公开了一种基本上均匀的颗粒混合物。该混合物包括含有多个第一官能团的多个衍生化纳米金刚石颗粒。该混合物还包括多个微米金刚石颗粒，其中所述衍生化纳米金刚石颗粒和微米金刚石颗粒构成基本上均匀的颗粒混合物。该混合物还可以包括多个第三颗粒，所述多个第三颗粒含有不同于所述衍生化纳米金刚石颗粒的纳米颗粒、或不同于所述微米金刚石颗粒的多个微米颗粒、或它们的组合，并且所述衍生化纳米金刚石颗粒、所述衍生化微米金刚石颗粒和第三颗粒构成所述基本上均匀的颗粒混合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金刚石颗粒混合物相关申请的交叉引用本申请是2011年3月31日提交的美国专利申请序列号13/077，426的部分继续并且要求其优先权，以及还要求2010年4月14日提交的美国临时专利申请序列号61/324，142的优先权，并且含有涉及与本申请同日提交的共同未决专利申请代理人案号0MS4-505002-US主题的主题；它们全部归转让给与本申请相同的受让人BakerHughesIncorporated of Houston, Tex as并且通过引用将它们全文并入本文。
技术介绍
工业金刚石已广泛和成功地用于许多井下应用。它们用来例如提供超硬磨料(superabrasive)钻井表面以提供改善性能的各种井下工具和组件,包括在地下地层(earth formation)中形成用于烃生产、二氧化碳封存等钻孔的地钻工具。通常使用金刚石通过将它们固定到本体而提供切削元件。例如，固定切削刀地钻旋转钻头(也称作“刮刀钻头”)包括固定在钻头的钻头本体的金刚石切削元件。类似地，牙轮地钻旋转钻头可以包括在牙轮(cone)中的各种金刚石部件，所述牙轮安装在从钻头本体的巴掌(leg)伸出的牙轮轴上从而使每个牙轮能够围绕上面安装该牙轮的牙轮轴旋转。可以将多个金刚石切削元件安装到钻头的每个牙轮。特别地，由小(例如微米尺寸)金刚石晶粒通过使用金属催化剂的高温、高压过程熔融并结合在一起而形成且支承在陶瓷基材上的多晶金刚石复合体(PDC)，用作井下切削元件。已发现roc钻头提供超硬磨料磨蚀表面，其能够在长时期且在温度、压力和腐蚀性井下环境的严重井下条件下切削穿过坚硬的岩石，并同时维持钻头的完整性和性能。其中催化剂材料保留在金刚石台面(diamond table)内的PDC切削元件通常一直到约750°C的温度都呈热稳定性，尽管在温度超过约400°C时该切削元件内的内应力可能由于金属催化剂中的相变(例如钴，其经历从β相到α相的转变)和/或金刚石晶粒与晶界处的催化剂金属的热膨胀差异而开始产生。因此，随着时间，这样的PDC钻头仍遭受积累失效模式。在钻孔过程中，切削元件会磨损、破裂或积累损伤，这会改变、限制或显著劣化它们在井下应用中的性能。因此，需要提供促进用来形成roc的微米尺寸金刚石晶粒的改善的成核和生长并且还可以用于降低保留在多晶金刚石微结构中的金属催化剂有关的内应力的金刚石组合物，以及制备这些金刚石组合物的方法。考虑到许多期望的金刚石性能，还需要提供可以用于其它应用，包括各种流体、磨料(abrasive)、涂料和其它粉末复合体应用的金刚石组合物。概述在一个示例性实施方案中，公开了一种基本上均匀的颗粒混合物。该混合物包括含有多个第一官能团的多个衍生化纳米金刚石颗粒。该混合物还包括多个微米金刚石颗粒，其中所述衍生化纳米金刚石颗粒和微米金刚石颗粒构成基本上均匀的颗粒混合物。