一種高效研削硬質巖層用聚晶金剛石複合片的製作方法
2023-04-25 02:15:46 2
本實用新型屬於超硬複合材料技術領域,具體涉及石油、天然氣鑽井等用工具及設備,尤其涉及一種高效研削硬質巖層用聚晶金剛石複合片。
背景技術:
聚晶金剛石複合片(PDC)是採用精選單晶金剛石粉體與硬質合金為支撐體在高溫高壓條件下燒結而成的複合超硬材料,其克服了單晶金剛石受衝擊易解理破損的難題且擁有了硬質合金的抗衝擊韌性,已被廣泛應用於機械加工、礦採及石油勘探等領域。隨著勘探理念轉變、創新,非常規油氣(比如頁巖石油、天然氣等)勘探取得迅猛發展,使得複雜較深地層使用的鑽頭設計及其聚晶金剛石複合片的性能需要不斷提升,尤其是鑽進堅硬巖層、研磨性強與堅韌夾層等難鑽地層的需求更為苛刻。
目前,雖然針對上述堅硬巖層、研磨性強與堅韌夾層等難鑽地層的鑽探已開發出多種PDC,如淺凹面PDC、錐形PDC等,但上述PDC在使用中鑽頭的鑽進效率尚不能大幅度縮短作業周期、降低開採成本。故而,本實用新型提出一種高效研削硬質巖層用聚晶金剛石複合片。
技術實現要素:
本實用新型的目的在於通過改善複合片的金剛石層結構,提供一種高效研削硬質巖層用聚晶金剛石複合片,此PDC在使用時可實現雙重破巖石方式,大幅度提高硬質巖層的鑽進效率。
為實現上述目的,本實用新型採用以下具體方案:
一種高效研削硬質巖層用聚晶金剛石複合片,包括金剛石層及與金剛石層相粘結的硬質合金支撐體;其中,所述的金剛石層包括切削層和研磨層;所述的切削層厚度範圍為0.5-2.5mm;所述的研磨層厚度範圍為2.0-6.0mm。
進一步,所述切削層為高耐磨性聚晶金剛石層。
進一步,所述研磨層為高自銳性聚晶金剛石層或熱壓金剛石燒結體。
本實用新型的有益效果為:本實用新型提供一種結構簡單、雙重破巖石方式的高效研削硬質巖層用聚晶金剛石複合片;在鑽採鑽進過程中,利用此類聚晶金剛石複合片作為耐磨切削元件,其對硬質巖層實現切削、研磨雙重破碎方式,可大幅度提高鑽進效率、節約成本。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
為了更清楚地理解本實用新型,下面將結合實施例進一步闡明本實用新型的內容,但本實用新型的內容不僅局限於下面的實施例。基於本實用新型中實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前體下所獲得其它所有實施例,均將屬於本實用新型保護的範疇。
參考附圖所示,本實用新型包括金剛石層100及與其相粘結的硬質合金支撐體200,此金剛石層100具有兩層結構,其包括切削層101和研磨層102。
實施例1
本實施例的PDC的直徑為15.88 mm,高度為13.2 mm。此PDC的金剛石層包括高耐磨性聚晶金剛石層和高自銳性熱壓金剛石燒結體,其中聚晶金剛石層厚度約1.0mm,熱壓金剛石燒結體厚度約5.0mm。此PDC與同尺寸的傳統PDC進行實驗室對比試驗,實驗室對比測試數據表明,相對於傳統PDC,此PDC研削花崗石巖效率提高約86%。
實施例2
本實施例的PDC的直徑為15.88 mm,高度為13.2 mm。此PDC的金剛石層包括高耐磨性聚晶金剛石層和高自銳性熱壓金剛石燒結體,其中聚晶金剛石層厚度約1.0mm,熱壓金剛石燒結體厚度約5.0mm。此PDC與同尺寸的孕鑲型金剛石燒結體進行實驗室對比試驗,實驗室對比測試數據表明,相對於孕鑲型金剛石燒結體,此PDC研削花崗石巖效率提高約230%。
以上所述僅為本實用新型的優選實施例,應當指出,對於本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型的技術方案前提下,還可做出若干修改或等同替代,這均視為本實用新型的保護範疇。