用以提供的增强金属组分和复合组分之间的粘合力的预扩散心轴涂层制造技术

钻头和相关联的制造和使用方法采用粘合至复合金属基体材料的预先扩散心轴。所述预扩散心轴包括化学改变的表面组成，所述表面组成增强与通过用粘合剂渗透金属基体组分形成的复合金属基体组分的粘合。所述化学改变的表面可被构造为减小邻近所述心轴的富含粘合剂的区域、与所述复合金属基体组分机械地互锁或防止沿所述粘合形成脆性金属间颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用以提供的增强金属组分和复合组分之间的粘合力的预扩散心轴涂层专利技术背景1.专利
本公开一般涉及井下工具，诸如可用于在与油气勘探、钻探和生产有关的操作中的钻头。更具体而言，本公开的实施方案涉及与由粘合至金属心轴的金属-基体复合材料(MMC)构成的钻头相关的工具、系统和方法。2.
技术介绍
通常在勘探、钻探和生产烃类物、水、地热能或其它地下资源的操作中，旋转钻头用于形成通过地质构造的井筒。旋转钻头通常包括旋转锥钻头或牙轮钻头和固定切割钻头或刮刀钻头。固定切割钻头通常由具有切割元件或设置在选定位置以与地质结构接合的插入件的钻头主体形成。钻头主体通常由金属-基体复合材料构成，因此这种固定切割钻头有时可被称为“基体钻头”。基体钻头的制造过程通常包括在诸如石墨的材料块中形成模腔。模腔可被加工为具有钻头的期望外部特征的负轮廓。钻头的其它特征(诸如刀片、切割凹穴和/或流体流动通道)可通过使模腔成形和/或通过将临时置换材料定位在模腔内来提供。预成型金属心轴可放置在模腔内，以提供对基体钻头主体的增强，并且便于将所得基体钻头主体与在其上具有钻柱连接器的金属柄部附连。一旦形成模具，一定量的松散增强材料或金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造钻头部件的方法，所述方法包括：将第一扩散剂涂敷至限定在用于所述钻头部件的心轴上的粘合位置的至少一部分；通过将所述心轴和所述第一扩散剂加热至处理温度来化学改性所述粘合位置的表面组成；在化学改性所述表面组成之后，由粘合剂渗透基体组分以形成复合材料；和围绕所述心轴上的所述粘合位置冷却所述复合材料，以将所述复合材料在所述粘合位置处粘合至所述心轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造钻头部件的方法，所述方法包括：将第一扩散剂涂敷至限定在用于所述钻头部件的心轴上的粘合位置的至少一部分；通过将所述心轴和所述第一扩散剂加热至处理温度来化学改性所述粘合位置的表面组成；在化学改性所述表面组成之后，由粘合剂渗透基体组分以形成复合材料；和围绕所述心轴上的所述粘合位置冷却所述复合材料，以将所述复合材料在所述粘合位置处粘合至所述心轴。2.根据权利要求1所述的方法，其中对所述粘合位置的表面组成化学改性包括由以下组成的群组中的至少一种：扩散、反应、相互作用、渗碳、渗氮、渗硼、撞击、冲击、热喷涂、焊接、沉积或机械地冲击所述心轴的所述粘合位置。3.根据权利要求1所述的方法，其还包括在化学改性所述表面组成之前，使表面特征形成于所述粘合位置中。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述表面特征包括由以下组成的群组中的至少一种：凹坑、凹痕、狭槽、凹槽、螺纹、凹陷、通道、凸起、穿孔、凸块、鳍状物、滚花、开垛口和雉堞。5.根据权利要求3所述的方法，其还包括在涂敷所述第一扩散剂之前在所述心轴中形成所述表面特征。6.根据权利要求3所述的方法，其还包括由所述第一扩散剂在所述心轴中形成所述表面特征。7.根据权利要求1所述的方法，其还包括将颗粒植入所述心轴的所述粘合位置中以增加所述心轴在所述粘合位置中的表面积，其中所述颗粒由熔点温度高于熔化所述粘合剂的熔渗温度的材料构成。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述颗粒由限定所述金属基体组分的材料构成。9.根据权利要求1所述的方法，还包括将至少第二扩散剂涂敷至所述第一扩散剂上方的外层中的所述粘合位置，其中所述第二扩散剂不同于所述第一扩散剂。10.根据权利要求1所述的方法，还包括在对所述表面组成化学改性之后且在用所述粘合剂渗透所述金属-基体组分之前将至少第二扩散...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·O·库克三世，J·G·托马斯，D·B·沃格拉维地，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US