申请人:中国石油化工股份有限公司 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院 中国石油大学(华东)
发明人:邹德永 路保平 杨顺辉 侯绪田 刘天科 于鹏 孙源秀 豆宁辉 赵向阳 牛成成
摘要:本发明提出了一种聚晶金刚石复合齿,包括硬质合金基体和聚晶金刚石层;硬质合金基体一端为安装部,另一端为工作部;聚晶金刚石层形成于工作部的外表面上,且聚晶金刚石层呈圆锥形结构;其通过在工作部的外表面形成圆锥形的聚晶金刚石层,提高了聚晶金刚石复合齿在工作时吃入地层的能力,从而实现了犁切方式进行破岩,有效地提高了破岩效率;本发明还提供一种聚晶金刚石复合齿的制造方法,用于制造上述聚晶金刚石复合齿;本发明再提供一种钻头,其采用上述聚晶金刚石复合齿,有效地提高了破岩效率。
主权利要求:1.一种聚晶金刚石复合齿,包括:硬质合金基体,其包括安装部以及位于所述硬质合金基体一端的工作部;聚晶金刚石层,其形成于所述工作部的外表面上,并且呈圆锥形结构。
2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所述工作部呈圆 锥形结构。
3.根据权利要求2所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所述工作部的锥 角大于所述聚晶金刚石层的锥角。
4.根据权利要求2所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所述工作部的锥 角为90~130°;所述聚晶金刚石层的锥角为70~110°。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所 述工作部在锥顶处形成第一球面,所述聚晶金刚石层在锥顶处形成第二球面。
6.根据权利要求5所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所述第一球面的 曲率半径大于所述第二球面的曲率半径。
7.根据权利要求5所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所述第一球面的 曲率半径为5~15mm;所述第二球面的曲率半径为1.5~3mm。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所 述工作部的外表面处形成有第一结合构件,所述聚晶金刚石层的内表面处形成有 能够与所述第一结合构件形成形状互补式配合的第二结合构件。
9.根据权利要求1或2所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所述聚晶金 刚石层的厚度大于或等于2mm,且所述聚晶金刚石层位于锥顶处的厚度为3~ 6mm。
10.根据权利要求1或2所述的聚晶金刚石复合齿,其特征在于,所述安装 部呈圆柱形。
11.一种用于制造根据上述权利要求1到10中任一项所述的聚晶金刚石复合 齿的方法,其特征在于,将金刚石微粉、结合剂和所述硬质合金基体在温度为 1400~1600℃,压力为6~8GPa的真空条件下烧结10~20分钟。
12.根据权利要求11所述的制造聚晶金刚石复合齿的方法,其特征在于,所 述金刚石微粉的粒度为10~100μm。
13.根据权利要求11所述的制造聚晶金刚石复合齿的方法,其特征在于,所 述硬质合金基体为钨钴硬质合金基体,且所述钨钴硬质合金基体中钴含量为5%~ 10%。
14.根据权利要求11所述的制造聚晶金刚石复合齿的方法,其特征在于,所 述结合剂为钴粉末、铁粉末和镍粉末中的任一种或多种组合。
15.一种钻头,包括钻头基体和通过所述安装部而安装在所述钻头基体上的 根据上述权利要求1到10中任一项所述的聚晶金刚石复合齿,其中,所述聚晶 金刚石复合齿与所述钻头基体的表面的夹角为70~75°。