[發明專利]具有耐磨金剛石表面的切割元件

在審

• 申請號: 201480048838.6
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN105556052A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 方毅;J·D·貝爾納普;S·L·霍爾曼;R·戴維斯;H·張
• 申請（專利權）人: 史密斯國際有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;E21B10/50;E21B10/54
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新;蔡洪貴

1.一種包括多晶金剛石的切割元件，所述多晶金剛石具有外表面，所 述外表面具有大于約500MPa的壓應力。

2.如權利要求1所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石成結合到基 體上的金剛石臺的形式，且所述壓應力大于約900MPa。

3.如權利要求2所述的切割元件，所述切割元件在所述金剛石臺和基 體之間包括一個或多個過渡層。

4.如權利要求2所述的切割元件，其中，所述壓應力在約900至 1500MPa的范圍內。

5.如權利要求2所述的切割元件，其中，所述金剛石臺具有圓頂形外 表面，所述圓頂形外表面具有約0.6mm至約3mm之間的厚度。

6.如權利要求1所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石成未結合到 基體上的金剛石臺的形式，且所述壓應力在約500至1100MPa的范圍內。

7.如權利要求1所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石具有圓頂形 外表面，所述圓頂形外表面具有曲率半徑在約3.5mm至13.3mm之間的頂 點。

8.如權利要求1所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石中的立方鈷 與六方鈷之比大于約1.2。

9.如權利要求1所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石中的立方鈷 與六方鈷之比從約1.5至2.5。

10.一種用于鉆探地下地層的鉆頭，包括本體和可操作地附接于所述本 體上的至少一個如權利要求1中所述的切割元件。

11.一種包括多晶金剛石的切割元件，多晶金剛石中的立方鈷與六方鈷 之比大于約1.2。

12.如權利要求11所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石中的立方 鈷與六方鈷之比從約1.5至2.5。

13.如權利要求11所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石的表面具 有大于約500MPa的壓應力。

14.如權利要求11所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石具有圓頂 形表面。

15.如權利要求11所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石成金剛石 臺的形式，并且基體被附接至所述金剛石臺。

16.如權利要求15所述的切割元件，其中，所述多晶金剛石的表面具 有大于約900MPa的壓應力。

17.如權利要求16所述的切割元件，其中，所述表面具有約900至 1500MPa之間的壓應力。

18.一種用于鉆探地下地層的鉆頭，包括本體和可操作地附接于所述本 體上的至少一個如權利要求11中所述的切割元件。

19.一種制造包括多晶金剛石的切割元件的方法，包括：

在存在催化劑材料的情況下，將多個金剛石顆粒的組合體暴露于高壓/ 高溫條件下以形成多晶金剛石；以及

處理所述多晶金剛石，以在所述多晶金剛石的外表面上產生大于約 500MPa的壓應力。

20.如權利要求19所述的方法，其中，在所述暴露步驟期間，形成具 有圓頂形外表面的多晶金剛石。

21.如權利要求19所述的方法，其中，所述多晶金剛石被附接到基體 上，且在所述處理步驟期間，所述多晶金剛石具有大于約900MPa的壓應 力。

22.如權利要求21所述的方法，其中，所述壓應力在約900至1500MPa 的范圍內。

23.如權利要求19所述的方法，其中，所述多晶金剛石不附接于基體 上，且在所述處理步驟期間，所述多晶金剛石具有約500至1100MPa的范 圍內的壓應力。

24.如權利要求19所述的方法，其中，所述多晶金剛石成臺的形式， 所述臺的厚度在約0.6mm至3mm之間。