【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露涉及聚晶金刚石复合片(pdc)钻头的生产、特别是用于石油和天然气工业的pdc钻头的生产。
技术介绍
1、对坚硬的、磨蚀性的以及夹层之间的地层进行钻进对其中pdc刀具是使用常规的高压高温(hpht)技术形成的常规的pdc钻头提出了艰巨挑战。历史上，常规的聚晶金刚石材料(通常形成切割层，又称为金刚石台面)由于磨粒磨损、冲击损坏和热疲劳而很快变钝。因此，聚晶金刚石材料的硬度、断裂韧性和热稳定性代表着有效pdc钻头的三个限制因素。
技术实现思路
1、所描述的主题的某些方面可以作为方法来实施。提供无催化剂的合成聚晶金刚石。这些聚晶金刚石中的每一个具有至少4毫米的截面尺寸。将聚晶金刚石沉积在模具内。在将聚晶金刚石沉积在模具内之后，将基体材料沉积在该模具内。执行浸渗过程以将聚晶金刚石结合至基体材料并且形成聚晶金刚石复合片(pdc)钻头。浸渗过程包括：将沉积在模具内的聚晶金刚石和基体材料加热至高于约700摄氏度(℃)且低于约1400℃的浸渗温度。
2、这一方面和其他方面可以包括以下特征中的一个或多个特征。在一些实施方式中，提供聚晶金刚石包括：由粒度在约0.1微米(μm)至约50μm的范围内的金刚石粉末合成这些聚晶金刚石中的每一个。在一些实施方式中，提供聚晶金刚石包括：通过激光切割或机械研磨来成形这些合成聚晶金刚石中的每一个。在一些实施方式中，对于这些聚晶金刚石中的每一个，至少4毫米的截面尺寸是第一截面尺寸，并且这些聚晶金刚石中的每一个具有大于该第一截面尺寸的第二截面尺寸。在一些实
3、所描述的主题的某些方面可以作为方法来实施。提供无催化剂的合成聚晶金刚石。这些聚晶金刚石中的每一个具有至少4毫米的截面尺寸。将聚晶金刚石沉积在模具内。在将聚晶金刚石沉积在模具内之后，在该模具内形成钻头本体。在模具内形成钻头本体包括：(a)将一层基体材料颗粒沉积在模具内，(b)将粘性油墨沉积在模具内，(c)使粘性油墨固化，以及(d)按顺序重复(a)、(b)和(c)，直至形成钻头本体为止。在形成钻头本体之后，执行烧结过程以去除至少一部分粘性油墨并增加钻头本体的密度，从而形成pdc钻头。烧结过程包括：将聚晶金刚石和钻头本体加热至高于约600℃且低于约1400℃的烧结温度。
4、这一方面和其他方面可以包括以下特征中的一个或多个特征。在一些实施方式中，提供聚晶金刚石包括：由粒度在约0.1微米(μm)至约50μm的范围内的金刚石粉末合成这些聚晶金刚石中的每一个。在一些实施方式中，提供聚晶金刚石包括：通过激光切割或机械研磨来成形这些合成聚晶金刚石中的每一个。在一些实施方式中，对于这些聚晶金刚石中的每一个，至少4毫米的截面尺寸是第一截面尺寸，并且这些聚晶金刚石中的每一个具有大于该第一截面尺寸的第二截面尺寸。在一些实施方式中，烧结温度低于约1000℃。在一些实施方式中，烧结温度为约750℃。在一些实施方式中，烧结过程包括：以在约1℃/min至约40℃/min的范围内的加热速率加热聚晶金刚石和钻头本体，直至聚晶金刚石和钻头本体达到烧结温度为止。在一些实施方式中，烧结过程包括：将聚晶金刚石和钻头本体维持在烧结温度持续在约10分钟至约360分钟的范围内的烧结持续时间。在一些实施方式中，烧结过程包括：在将聚晶金刚石和钻头本体维持在该烧结温度持续该烧结持续时间之后，以在约-1℃/min至约-40℃/min的范围内的冷却速率冷却聚晶金刚石和钻头本体。
5、本披露的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和说明书中进行阐述。本主题的其他特征、方面和优点从说明书、附图以及权利要求将变得清楚。
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1.一种方法，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中，提供该多个聚晶金刚石包括：由粒度在约0.1微米(μm)至约50μm的范围内的金刚石粉末合成这些聚晶金刚石中的每一个。
