專利名稱：梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及球齒技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒。
技術(shù)背景 硬質(zhì)合金球齒是一種廣泛用于潛孔錘鉆頭、牙輪鉆頭、釬頭和大直徑滾刀鉆頭等的碎巖材料，主要是以沖擊和滾壓方式破碎巖石，由于具有沖擊或微沖擊載荷作用，當(dāng)鉆進(jìn)中硬至堅(jiān)硬地層時(shí)，能比純回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式提高效率5-10倍，所以被廣泛應(yīng)用于采礦工程、地質(zhì)鉆探、水文水井鉆探、石油天然氣鉆井和大口徑工程鉆井中。但由于硬質(zhì)合金的耐磨性較低(相對于金剛石)，當(dāng)在堅(jiān)硬、磨蝕性強(qiáng)的巖石中鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭上的硬質(zhì)合金鑲嵌齒經(jīng)常被過早地磨損，特別是鉆頭周邊齒磨損更為嚴(yán)重，這不僅會降低鉆孔速度，而周邊齒的磨損還會使鉆孔直徑變小。鉆頭磨損后，必須將鉆頭連同孔內(nèi)鉆具提出地表，以對鉆頭進(jìn)行修磨或更換新的鉆頭。頻繁的提鉆，勢必會增加輔助作業(yè)時(shí)間，在鉆孔較深時(shí)尤為如此，減少純鉆進(jìn)時(shí)間。此外，新下入孔內(nèi)的鉆頭還要將已經(jīng)縮徑的鉆孔擴(kuò)大至所需尺寸，這不僅花費(fèi)時(shí)間，增加了新鉆頭的無謂的磨損。美國著名鉆探專家w. C. Maurer等人1990年統(tǒng)計(jì)指出，在深井施工中，大約有70 %的時(shí)間花費(fèi)在鉆進(jìn)和起下鉆的過程中。在硬地層地區(qū)，鉆頭費(fèi)用占整個(gè)深井掘進(jìn)費(fèi)用的50%以上?？梢姡湍バ圆蛔闶钱?dāng)前硬質(zhì)合金鉆頭壽命短、鉆進(jìn)效率低的主要原因。
發(fā)明內(nèi)容為了克服目前硬質(zhì)合金球齒的不足，本實(shí)用新型提供一種既耐磨又抗沖擊梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，來替代常規(guī)硬質(zhì)合金球齒，以解決在堅(jiān)硬、強(qiáng)研磨性巖層中硬質(zhì)合金球齒鉆頭壽命短、效率低、成本高問題。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是1、一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于由球齒表層、球齒中間梯度層和球齒底層復(fù)合所組成。根據(jù)上述所述的一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于球齒中間梯度層有3-5層。根據(jù)上述所述的一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于球齒表層是一種聚晶金剛石P⑶件；根據(jù)上述所述的一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于球齒中間梯度層是一種聚晶金剛石PCD和鈷復(fù)合件；根據(jù)上述所述的一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于球齒底層是一種YG15硬質(zhì)合金基體件。本實(shí)用新型的有益效果是在堅(jiān)硬、強(qiáng)研磨性巖層中鉆頭壽命長、效率高、成本低。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


[0012]圖I是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；I.球齒底層,2.球齒中間梯度層,3.球齒表層。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例是一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，由球齒表層3、球齒中間梯度層2和球齒底層I依次復(fù)合所組成。球齒中間梯度層2為3層。球齒表層3該部件是一種聚晶金剛石PCD件；球齒中間梯度層2該部件是一種聚晶金剛石P⑶和鈷復(fù)合件；球齒底層I該部件是一種YG15硬質(zhì)合金基體件。實(shí)施例二本實(shí)施例是一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，由球齒表層3、球齒中間梯度層2和球齒底層I依次復(fù)合所組成。球齒中間梯度層2為4層。球齒表層3該部件是一種聚晶金剛石PCD件；球齒中間梯度層2該部件是一種聚晶金剛石P⑶和鈷復(fù)合件；球齒底層I該部件是一種YG15硬質(zhì)合金基體件。實(shí)施例三本實(shí)施例是一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，由球齒表層3、球齒中間梯度層2和球齒底層I依次復(fù)合所組成。球齒中間梯度層2為5層。球齒表層3該部件是一種聚晶金剛石PCD件；球齒中間梯度層2該部件是一種聚晶金剛石P⑶和鈷復(fù)合件；球齒底層I該部件是一種YG15硬質(zhì)合金基體件。
權(quán)利要求1.一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒,其特征在于由球齒表層(3)、球齒中間梯度層(2)和球齒底層(I)復(fù)合所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于球齒中間梯度層⑵層數(shù)為3-5層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于球齒表層(3)是一種聚晶金剛石P⑶件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于球齒中間梯度層(2)是一種聚晶金剛石PCD和鈷的復(fù)合件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒，其特征在于球齒底層(I)是一種YG15硬質(zhì)合金基體件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及球齒技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種梯度結(jié)構(gòu)金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合球齒。其特征在于由球齒表層、球齒中間梯度層和球齒底層依次復(fù)合所組成。球齒中間梯度層有3-5層。球齒表層該部件是一種聚晶金剛石PCD件；球齒中間梯度層該部件是一種聚晶金剛石PCD和鈷復(fù)合件；球齒底層該部件是一種YG15硬質(zhì)合金基體件。本實(shí)用新型的有益效果是在堅(jiān)硬、強(qiáng)研磨性巖層中鉆頭壽命長、效率高、成本低。
文檔編號E21B10/42GK202467663SQ20112051963
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者周毅 申請人:周毅