金属间结合金刚石（IBD）切削元件制造技术

一种切削元件可以包括具有结合界面区域的基体和结合到该基体的结合界面区域上的金属间结合金刚石（ＩＢＤ）元件。在一些实施例中，该基体的结合界面区域可以具有非轴对称形状和／或可以关于仅一个平面对称或关于零平面对称。在一些实施例中，该基体的结合界面区域可以具有管、斜管、具有一个或多个内部支承结构的管、铲、犁、凹形、蜂窝形状或其它不规则或复杂形状的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属间结^r刚石(IBD)切削元件 相关申请的交叉参照本申请按照美国35U.S.C§119 (e)要求2007年1月8日申请的、名称为 "金属间结^r刚石(IBD)切削元件"的美国临时申请N0.60/883884的^bJ51。 狀领域本专利技术涉及切削元件，更特别的是涉及具有多种形状和结构的金属间结合 金刚石(IBD)切削元件。 背景狀多晶金刚石致密(PDC)刀具已经成为用于在尤其是软的、中软的和中级 地层的类型、IADC码是1、 4、 5和6类型的岩石中进行石油和天然气钻井的 行业标准，。自PDC刀具和钻头的初WC^i会于1970年代中期以来，刀具制造 商和钻^i殳计者已经提出复杂的刀具形状，这些刀具形状可以优先地以能够提运动。这种形状的例子可以在Short Jr.的美国专利US4660659和美国专利 US4538690以及Barr的美国专利US4593777和美国专利US4558753中发现。 这些专利讨论了用于PDC刀具的弯曲凹入的A^T形状的金刚石层结构。Hall的美国专利US4570726描述了一种具有复杂的自结构的弯曲PDC 刮刀元件。Tibbitts的美国专利US4883132公开了一种传统的与本体设计相结合的"带平坦表面的"PDC刀具，该本体设计^^钻头刃刃上的较大空隙区域。这种专利技术构思允^itit该刀刃i^ff^切削的反向喷射。作为商业事实，发现没有更才M^复杂的刀具设计已经获得成功，^^要 是因为在高压金刚石压力机中实际制itit种刀^^L^i午多困难。如果一种刀具设计可以被制造，^PDC层或^^化鵠(WC)基体上留下高残留应力， 那么在应用领域中刀*^少断裂初性。在1990 4^的"HH^暂时期内，认为碳^目^^P、 ( CVD)金刚石能够归艮伴随PDC的带有复杂/L^形状的困难。但是，发i^I用与CVD相关联的厚的iL^正的耐磨层是极为耗费时间和^L的。更近期的发展一金属间结合金刚石(EBD"在美国专利申请公开号为 2006/0280638 (在2006年12月14日//Hf")以及国际^Hf号为WO2006/107628 (由WPIO在2006年10月12曰7^f)的申请中进行了讨论。这两个专利申请作为参考结合到本专利技术中以用于^t目的。^ feW技^M:献中具有这样的例子，其中，特f辆造的PDC刀刃布置在固定刀具钻头的正中 心，以改絲头面的该緩錄面狄区域的钻孑L^性。
技术实现思路
按照本专利技术7^f内容的教导，切削元件可以包括具有结合界面区域的基体和结合到该基体的结合界面区域上的金属间结合金刚石(IBD)元件。在一些 实施例中，该基体的结合界面区域可以具有非轴对称的形^V或可以关于仅一 个平面对称或关于零平面对称。在一些实施例中，该基体的结合界面区域可以 具有这样的形状管、斜管、具有一个或多个内部支承结构的管、伊、犁、凹 形、蜂窝形的形M其它不规则或复杂的形状。本专利技术7/Hf内容的一个方面可以包，^UD于固定刀，头的切削元件和/ 或^A件，其具有在以前是困难的，有时甚至是不能制造的结构。本专利技术^^f 内容的其中一M点可以包M成带有所^构的切削元件，并可以具有承受 与钻: L^^、高压和/或高温井3bf目关的重复沖击载荷的能力。以允许增强相邻地层的穿透性以及增强从井孔的底部移除M物质。按照本发叙件的械 附图说明通过参考下面的结合附图的描述，可以获得对本专利技术的实施例及务阮点更 全面和^A的现眸，在附图中，相同的参考数字表示相同的特征。图1A和1B显示了用于IBD刀具的管状碳^^J^体的例子。