[發明專利]具有抗沖擊金剛石體的切割元件

有效

• 申請號: 201680048844.0
• 申請日: 2016-07-20
• 公開（公告）號: CN107923226B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: J.D.貝爾納普;方毅;M.D.弗朗斯;D.P.登博爾;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: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王增強

1.一種切割元件，包括：

多晶金剛石體，該多晶金剛石體具有工作表面并且包括形成晶體間金剛石基質的多個結合在一起的金剛石晶體，所述晶體間金剛石基質具有分散在該基質內的多個間隙區域；和

基底，該基底與所述多晶金剛石體相連并包含燒結碳化鎢，該基底具有大于200Oe的矯頑力和從73％到90％的磁飽和度。

2.根據權利要求1所述的切割元件，其中所述多晶金剛石體在所述工作表面處具有在所述多晶金剛石體由高壓/高溫工藝形成之后且在所述切割元件的任何后續熱處理之前測量的大于1.2GPa的壓縮應力。

3.根據權利要求1所述的切割元件，其中所述多晶金剛石體在所述工作表面處具有經受大于500℃的熱處理工藝之后測量的大于0.9GPa的壓縮應力。

4.根據權利要求1所述的切割元件，其中，所述基底具有從200至300Oe的矯頑力。

5.如權利要求1所述的切割元件，其中所述基底包括選自由Co、Ni、Fe及其組合組成的組中的金屬，并且其中所述基底還包含碳化鉻。

6.根據權利要求5所述的切割元件，其中所述基底包含基于所述基底的總重量從0.02至2重量百分比的碳化鉻。

7.根據權利要求1所述的切割元件，其中所述基底中的碳化物具有小于1微米的晶粒尺寸。

8.如權利要求1所述的切割元件，還包括介于所述多晶金剛石體和所述基底之間的中間層，該中間層包括多晶金剛石并且具有與所述多晶金剛石體的金剛石體積含量不同的金剛石體積含量。

9.根據權利要求1所述的切割元件，其中所述多晶金剛石體包括延伸從所述工作表面測量的至少部分深度的熱穩定區域，其中所述熱穩定區域中的所述間隙區域基本上沒有用于通過高壓/高溫工藝形成所述多晶金剛石體的催化劑材料。

10.根據權利要求9所述的切割元件，其中所述多晶金剛石體包括獨立于所述熱穩定區域的區域，該區域包括間隙區域，該間隙區域包括設置在其中的催化劑材料。

11.一種用于鉆探地下地層的鉆頭，該鉆頭包括主體和多個如權利要求1所述的切割元件，該切割元件可操作地附連到所述主體。

12.一種用于鉆探地下地層的鉆頭，包括主體和與所述主體可操作地連接的多個切割元件，該切割元件包括：

金剛石結合體，該金剛石結合體包含形成晶體間金剛石基質的多個結合在一起的金剛石晶體，所述晶體間金剛石基質具有分散在該基質內的多個間隙區域；和

金屬基底，該金屬基底與包含燒結碳化鎢的金剛石結合體連接，其中所述金屬基底包括大于200Oe的矯頑力并具有從73％到90％的磁飽和度。

13.根據權利要求12所述的鉆頭，其中所述基底具有從200至300Oe的矯頑力。

14.如權利要求12所述的鉆頭，其中所述金剛石結合體在工作表面處具有大于0.9GPa的壓縮應力。

15.如權利要求12所述的鉆頭，其特征在于，所述基底包含基于所述基底的總重量的0.2至2重量百分比的碳化鉻。

16.如權利要求15所述的鉆頭，其特征在于，所述基底包括鈷并且包括平均粒子直徑小于1微米的碳化物晶粒。

17.如權利要求12所述的鉆頭，其中所述金剛石結合體具有大于1.2GPa的壓縮應力。