[發(fā)明專利]涂覆的顆粒和相關方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180072548.1
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN103703208B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設計）人: S·查客拉伯蒂;O·庫茲涅佐夫;G·阿格拉瓦爾
• 申請（專利權）人: 貝克休斯公司
• 主分類號: E21B10/54
• 分類號: E21B10/54;B22F1/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳冀

優(yōu)選權要求

本申請要求2011年6月22日提交的、名為“涂覆的顆粒和相關方法”的美國專利申請序列號13/166,557的提交日權益。

技術領域

本公開的實施方案總體上涉及涂覆的顆粒，形成涂覆的顆粒的方法和由涂覆的顆粒形成多晶復合片的方法。具體地，本公開的實施方案涉及其上涂覆有納米顆粒的超硬材料的顆粒。

發(fā)明背景

已經(jīng)證明，超硬材料可用于廣泛的多種應用。例如，鉆地工具中所用的切割元件經(jīng)常包括多晶金剛石(PCD)材料，其可以用于形成多晶金剛石刀具(經(jīng)常稱作“PDC”)。這種多晶金剛石切割元件常規(guī)上如下來形成：在催化劑(例如鈷、鐵、鎳或者其合金及混合物)存在下，在高溫和高壓條件下，將相對小的金剛石晶粒或晶體燒結和結合在一起，以在切割元件基底上形成多晶金剛石材料的層。這些處理經(jīng)常被稱作高溫/高壓(或者“HTHP”)處理。該切割元件基底可以包含金屬陶瓷材料(即，陶瓷-金屬復合材料)，其包含在金屬基質中的硬質材料的多個顆粒，例如鈷燒結碳化鎢。在這種情況中，切割元件基底中的催化劑材料可以在燒結過程中進入金剛石晶粒或者晶體中，并且催化由金剛石晶粒或者晶體形成金剛石臺。在其他方法中，可以先將粉末化的催化劑材料與金剛石晶粒或者晶體混合，然后在HTHP處理中將晶粒或者晶體一起燒結。

用于在地下地層中形成鉆井的鉆地工具可以包括多個安裝在本體上的切割元件，包括例如固定刀具的鉆地旋轉鉆頭(也稱作“刮刀鉆頭”)。這種固定刀具的鉆頭包括多個切割元件，其固定附接到鉆頭的鉆頭體上，常規(guī)上處于在刀片和鉆頭體的其他外部部分中形成的凹處中。其他鉆地工具可以包括牙輪鉆地鉆頭，其包括附接到從懸在鉆頭體上的腿上的軸承銷的多個刀具。該刀具可以包括在刀具上經(jīng)碾磨或者其他方式形成的切割元件(有時候稱作“齒”)，其可以包括在切割元件外表面上的耐磨堆焊，或者該刀具可以包括附接到刀具上的切割元件(有時候稱作“嵌入件”)，通常處于刀具中形成的凹處中。包括超硬材料的切割元件提高了它們所附接到其上的鉆地工具的使用壽命，因為超硬材料提高了工具的強度和耐磨性。

一些超硬材料具有令人期望的性能，其使得它們可用于另外的應用中。例如，這種材料的高強度和耐磨性使得它們可用于研磨、拋光和機加工應用中。提高一些超硬材料的熱導率使得它們可以用作分散在潤滑劑(例如車用機油和泵油)中的顆粒，因為這種潤滑劑經(jīng)常用于冷卻它們所潤滑的部件。此外，提高一些超硬材料的電導率使得它們可以用作聚合物和彈性體中的填料，其中提高聚合物和彈性體的至少一些部分的電導率是令人期望的。

已經(jīng)進行了一些嘗試，通過在其上形成其他材料的層，來增強或者改變超硬材料的性能。例如，Gaurav?Saini，David?S.Jensen，Landon?A.Wiest，Michael?A.Vail，Andrew?Dadson，Milton?L.Lee，V.Shutthanandan，和Matthew?R.Linford等人的Core-Shell?Diamond?as?a?Support?for?Solid-Phase?Extraction?and?High-Performance?Liquid?Chromatigraphy，82Analytical?Chem.4448(2010年6月1日)，除了其他方面，公開了在胺官能化的微米金剛石(microdiamond)上逐層沉積含胺的聚合物和納米金剛石。

附圖說明

雖然說明書結束于具體指出和明確主張何為本發(fā)明的權利要求的書，但是當結合附圖來閱讀時，可以從下面對本發(fā)明實施方案的說明中更容易地確定本發(fā)明實施方案的不同特征和優(yōu)點，附圖中：

圖1是芯顆粒的橫截面圖；

圖2顯示了圖1的芯顆粒在用涂覆材料涂覆后的橫截面圖；

圖3顯示了圖2的涂覆的芯顆粒在納米顆粒已經(jīng)置于涂覆材料上之后的橫截面圖；

圖4是圖3的涂覆的芯顆粒在用另一涂層涂覆納米顆粒之后的橫截面圖；

圖5顯示了圖4的涂覆的芯顆粒在其他納米顆粒已經(jīng)置于其他涂層上之后的橫截面圖；

圖6顯示了圖5所示的納米顆粒的一個替代實施方案的橫截面圖；

圖7是圖5所示的涂覆的芯顆粒的另一實施方案的橫截面圖，其中其他納米顆粒直接置于該第一納米顆粒上；

圖8顯示了圖5的涂覆的芯顆粒在用又一其他涂層涂覆該其他納米顆粒之后的橫截面圖；

圖9顯示了圖8的涂覆的芯顆粒在又一其他納米顆粒已經(jīng)置于該又一其他涂層上之后的橫截面圖；