齿顶面交接，其中，锥形冠基2是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两个锥面与齿顶面相连的圆弧倒角半径(A、B)相等，圆弧倒角半径为1.0mm ;两锥面的直线母线(E、F)在同一横截面内的夹角范围为101°，锥形冠基厚度(即图4中DC直线的直线距离)为5mm。
[0020]这种齿在工作时，其齿顶是由齿顶中部与齿顶两侧，逐步与岩石接触的，在刚开始与岩石接触时，只有齿顶中部直线段与岩石接触，接触面积相比于圆形复合片要小，使的岩石上产生的局部接触应力较高，更利于岩石破碎，因而能有效提高钻头的破岩效率；通过设置有两个楔面，使复合片与岩石相互作用时接触空间相比于锥球形复合片空间大，有利于岩肩的排除和复合层的清洗和冷却，进而延长钻头使用寿命；由于齿顶与相邻的其它齿冠面是光滑连接的，消除了连接部位的应力集中现象，减少了连接部位发生破碎的几率，进一步提尚了齿的寿命，易于加工和实施。
【主权项】
1.一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，它包括齿柱和齿冠，所述齿冠由锥形冠基和对应设置的两个楔面组成，两个楔面上端与齿顶交汇，其特征在于，齿顶由一段外凸曲线绕一轴线旋转切割两楔面而构成的回转曲面，锥形冠基的上端通过圆弧倒角与齿顶面交接。2.根据权利要求1所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述两个楔面对称设置。3.根据权利要求1或2所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述楔面为平面。4.根据权利要求3所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:两楔面的夹角范围为90° -114。ο5.根据权利要求1或2所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述回转曲面的曲线为圆弧，其圆弧半径为0.5-2mm，直线长度为0.1-lmm，锥形冠基厚度为4_6mm06.根据权利要求1或2所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:锥形冠基是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两个锥面与齿顶面相连的圆弧倒角半径相等，圆弧倒角半径为l_2mm。7.根据权利要求1或2所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:锥形冠基是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两锥面的直线母线在同一横截面内的夹角范围为80。 -114。。
【专利摘要】本实用新型公开了一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，它包括齿柱和齿冠，所述齿冠由锥形冠基和对应设置的两个楔面组成，两个楔面上端与齿顶交汇，其特征在于，齿顶由一段外凸曲线绕一轴线旋转切割两楔面而构成的回转曲面，锥形冠基的上端通过圆弧倒角与齿顶面交接。本实用新型通过具有回转曲面的齿顶的切削齿在工作时，其齿顶是由齿顶中部与齿顶两侧，逐步与岩石接触的，在刚开始与岩石接触时，只有齿顶中部直线段与岩石接触，接触面积相比于圆形复合片要小，使的岩石上产生的局部接触应力较高，更利于岩石破碎，因而能有效提高钻头的破岩效率，降低钻井的综合成本。
【IPC分类】E21B10/46
【公开号】CN204703772
【申请号】CN201520407112
【发明人】周悦辉, 刘晓波
【申请人】江汉石油钻头股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月12日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于地质、钻井、矿山等钻井牙轮钻头上的锥球楔形聚晶金刚石复合片。
【背景技术】
[0002]传统聚晶金刚石复合片形状为圆形，它是由厚度为2_3mm的金刚石复合层和硬质合金基体通过高温高压条件下压制而成。随着复合片技术的不断发展，在传统复合片形状基础上研发了许多异形复合片，例如:尖形复合片，锥球形复合片(复合层为圆锥形结构)等，这类复合片的共性都是为了解决对于致密的硬塑形地层常规复合片难于吃入的问题，在相同压力情况下，齿的横截面面积越小，切削齿越利于吃入地层，岩石越容易破碎，因此，对于难于吃入的地层破岩特点就是将切削齿的横截面做的越小越有利于提高破岩效率。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型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易于吃入地层、能提高切削效率的锥球楔形聚晶金刚石复合片。
[0004]本实用新型所采用的技术方案为:一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，它包括齿柱和齿冠，所述齿冠由锥形冠基和对应设置的两个楔面组成，两个楔面上端与齿顶交汇，其特征在于，齿顶由一段外凸曲线绕一轴线旋转切割两楔面而构成的回转曲面，锥形冠基的上端通过圆弧倒角与齿顶面交接。
[0005]按上述技术方案，所述两个楔面对称设置。
[0006]按上述技术方案，所述楔面为平面。
[0007]按上述技术方案，两楔面的夹角范围为90° -114°。
[0008]按上述技术方案，所述回转曲面的曲线为圆弧，其圆弧半径为0.5-2mm，直线长度为0.1-lmm，锥形冠基(复合层厚度)厚度为4-6mm。