附图简要描述现参照附图图I是衍生化纳米金刚石和微米金刚石颗粒在溶剂中的基本上均匀悬浮体的示例性实施方案的示意性横截面图示；图2是衍生化纳米金刚石和衍生化微米金刚石颗粒在溶剂中的基本上均匀悬浮体的第二示例性实施方案的示意性横截面图示；图3是衍生化纳米金刚石、衍生化微米金刚石和衍生化第三颗粒(包括衍生化纳米颗粒)在溶剂中的基本上均匀悬浮体的第三示例性实施方案的示意性横截面图示；图4是衍生化纳米金刚石、衍生化微米金刚石和衍生化第三颗粒(包括衍生化纳米颗粒和衍生化微米颗粒)在溶剂中的基本上均匀悬浮体的第四示例性实施方案的示意性横截面图示； 图5是衍生化纳米金刚石、衍生化微米金刚石、以及衍生化和非衍生化的第三颗粒(包括非衍生化纳米颗粒和衍生化微米颗粒)在溶剂中的基本上均匀悬浮体的第五示例性实施方案的示意性横截面图示；图6是衍生化纳米金刚石、衍生化微米金刚石、以及衍生化和非衍生化的第三颗粒(包括非衍生化纳米颗粒和衍生化微米颗粒)、和催化剂-溶剂颗粒在溶剂中的基本上均匀悬浮体的第六示例性实施方案的示意性横截面图示；图7是通过从图I的悬浮体除去溶剂形成的基本上均匀的颗粒混合物的示例性实施方案；图8是通过从图2的悬浮体除去溶剂形成的基本上均匀的颗粒混合物的第二示例性实施方案；图9是通过从图3的悬浮体除去溶剂形成的基本上均匀的颗粒混合物的第三示例性实施方案；附图说明图10是通过从图4的悬浮体除去溶剂形成的基本上均匀的颗粒混合物的第四示例性实施方案；图11是通过从图5的悬浮体除去溶剂形成的基本上均匀的颗粒混合物的第五示例性实施方案；图12是通过从图6的悬浮体除去溶剂形成的基本上均匀的颗粒混合物的第六示例性实施方案；图13是制备本文公开的衍生化纳米金刚石和微米金刚石的基本上均匀悬浮体的方法的示例性实施方案；图14是显示纳米金刚石核、碳洋葱和无定形碳区域的示例性纳米金刚石的透射电子显微镜法(TEM)图像；图15是示例性多晶金刚石复合体(PDC)的横截面图；图16是显示纳米金刚石(ND)、与I-碘十二烷(ND+Do_I)混合的纳米金刚石、和正十二烷基改性的纳米金刚石(Do-ND)的TGA性能的对比热解重量分析法(TGA)图；图17A和17B显示了未改性的纳米金刚石(图17A)和正十二烷基改性的纳米金刚石(图17B)的傅里叶变换红外光谱(FT-IR)谱图；图18A-18C显示了收到状态的纳米金刚石(图18A)、用十二烷基衍生化后的纳米金刚石(图18B)、和TGA后(post-TGA)的纳米金刚石(图18C)的拉曼IR谱图；以及图19是用衍生化纳米金刚石和微米金刚石制得的示例性多晶金刚石，用非衍生化纳米金刚石和微米金刚石制得的对比多晶金刚石，仅微米金刚石，商业多晶金刚石，和“浸析”的商业多晶金刚石的相对磨损面积相对于切削距离的对比图。详述公开了包含衍生化纳米金刚石34颗粒和微米金刚石40颗粒的基本上均匀混合物20的新颖的金刚石组合物，以及由这些颗粒的基本上均匀悬浮体10制备这些金刚石颗粒的基本上均匀混合物20的方法。衍生化纳米金刚石30颗粒和微米金刚石颗粒40的基本上均匀混合物20可以用于任何合适的应用和任何合适的目的，包括各种磨料、涂料、润滑剂和粉末复合体。更具体地，衍生化纳米金刚石34颗粒和微米金刚石颗粒40的基本上均匀混合物20可以用于制备TOC。衍生化纳米金刚石34颗粒和微米金刚石颗粒40的基本上均匀悬浮体10可以通过本文公开的使用衍生化纳米金刚石34颗粒形成悬浮体10的方法进行制备。如本文所使用的，例如关于颗粒的混合物20或悬浮体10的术语“基本上均匀”是指所提及的颗粒类型通常均匀地分散在混合物20或悬浮体10内，而没有各种颗粒类型的很大范围聚结或分离，但是如本文所进一步描述可以包括相同类型或不同类型的颗粒的一些局部聚结。例如，各种纳米金刚石簇，包括平均尺寸为约50-150nm，更特别地约50-100，更特别地约75nm的那些，可表现出局部晶粒聚结。如本文所使用的，术语“多晶”是指材料(例如金刚石或金刚石复合物)包含通过粒间键直接键合在一起的多个颗粒(即晶体)。材料的个体晶粒的晶体结构可以在多晶材料内的空间中任意取向。由于在例如颗粒的压块和烧结期间发生的成核和晶粒生长，多晶材料的晶粒尺寸可以与用于形成该材料的组成颗粒的尺寸不同。本文提及的“纳米金刚石”或“微米金刚石”应理解为是指纳米金本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：S·查克拉伯蒂，G·阿格拉瓦尔，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。