[發明專利]具有高耐沖擊性的金剛石增強鉆井鑲塊

有效

• 申請號: 201210593082.6
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103184834A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 方毅;斯科特·L·霍曼
• 申請（專利權）人: 史密斯運輸股份有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫紀泉

1.一種用于鉆頭的鑲塊，所述鑲塊包括：

襯底；

位于所述鑲塊的最上端的多晶金剛石材料的工作層，其中所述多晶金剛石材料包括：

多個互連的金剛石細粒；和

粘合劑材料；以及

所述工作層與所述襯底之間的內部過渡層，其中所述內部過渡層與所述襯底相鄰；

其中所述內部過渡層具有大于所述襯底的硬度至少500HV的硬度。

2.如權利要求1所述的鑲塊，其中所述內部過渡層的硬度不超過所述襯底的硬度多于1500HV。

3.如權利要求1至2中任一項所述的鑲塊，其中所述內部過渡層的硬度大于所述襯底的硬度至少750HV。

4.如權利要求1至3中任一項所述的鑲塊，其中所述內部過渡層的硬度范圍為1900HV至3400HV。

5.如權利要求1至4中任一項所述的鑲塊，其中所述內部過渡層的硬度范圍為2000HV至2500HV。

6.如權利要求1至5中任一項所述的鑲塊，其還包括所述內部過渡層與所述工作層之間的第二過渡層。

7.如權利要求1至6中任一項所述的鑲塊，其中所述襯底具有小于或等于約1600HV的硬度。

8.如權利要求1至7中任一項所述的鑲塊，其中所述內部過渡層與所述工作層相鄰。

9.如權利要求1至8中任一項所述的鑲塊，其中所述內部過渡層包括：

多個過渡層金剛石細粒；

多個金屬碳化物或碳氮化物顆粒；以及

過渡層粘合劑材料。

10.如權利要求1至9中任一項所述的鑲塊，其中所述襯底包括金屬碳化物復合物。

11.一種用于鉆頭的鑲塊，所述鑲塊包括：

襯底；

位于所述鑲塊的最上端的多晶金剛石材料的工作層，其中所述多晶金剛石材料包括：

多個互連的金剛石細粒；和

粘合劑材料；以及

所述工作層與所述襯底之間的外部過渡層，其中所述外部過渡層與所述工作層相鄰；

其中所述工作層具有大于或等于4000HV的硬度；并且

其中所述外部過渡層具有小于所述工作層少于1500HV的硬度。

12.如權利要求11所述的鑲塊，其中所述工作層硬度與所述外部過渡層硬度之間的差值小于1200HV。

13.如權利要求11至12中任一項所述的鑲塊，其中所述外部過渡層包括：

多個過渡層金剛石細粒；

多個金屬碳化物或碳氮化物顆粒；以及

過渡層粘合劑材料。

14.如權利要求11至13中任一項所述的鑲塊，其中所述襯底具有小于或等于約1600HV的硬度。

15.如權利要求11至14中任一項所述的鑲塊，其還包括所述外部過渡層與所述襯底之間的第二過渡層。

16.如權利要求15所述的鑲塊，其中所述第二過渡層與所述襯底相鄰。

17.如權利要求15至16中任一項所述的鑲塊，其中所述第二過渡層具有比所述襯底的硬度高500HV至1500HV的硬度。

18.如權利要求15至17中任一項所述的鑲塊，其中所述第二過渡層具有在1800HV至2500HV的范圍內的硬度。

19.如權利要求11所述的鑲塊，其中所述外部過渡層與所述襯底相鄰。

20.如權利要求19所述的鑲塊，其中所述外部過渡層硬度比所述襯底硬度高500HV至1500HV。

21.一種用于鉆頭的鑲塊，所述鑲塊包括：

襯底；

位于所述鑲塊的最上端的多晶金剛石材料的工作層，其中所述多晶金剛石材料包括：

多個互連的金剛石細粒；和

粘合劑材料；以及

在所述工作層與所述襯底之間的外部過渡層，其中所述外部過渡層與所述工作層相鄰；

其中所述外部過渡層具有小于所述工作層硬度少于35％的硬度。

22.如權利要求21所述的鑲塊，其中所述外部過渡層硬度小于所述工作層硬度少于30％。