[0009]按上述技术方案，锥形冠基是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两个锥面与齿顶面相连的圆弧倒角半径相等，圆弧倒角半径为l_2mm。
[0010]按上述技术方案，锥形冠基是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两锥面的直线母线在同一横截面内的夹角范围为80° -114°。
[0011]本实用新型所取得的有益效果为:1、本使用新型通过具有回转曲面的齿顶的切削齿在工作时，其齿顶是由齿顶中部与齿顶两侧，逐步与岩石接触的，在刚开始与岩石接触时，只有齿顶中部直线段与岩石接触，接触面积相比于圆形复合片要小，使的岩石上产生的局部接触应力较高，更利于岩石破碎，因而能有效提高钻头的破岩效率，降低钻井的综合成本。
[0012]2、本实用新型通过设置有两个楔面，使复合片与岩石相互作用时接触空间相比于锥球形复合片空间大，有利于岩肩的排除和复合层的清洗和冷却，进而延长钻头使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的立体结构图。
[0014]图2为本实用新型的正视图。
[0015]图3为本实用新型的俯视图。
[0016]图4为图3的K-K剖视图。
[0017]图5为图3的L-L剖视图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0019]如图1-5所示，本实施例提供了一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，它包括齿柱I和齿冠，所述齿冠由锥形冠基2和对称设置的两个楔面3组成，其中，两个楔面3均为平面，两个楔面3上端与齿顶4交汇，两楔面3的夹角范围为103° ;齿顶4由一段外凸曲线绕一轴线旋转切割两楔面而构成的回转曲面，回转曲面的曲线为圆弧G，其圆弧G的半径为0.5mm,圆弧G的直线长度C为0.12_，锥形冠基2的上端通过圆弧倒角5与齿顶面交接，其中，锥形冠基2是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两个锥面与齿顶面相连的圆弧倒角半径(A、B)相等，圆弧倒角半径为1.0mm ;两锥面的直线母线(E、F)在同一横截面内的夹角范围为101°，锥形冠基厚度(即图4中DC直线的直线距离)为5mm。
[0020]这种齿在工作时，其齿顶是由齿顶中部与齿顶两侧，逐步与岩石接触的，在刚开始与岩石接触时，只有齿顶中部直线段与岩石接触，接触面积相比于圆形复合片要小，使的岩石上产生的局部接触应力较高，更利于岩石破碎，因而能有效提高钻头的破岩效率；通过设置有两个楔面，使复合片与岩石相互作用时接触空间相比于锥球形复合片空间大，有利于岩肩的排除和复合层的清洗和冷却，进而延长钻头使用寿命；由于齿顶与相邻的其它齿冠面是光滑连接的，消除了连接部位的应力集中现象，减少了连接部位发生破碎的几率，进一步提尚了齿的寿命，易于加工和实施。
【主权项】
1.一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，它包括齿柱和齿冠，所述齿冠由锥形冠基和对应设置的两个楔面组成，两个楔面上端与齿顶交汇，其特征在于，齿顶由一段外凸曲线绕一轴线旋转切割两楔面而构成的回转曲面，锥形冠基的上端通过圆弧倒角与齿顶面交接。2.根据权利要求1所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述两个楔面对称设置。3.根据权利要求1或2所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述楔面为平面。4.根据权利要求3所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:两楔面的夹角范围为90° -114。ο5.根据权利要求1或2所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:所述回转曲面的曲线为圆弧，其圆弧半径为0.5-2mm，直线长度为0.1-lmm，锥形冠基厚度为4_6mm06.根据权利要求1或2所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:锥形冠基是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两个锥面与齿顶面相连的圆弧倒角半径相等，圆弧倒角半径为l_2mm。7.根据权利要求1或2所述的一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，其特征在于:锥形冠基是由左、右两个锥角相同的锥面构成，两锥面的直线母线在同一横截面内的夹角范围为80。 -114。。
【专利摘要】本实用新型公开了一种锥球楔形聚晶金刚石复合片，它包括齿柱和齿冠，所述齿冠由锥形冠基和对应设置的两个楔面组成，两个楔面上端与齿顶交汇，其特征在于，齿顶由一段外凸曲线绕一轴线旋转切割两楔面而构成的回转曲面，锥形冠基的上端通过圆弧倒角与齿顶面交接。本实用新型通过具有回转曲面的齿顶的切削齿在工作时，其齿顶是由齿顶中部与齿顶两侧，逐步与岩石接触的，在刚开始与岩石接触时，只有齿顶中部直线段与岩石接触，接触面积相比于圆形复合片要小，使的岩石上产生的局部接触应力较高，更利于岩石破碎，因而能有效提高钻头的破岩效率，降低钻井的综合成本。
【IPC分类】E21B10/46
【公开号】CN204703772
【申请号】CN201520407112
【发明人】周悦辉, 刘晓波
【申请人】江汉石油钻头股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月12日
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