申請人:中國石油化工股份有限公司 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院 中國石油大學(xué)(華東)
發(fā)明人:鄒德永 路保平 楊順輝 侯緒田 劉天科 于鵬 孫源秀 豆寧輝 趙向陽 牛成成
摘要:本發(fā)明提出了一種聚晶金剛石復(fù)合齒,包括硬質(zhì)合金基體和聚晶金剛石層;硬質(zhì)合金基體一端為安裝部,另一端為工作部;聚晶金剛石層形成于工作部的外表面上,且聚晶金剛石層呈圓錐形結(jié)構(gòu);其通過在工作部的外表面形成圓錐形的聚晶金剛石層,提高了聚晶金剛石復(fù)合齒在工作時(shí)吃入地層的能力,從而實(shí)現(xiàn)了犁切方式進(jìn)行破巖,有效地提高了破巖效率;本發(fā)明還提供一種聚晶金剛石復(fù)合齒的制造方法,用于制造上述聚晶金剛石復(fù)合齒;本發(fā)明再提供一種鉆頭,其采用上述聚晶金剛石復(fù)合齒,有效地提高了破巖效率。
主權(quán)利要求:1.一種聚晶金剛石復(fù)合齒,包括:硬質(zhì)合金基體,其包括安裝部以及位于所述硬質(zhì)合金基體一端的工作部;聚晶金剛石層,其形成于所述工作部的外表面上,并且呈圓錐形結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所述工作部呈圓 錐形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所述工作部的錐 角大于所述聚晶金剛石層的錐角。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所述工作部的錐 角為90~130°;所述聚晶金剛石層的錐角為70~110°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所 述工作部在錐頂處形成第一球面,所述聚晶金剛石層在錐頂處形成第二球面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所述第一球面的 曲率半徑大于所述第二球面的曲率半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所述第一球面的 曲率半徑為5~15mm;所述第二球面的曲率半徑為1.5~3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所 述工作部的外表面處形成有第一結(jié)合構(gòu)件,所述聚晶金剛石層的內(nèi)表面處形成有 能夠與所述第一結(jié)合構(gòu)件形成形狀互補(bǔ)式配合的第二結(jié)合構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所述聚晶金 剛石層的厚度大于或等于2mm,且所述聚晶金剛石層位于錐頂處的厚度為3~ 6mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其特征在于,所述安裝 部呈圓柱形。
11.一種用于制造根據(jù)上述權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的聚晶金剛石復(fù)合 齒的方法,其特征在于,將金剛石微粉、結(jié)合劑和所述硬質(zhì)合金基體在溫度為 1400~1600℃,壓力為6~8GPa的真空條件下燒結(jié)10~20分鐘。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造聚晶金剛石復(fù)合齒的方法,其特征在于,所 述金剛石微粉的粒度為10~100μm。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造聚晶金剛石復(fù)合齒的方法,其特征在于,所 述硬質(zhì)合金基體為鎢鈷硬質(zhì)合金基體,且所述鎢鈷硬質(zhì)合金基體中鈷含量為5%~ 10%。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造聚晶金剛石復(fù)合齒的方法,其特征在于,所 述結(jié)合劑為鈷粉末、鐵粉末和鎳粉末中的任一種或多種組合。
15.一種鉆頭,包括鉆頭基體和通過所述安裝部而安裝在所述鉆頭基體上的 根據(jù)上述權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的聚晶金剛石復(fù)合齒,其中,所述聚晶 金剛石復(fù)合齒與所述鉆頭基體的表面的夾角為70~75°。