[發(fā)明專利]用于滲透金屬基復(fù)合材料鉆頭中的芯軸的替代材料在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201580077151.X | 申請日： | 2015-03-31 |
| 公開（公告）號： | CN107407132A | 公開（公告）日： | 2017-11-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | D·B·沃格拉維地;J·G·托馬斯;G·O·庫克三世 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈里伯頓能源服務(wù)公司 |
| 主分類號： | E21B10/42 | 分類號： | E21B10/42;E21B10/54;E21B10/62;B23K1/00;B23K13/01;B23K20/02;B23K20/12;B22D19/04;B22D19/14;B22D19/02;B22D25/02 |
| 代理公司： | 上海專利商標事務(wù)所有限公司31100 | 代理人： | 陳揚揚,朱黎明 |
| 地址： | 美國得*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 滲透 金屬 復(fù)合材料 鉆頭 中的 替代 材料 | ||
1.一種滲透金屬基復(fù)合材料(MMC)鉆頭，其包括：
鉆頭體，其包括增強復(fù)合材料，所述增強復(fù)合材料包括由粘合劑材料滲透的增強顆粒；
多個切割元件，其耦接至所述鉆頭體的外部；
芯軸，其位于所述鉆頭體內(nèi)且包括選自由鈦基合金、鎳基合金、銅基合金、鈷基合金和難熔金屬基合金組成的組的M基合金，其中由“M”表示的元素是合金組合物中最普遍的元素；和
柄，其耦接至所述芯軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述滲透MMC鉆頭包括選自由固定齒鉆頭、固定角鉆頭、牙輪鉆頭、取芯鉆頭、雙中心鉆頭和孕鑲鉆頭組成的組的鉆頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述增強顆粒的選擇基于所述M基合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述粘合劑材料的選擇基于所述M基合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述M基合金是鈦基合金，其選自由工業(yè)純鈦、鈦-氧、鈦-鋁-釩、鈦-鈀、鈦-鉬-鎳、鈦-鋁-錫、鈦-鋁-錫-鋯-鉬、鈦-釩-鐵-鋁、鈦-鋁-釩-鉻-鋯-鉬及其任何組合組成的組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述M基合金是鎳基合金，其選自由工業(yè)純鎳、鎳-銅、鎳-鉻、鎳-鉻-鐵、鎳-鉻-鉬、鎳-鉬、含鎳-鉻的奧氏體超級合金、奧氏體鎳基超級合金、鎳-鉻超級合金、鎳-銅-鉻超級合金、鎳基超級合金及其任何組合組成的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述M基合金是銅基合金，其選自由工業(yè)純銅、銅-鋅、銅-鋅-鎳、銅-錫、銅-錫-鋁、銅-鎳及其任何組合組成的組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述M基合金是銅基合金，其選自由工業(yè)純鈷、AMS 5789D、鈷-鉻、鈷-鉻-鎢、鈷-鉻-鉬、鈷-鉻-鎳、鈷-鉻-鎳-鉬、鈷基超級合金及其任何組合組成的組。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述M基合金是難熔金屬基合金，其選自由鉭、鎢、錸、鉬、鈮、鉿、鋯、釩及其任何組合組成的組。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述M基合金是難熔金屬基合金，其選自由鉭-鎢、鉭-鎢-鉬、鉭-鎢-錸、鉭-鎢-鉬-錸、鉭-鎢-鋯、鎢-錸、鎢-鉬、鎢-錸-鉬、鎢-鉬-鉿、鎢-鉬-鋯、鎢-釕、鈮-釩、鈮-釩-鈦、鈮-鋯、鈮-鎢-鋯、鈮-鉿-鈦、鈮-鎢-鉿及其任何組合組成的組。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其中所述柄經(jīng)由選自由慣性焊接、摩擦攪拌焊接、摩擦焊接、慣性焊、感應(yīng)焊接、釬焊、擴散接合、瞬態(tài)液相(TLP)接合及其任何組合組成的組的接合工藝耦接至所述芯軸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透MMC鉆頭，其還包括限定在所述芯軸的外表面的一些或全部上的表面特征。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的滲透MMC鉆頭，其中所述表面特征選自由小尺度波紋、鋸齒、階梯、波浪、凹坑、凹陷、突起、凸塊、翅片、螺紋、斜角、燕尾、滾花，及其任何組合組成的組。
14.一種制造滲透金屬基復(fù)合材料(MMC)鉆頭的方法，其包括：
將芯軸定位在限定滲透室的模具組件的內(nèi)部，其中所述芯軸由選自由鈦基合金、鎳基合金、銅基合金、鈷基合金和難熔金屬基合金組成的組的M基合金制成；
將增強材料沉積至所述滲透室中；
用粘合劑材料滲透所述增強材料，并從而產(chǎn)生硬質(zhì)復(fù)合材料；
在滲透期間在所述芯軸和所述硬質(zhì)復(fù)合材料之間形成接頭；和
將柄附接至所述芯軸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其還包括基于所述M基合金的材料選擇所述增強顆粒。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其還包括基于所述M基合金的所述材料選擇所述粘合劑材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中將所述柄附接至所述芯軸包括使用選自由慣性焊接、摩擦攪拌焊接、摩擦焊接、慣性焊、感應(yīng)焊接、釬焊、擴散接合、瞬態(tài)液相(TLP)接合及其任何組合組成的組的接合工藝將所述柄耦接至所述芯軸。
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