3.如权利要求2所述的方法，其中，提供该多个聚晶金刚石包括：通过激光切割或机械研磨来成形这些合成聚晶金刚石中的每一个。
4.如权利要求2所述的方法，其中，对于这些聚晶金刚石中的每一个，该至少4毫米的截面尺寸是第一截面尺寸，并且这些聚晶金刚石中的每一个具有大于该第一截面尺寸的第二截面尺寸。
5.如权利要求2所述的方法，其中，该浸渗温度低于约800℃。
6.如权利要求2所述的方法，其中，该浸渗温度为约800℃。
7.如权利要求2所述的方法，其中，该浸渗过程包括：以在约1℃/分钟(℃/min)至约40℃/min的范围内的加热速率加热沉积在该模具内的该多个聚晶金刚石和该基体材料，直至沉积在该模具内的该多个聚晶金刚石和该基体材料达到该浸渗温度为止。
8.如权利要求7所述的方法，其中，该浸渗过程包括：将沉积在该模具内的该多个聚晶金刚石和该
9.如权利要求8所述的方法，其中，该浸渗过程包括：
10.一种方法，包括：
11.如权利要求10所述的方法，其中，提供该多个聚晶金刚石包括：由粒度在约0.1微米(μm)至约50μm的范围内的金刚石粉末合成这些聚晶金刚石中的每一个。
12.如权利要求11所述的方法，其中，提供该多个聚晶金刚石包括：通过激光切割或机械研磨来成形这些合成聚晶金刚石中的每一个。
13.如权利要求11所述的方法，其中，对于这些聚晶金刚石中的每一个，该至少4毫米的截面尺寸是第一截面尺寸，并且这些聚晶金刚石中的每一个具有大于该第一截面尺寸的第二截面尺寸。
14.如权利要求11所述的方法，其中，该烧结温度低于约1000℃。
15.如权利要求11所述的方法，其中，该烧结温度为约750℃。
16.如权利要求11所述的方法，其中，该烧结过程包括：以在约1℃/分钟(℃/min)至约40℃/min的范围内的加热速率加热该多个聚晶金刚石和该钻头本体，直至该多个聚晶金刚石和该钻头本体达到该烧结温度为止。
17.如权利要求16所述的方法，其中，该烧结过程包括：将该多个聚晶金刚石和该钻头本体维持在该烧结温度持续在约10分钟至约360分钟的范围内的烧结持续时间。
18.如权利要求17所述的方法，其中，该烧结过程包括：在将该多个聚晶金刚石和该钻头本体维持在该烧结温度持续该烧结持续时间之后，以在约-1℃/分钟(℃/min)至约-40℃/min的范围内的冷却速率冷却该多个聚晶金刚石和该钻头本体。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种方法，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中，提供该多个聚晶金刚石包括：由粒度在约0.1微米(μm)至约50μm的范围内的金刚石粉末合成这些聚晶金刚石中的每一个。
3.如权利要求2所述的方法，其中，提供该多个聚晶金刚石包括：通过激光切割或机械研磨来成形这些合成聚晶金刚石中的每一个。
4.如权利要求2所述的方法，其中，对于这些聚晶金刚石中的每一个，该至少4毫米的截面尺寸是第一截面尺寸，并且这些聚晶金刚石中的每一个具有大于该第一截面尺寸的第二截面尺寸。
5.如权利要求2所述的方法，其中，该浸渗温度低于约800℃。
6.如权利要求2所述的方法，其中，该浸渗温度为约800℃。
7.如权利要求2所述的方法，其中，该浸渗过程包括：以在约1℃/分钟(℃/min)至约40℃/min的范围内的加热速率加热沉积在该模具内的该多个聚晶金刚石和该基体材料，直至沉积在该模具内的该多个聚晶金刚石和该基体材料达到该浸渗温度为止。
8.如权利要求7所述的方法，其中，该浸渗过程包括：将沉积在该模具内的该多个聚晶金刚石和该基体材料维持在该浸渗温度持续在约10分钟至约180分钟的范围内的浸渗持续时间。
9.如权利要求8所述的方法，其中，该浸渗过程包括：
10.一种方法，包括：
11.如权利要求10所述的方法，其中，提...
【专利技术属性】
技术研发人员：占国栋，徐建辉，蒂姆西·E·莫里达克，贺端威，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：
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