图2A-2C显示了才W-个实施例的、管状碳4谈IBD切削元件连接到切削 工具的刀片上的例子。图3A和3B显示了才娥一个实施例的、辦状碳4谈IBD切削元件连接到切削工具的刀片上的例子。图4A和4B显示了才W""个实施例的、翠形的IBD切削元件连接到基体上 的例子。图5A和5B显示了才W-个实施例的用于刺猬类型的,式钻头结构上的 IBD切削元件的例子。 M实施方式在本申请中^f^)的术语"切削元件，，和"多^^刀削元件"可以包括压块、叙 件、铣棘;If^压块等多种类型，它们满足与牙棘头""^^^J。金属间结^r刚石(IBD)的最i^C^tiHfe头刀具和钻头的设计不受之 前的限制。本专利技术的/^Hf内容包括一种切削元件，其利用ffiD才棘制造非对称的、不MJ'j的或相当复杂;W形状的实用的、有效的以;s^有用的耐磨刀具，用于钻头和井下工具，^芯i殳^"和扩孔器，在一些实施例中，切削元件可以包括具有结合界面区域的基体和结合到该 基体的结合界面区域上的金属间结合金刚石(IBD)元件。所ii^合界面区域可以包括IH"基M者基体的一部分。_&体可以由>^化鵠、钢或^f可其它合适 的材料形成。IBD元件可以通过等压热合(HIP)或^^r其它合适的方式结合 到基体的结合界面区^。如上述讨论的，IBD刀具可以形成为具有非对称、不MJ'j或相当复杂的几 何形状.在一些实施例中，基体的结合界面区域具有非轴对称形状。在一些实 施例中，该结合界面区域仅关于一个平面对称，或不关于4i^可平面对称。基体的结合界面区域可以包^^分絲完4^^伸通it^体的孑L。在一些 实施例中，基体的结合界面区域可以具有这样的形状管(例如见图1和2)、 斜管(例如见图3 )、具有一个或多个内部支承结构的管、伊、犁(例如见图4 )、 凹形、蜂窝形的形城4沐其它合适的形状。在一特殊实施例中，基体的结合 界面区域具有带有小于或等于约100度内角的犁形。当IBD与管状、伊状、#、凹形、蜂窝形城其它不細'J或相当复杂形 状的基糾目结合(如上讨絲)时，该ffiD可以允i传^i更计者在切削管理、 刀^H卩和/il^"排出引导方面具有空前的自由，从而提高钻头性能。钻头可 以净皮i更计成用具有更有效的/U5T形状的IBD刀具取代传统的PDC刀具。IBD刀^^可以允i^^i殳计者^^J带有传统PDC刀具或带有传纟A^^^r ^A件的IBD刀具的混^MMt式，以完^t于特 朱岩石类型的积42L^。这 些絲中的一些包括，例如，切口、冲击管理和緩蚀、切削力管理、4切削、 增强的1果径、和/或用于i^度钻井的,式配置。另夕卜，通ii^J造IBD刀具以取代传统的4^段、4^il4^:，该IBD 刀具可以用于石^石钻孔，IADC岩石码是3、 7和8。 ffiD刀M可以与这些 传统,式金刚石切削元件结^f吏用，以完成"tMt效果，例如，切口、 二次切 削、沖击管理、和/或it;度钻井的优点。一些固定刀具钻头可以被制iiA具有钻头本体(没有明确显示)，该钻头本 ^ft"有一个可操作以附i^钻柱上的端部。该钻柱可以将重量^>在钻头上， 有时称作"钻压"或WOB。钻柱也可以相对于延伸通过钻头本体的钻头旋转轴使 钻头旋转(^4中转数或RPM)。钻柱也可以把钻井液供给到形M钻头本体 内的腔中。多个刀刃可以被布I^钻头本体上，并从钻头本体延伸。刀刃的外部部分 和相关的刀具可以形成钻头表面轮廓。对于某些应用，刀刃可以相互协怍以形 成钻头表面轮廓，该钻头表面轮廓具有与钻头本体的所述一个端部相对的、倒 置的通常4^形的结构。对于这种应用， 一个或多个碳^4^基体可以形^本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切削元件，包括：　具有结合界面区域的基体；以及　金属间结合金刚石（ＩＢＤ）元件，其结合到所述基体的结合界面区域上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：WW金，
申请(专利权)人：霍利贝顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]