[实用新型]金刚石复合片和PDC钻头

说明书

本实用新型公开了一种金刚石复合片，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，聚晶金刚石层的切削面上设置有多条凹型流道，凹型流道由聚晶金刚石层一侧端面边缘向另一侧端面边缘延伸而成，凹型流道为深度均匀变化的流道，凹型流道深度自聚晶金刚石层切削面的边缘向中心逐渐递增，凹型流道沿流道轨迹方向的切面为圆弧形。本实用新型进一步公开了一种PDC钻头，其包括上述的金刚石复合片。本实用新型提出的金刚石复合片和PDC钻头，在提高金刚石复合片寿命的同时，还提高了其排屑及冷却能力。

技术领域

本实用新型涉及地质钻探用钻井工具技术领域，尤其涉及一种金刚石复合片和PDC钻头。

背景技术

目前，在地下资源钻探工程中，最常使用的钻头包括牙轮钻头和PDC钻头，而这两种钻头在钻井过程中，通常都使用钻井液（即泥浆）来冷却钻头并将破碎了的岩屑从井底携带出地面。PDC钻头在破岩效率及耐磨性方便具有显著的优势，但是其在工作过程中，金刚石复合片始终与地下的岩石接触，摩擦发热量大，容易导致复合片产生热裂纹而破损，这样会使得PDC钻头的耐磨性及强度急剧下降。PDC钻头在钻进过程中，由于切削面对岩层的切削会产生大量的岩屑，岩屑会对刀翼表面造成冲击，严重时会冲蚀刀翼，并且这些岩屑在排屑不畅的情况下会附着在刀翼表面，随着钻头的钻进在刀翼表面重复循环累积，以致堵塞排屑槽，使钻头出现泥包现象，影响钻头的正常使用，减少了钻头的使用寿命。因此，发明设计一种具有较好排屑及冷却能力的金刚石复合片，以提高其使用寿命，进而提高钻头使用寿命成为一种迫切需要。

申请号201520345530.X的中国专利公开了一种带内部冷却孔的聚晶金刚石复合片，其在硬质合金基体和聚晶金刚石层上穿透硬质合金基体和聚晶金刚石层开有穿透性冷却通孔，通过该冷却通孔达到冷却PDC钻头聚晶金刚石复合片的切削刃口的效果，但是其缺点是在硬质合金基体和聚晶金刚石层上设置通孔，容易导致金刚石复合片的崩裂，影响钻头的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种金刚石复合片和PDC钻头，旨在提高金刚石复合片的寿命，同时提高其排屑及冷却能力。

为实现上述目的，本实用新型提供一种金刚石复合片，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，所述聚晶金刚石层的切削面上设置有多条凹型流道，凹型流道由聚晶金刚石层一侧端面边缘向另一侧端面边缘延伸而成，凹型流道为深度均匀变化的流道，凹型流道深度自聚晶金刚石层切削面的边缘向中心逐渐递增，凹型流道沿流道轨迹方向的切面为圆弧形。

优选地，所述凹型流道的深度为所述金刚石层厚度的5%-15%。

优选地，所述凹型流道的数量为4-8个。

优选地，多条所述凹型流道平行设置。

优选地，所述凹型流道沿垂直流道轨迹方向的切面为圆角矩形。

优选地，所述凹型流道沿垂直流道轨迹方向的切面为圆角倒三角形。

优选地，所述凹型流道的轨迹方向与聚晶金刚石层的轴线方向垂直设置。

优选地，所述聚晶金刚石层远离硬质合金基体一侧的切削面为平面。

优选地，沿凹型流道的长度方向上，凹型流道的宽度先增加后减小。

本实用新型进一步提出一种PDC钻头，包括如上所述的金刚石复合片。

本实用新型提出的金刚石复合片，具有以下有益效果：