專利名稱：金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片，屬于超硬材料制造領(lǐng)域。
金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片是由金剛石層與硬質(zhì)合金襯底在超高壓高溫條件下燒結(jié)而成的復(fù)合超硬材料，它兼有金剛石與硬質(zhì)合金的優(yōu)異性能，被廣泛地用作石油鉆頭上的鉆削元件—鉆齒。鉆井時(shí)鉆頭上的復(fù)合片鉆齒承受地層強(qiáng)大的切削阻力與沖擊力，復(fù)合片的金剛石層局部、即鉆削地層的刃口部位產(chǎn)生強(qiáng)烈磨損與崩刃，嚴(yán)重影響鉆頭的鉆井速度與鉆井深度。復(fù)合片的抗磨損能力取決于金剛石層的厚度，即厚度越厚，金剛石含量越多，抗磨損能力越強(qiáng)；而復(fù)合片抗崩刃的能力取決于金剛石層與硬質(zhì)合金襯底的結(jié)合強(qiáng)度，結(jié)合強(qiáng)度越好，復(fù)合片抗崩刃能力越高。為提高金剛石層與硬質(zhì)合襯底層的結(jié)合強(qiáng)度，實(shí)用新型專利ZL942015363．3、ZL95209001．5以及ZL96245178．9分別提出了在硬質(zhì)合金襯底結(jié)合面上開直槽，環(huán)形槽、環(huán)直槽等若干種方案，使復(fù)合片的金剛石層與硬質(zhì)合金襯底相互嚙合，其結(jié)合強(qiáng)度與抗崩刃能力有所增加，鉆井效果有所改善，但是其金剛石層的厚度較薄，最大厚度(凹槽處)均小于2mm，因此復(fù)合片的抗磨損能力較低，鉆頭的鉆井速度與鉆井深度還不能滿足深井或超深井鉆頭的使用要求。
本實(shí)用新型之目的是增加金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片的金剛石層厚度，提高其抗磨損能力，提供一種深井或超深井鉆頭用金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片。
上述目的是通過下列方案實(shí)現(xiàn)的金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片(


圖1)系由金剛石層(1)與硬質(zhì)合金襯底(2)在超高壓高溫條件下燒結(jié)而成，在硬質(zhì)合金襯底(2)與金剛石層(1)的結(jié)合面的園周上開有兩個(gè)月牙形凹槽(3)，金剛石層(1)深入凹槽(3)中，其厚度為2～8mm。
所述的月牙形凹槽(3)的深度L為1～7mm、弦高H為2～5mm，月牙形凹槽(3)的數(shù)量為1～4個(gè)。
所述的硬質(zhì)合金襯底(2)與金剛石層結(jié)合面的原始形狀(圖2)有A平面形、B直槽形、C環(huán)槽形、D環(huán)直槽形或它們的組合形，即在具有上述形狀的硬質(zhì)合金襯底(2)的結(jié)合面上均可開月牙形凹槽(3)。
因此，本金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)金剛石層(1)在月牙形凹槽(3)處的厚度可達(dá)2～8mm，一般為4mm，復(fù)合片作為鉆齒焊接到基體上時(shí)，以該處作為鉆削地層的刃口，可大大提高抗磨損能力，從而使鉆頭的鉆井速度與鉆井深度顯著增加。實(shí)踐證明采用本金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片作為鉆齒的鉆頭，鉆井速度可提高20％以上，鉆井深度可提高40％以上，可滿足深井或超深井鉆頭的使用要求。
圖1為本實(shí)用新型金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片的示意圖。
圖2為本實(shí)用新型金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片的硬質(zhì)合金襯底(2)示意圖。
實(shí)施例1一種金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片(
圖1)，由金剛石層(1)和硬質(zhì)合金襯底(2)在超高壓高溫條件下燒結(jié)而成，其襯底(2)采用結(jié)合面為平面形的結(jié)構(gòu)(圖2—A)，其月牙形凹槽(3)的深度為2．5mm、弦高為2mm、凹槽2個(gè)對稱分布。金剛石層(1)在月牙形凹槽(3)處的厚度為3．5mm。
實(shí)施例2如實(shí)施例1所述之金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片(
圖1)，不同的是其襯底(2)采用結(jié)合面為直槽形結(jié)構(gòu)，其月牙形凹槽(3)的深度為3mm、弦高為3mm，凹槽2個(gè)對稱分布。金剛石層(1)在月牙形凹槽(3)處的厚度為4mm。
權(quán)利要求1.一種金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片，系由金剛石層(1)與硬質(zhì)合金襯底(2)在超高壓高溫下燒結(jié)而成，其特征是在襯底(2)與金剛石層(1)的結(jié)合面的園周上開有月牙形凹槽(3)。
2.如權(quán)利要求(1)所述之金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片，其特征是月牙形凹槽(3)的深度為1～7mm、弦高為2～5mm、槽數(shù)1～4個(gè)。
3.如權(quán)利要求(1)或(2)所述之金剛石／硬質(zhì)合金復(fù)合片，其特征是硬質(zhì)合金襯底(2)的結(jié)合面形狀為平面形或直槽形或環(huán)槽形或環(huán)直槽形或它們的組合形。
專利摘要本實(shí)用新型金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片是由金剛石層(1)與硬質(zhì)合金襯底(2)在超高壓高溫下燒結(jié)而成,適合用作石油鉆頭上的鉆齒。其特征是在硬質(zhì)合金襯底(2)與金剛石層(1)的結(jié)合面的圓周上開有月牙形凹槽(3),可增加金剛石層的厚度與金剛石含量,提高復(fù)合片鉆齒的抗磨損能力,從而使鉆頭的鉆井速度與鉆井深度大大增加,可滿足深井或超深井鉆頭的使用要求。
文檔編號E21B10/46GK2412684SQ0020371
公開日2001年1月3日 申請日期2000年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月22日
發(fā)明者趙云良, 趙爽之 申請人:鄭州新亞復(fù)合超硬材料有限公司