[發明專利]鉆井工具中的局部化粘結劑形成

在審

• 申請號: 201580072255.1
• 申請日: 2015-03-05
• 公開（公告）號: CN107109902A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: G·O·庫克三世;D·B·沃格拉維地
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B10/42
• 分類號: E21B10/42;E21B10/43;E21B10/62
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 丁曉峰

1.一種鉆頭，其包括：

本體；

多個刀片，所述多個刀片位于所述本體上；

多個切割元件，所述多個切割元件位于所述多個刀片中的至少一者上；

加強材料，所述加強材料形成所述本體和所述多個刀片的部分；

局部化粘結材料，所述局部化粘結材料放置在所述加強材料內選定位置處，其中所述局部化粘結材料在所述選定位置處賦予選定的物理性質；以及

通用粘結材料，所述通用粘結材料滲透入所述加強材料和所述局部化粘結材料。

2.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述局部化粘結材料具有以下各項中的至少一項的形狀：薄片、板材、球粒、環、球體、圓柱體、網格、格柵、濾網、弧長、曲桿、立方體、矩形棱柱和平行六面體。

3.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述局部化粘結材料增大所述選定位置處的止裂性質。

4.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述局部化粘結材料增大所述選定位置處的沖擊韌性。

5.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述局部化粘結材料增大所述選定位置處的抗腐蝕性質。

6.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述局部化粘結材料修改所述選定位置處的表面能性質。

7.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述局部化粘結材料是與所述通用粘結材料不同的材料。

8.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述局部化粘結材料和所述通用粘結材料反應以形成以下各項中的至少一項：金屬間組合物、陶瓷組合物、延性合金組合物、硬合金組合物以及沉淀硬化或可硬化合金組合物。

9.如權利要求1所述的鉆頭，其中所述局部化粘結材料以梯度配置放置在所述加強材料內。

10.一種制造基體鉆頭的方法，其包括：

將加強材料放置在基體鉆頭本體模具中；

在所述基體鉆頭本體模具中將局部化粘結材料放置在所述加強材料內選定位置處，其中所述局部化粘結材料在所述選定位置處賦予選定的物理性質；

在所述基體鉆頭本體模具中將通用粘結材料放置在所述加強材料的頂部上；

將所述基體鉆頭本體模具、所述加強材料、所述局部化粘結材料以及所述通用粘結材料加熱到高于所述通用粘結材料的熔點的溫度；

用所述通用粘結材料滲透所述加強材料和所述局部化粘結材料；以及

使所述基體鉆頭本體模具、所述加強材料、所述局部化粘結材料以及所述通用粘結材料冷卻以形成基體鉆頭本體。

11.如權利要求10所述的方法，其中所述局部化粘結材料具有以下各項中的至少一項的形狀：薄片、板材、球粒、環、球體、圓柱體、網格、格柵、濾網、弧長、曲桿、立方體、矩形棱柱和平行六面體。

12.如權利要求10所述的方法，其中所述局部化粘結材料是與所述通用粘結材料不同的材料。

13.如權利要求10所述的方法，其中所述局部化粘結材料和所述通用粘結材料反應以形成以下各項中的至少一項：金屬間組合物、陶瓷組合物、延性合金組合物、硬合金組合物以及沉淀硬化或可硬化合金組合物。

14.如權利要求10所述的方法，其中在所述基體鉆頭本體模具中將所述局部化粘結材料放置在所述加強材料內所述選定位置處包括：以梯度配置將所述局部化粘結材料放置在所述加強材料內。

15.如權利要求10所述的方法，其中所述局部化粘結材料修改以下各項中的至少一項：所述選定位置處的止裂性質、所述選定位置處的沖擊韌性、所述選定位置處的抗腐蝕性質以及所述選定位置處的表面能性質。

16.一種鉆井系統，其包括：

鉆柱；以及

鉆井工具，所述鉆井工具耦接到所述鉆柱，所述鉆井工具包括：

本體；

多個刀片，所述多個刀片位于所述本體上；

多個切割元件，所述多個切割元件位于所述多個刀片中的至少一者上；

加強材料，所述加強材料形成所述本體和所述多個刀片的部分；

局部化粘結材料，所述局部化粘結材料放置在所述加強材料內選定位置處，其中所述局部化粘結材料在所述選定位置處賦予選定的物理性質；以及

通用粘結材料，所述通用粘結材料滲透入所述加強材料和所述局部化粘結材料。