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鉆地旋轉鉆頭和制造具有顆粒基體復合鉆頭體的鉆地旋轉鉆頭的方法

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:不限
  • 發布日期:2021-09-13
  • 技術成熟度:正在研發
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

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  • 技術(專利)類型 發明專利
  • 申請號/專利號 CN200680050594.0 
  • 技術(專利)名稱 鉆地旋轉鉆頭和制造具有顆粒基體復合鉆頭體的鉆地旋轉鉆頭的方法 
  • 項目單位 貝克休斯公司
  • 發明人 R·H·史密斯,J·H·史蒂文斯,J·L·達根,N·J·萊昂斯,J·W·伊森,J·D·格拉德尼,J·A·奧克斯福德,B·J·克雷斯特 
  • 行業類別 醫藥制造-制藥設備
  • 技術成熟度 正在研發
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯系人 吳祈韓
  • 發布時間 2021-09-13  
  • 01

    項目簡介

    用于形成鉆地鉆頭的鉆頭體的方法包括組裝生坯部件、半生坯部件或完全燒結部件,和燒結所述組裝部件。其它方法包括等靜壓制粉末以形成大體上由顆粒基體復合材料構成的生坯,和燒結所述生坯以提供具有所需最終密度的鉆頭體。形成鉆地鉆頭的方法包括提供大體上由顆粒基體復合材料形成的鉆頭體(52)和將鉆桿附接到鉆頭體上。通過擠壓粉末以形成生坯和燒結所述生坯而提供鉆頭體。鉆地鉆頭包括大體上由顆粒基體復合材料形成的單一結構。單一結構包括構造為承載切削件的第一區域和包括螺紋銷的第二區域。鉆地鉆頭包括直接附接到大體上由顆粒基體復合材料形成的鉆頭體上的鉆桿。
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  • 02

    說明書

    1.一種用于形成鉆地旋轉鉆頭的方法,所述方法包括:提供多個生坯粉末部件,所述多個生坯粉末部件的至少一個生坯粉末部件構造為形成鉆頭體的一區域;將所述多個生坯粉末部件組裝以形成單一結構;燒結所述單一結構至所需最終密度以形成鉆地旋轉鉆頭的鉆頭體;在將所述單一結構燒結至所需的最終密度之后,將一延伸部附接到所述鉆頭體上;以及將構造為附接到鉆柱上的鉆桿附接到所述延伸部上。2.如權利要求1所述的方法,其中,組裝所述多個生坯粉末部件以形成所述單一結構包括:至少部分地燒結所述多個生坯粉末部件以形成多個半生坯部件;組裝所述多個半生坯部件以形成半生坯鉆頭體;和燒結所述半生坯鉆頭體到所需最終密度。3.如權利要求1所述的方法,其中,提供多個生坯粉末部件包括:提供第一粉末混合物,所述第一粉末混合物包括:多個硬質顆粒,其選自金剛石、碳化硼、氮化硼、氮化鋁、和W、Ti、Mo、Nb、V、Hf、Zr和Cr的碳化物或硼化物;和多個包括基體材料的顆粒,所述基體材料選自鈷基合金、鐵基合金、鎳基合金、鈷鎳基合金、鐵鎳基合金、鐵鈷基合金、鋁基合金、銅基合金、鎂基合金和鈦基合金;以及擠壓第一粉末混合物以形成第一生坯粉末部件。4.如權利要求3所述的方法,其中,提供多個生坯粉末部件還包括:提供構造為形成鉆頭體的用于附接到鉆桿上的另一區域的第二生坯粉末部件,所述第二生坯粉末部件包括:多個顆粒,其包括選自鈷基合金、鐵基合金、鎳基合金、鈷鎳基合金、鐵鎳基合金、鐵鈷基合金、鋁基合金、銅基合金、鎂基合金和鈦基合金的材料;并且其中,將所述延伸部附接到鉆頭體上還包括將所述延伸部附接到由第二生坯粉末部件形成的鉆頭體的所述另一區域上。5.如權利要求3所述的方法,其中,燒結所述單一結構包括:部分地燒結生坯鉆頭體以形成半生坯鉆頭體;在所述半生坯鉆頭體上機加工出至少一個特征;和燒結所述半生坯鉆頭體到所需最終密度。6.如權利要求5所述的方法,其中,在半生坯鉆頭體上機加工出所述至少一個特征包括在半生坯鉆頭體中機加工流體通道、排屑槽和切削件凹窩中的至少之一。7.如權利要求2或5所述的方法,其中,燒結所述半生坯鉆頭體到所需最終密度包括液相線下金相燒結。8.如權利要求2或5所述的方法,其中,燒結所述半生坯鉆頭體到所需最終密度包括在使半生坯鉆頭體在真空爐內經受高溫之后,使半生坯鉆頭體經受大體上等靜壓力。9.如權利要求3所述的方法,其中,擠壓所述第一粉末混合物包括下述方式之一:利用液體擠壓所述第一粉末混合物;利用大于35兆帕的大體上等靜壓力擠壓所述第一粉末混合物,并且在包括聚合物材料的袋中提供所述第一粉末混合物并給袋外表面施加大體上等靜壓力。10.如權利要求3所述的方法,還包括:擠壓不同于第一粉末混合物的至少一種附加粉末混合物以形成至少一個附加生坯粉末部件;和使所述第一生坯粉末部件與所述至少一個附加生坯粉末部件組裝以形成生坯鉆頭體。11.如權利要求3、4、5、6、9和10中的任意一項所述的方法,其中,提供所述第一粉末混合物包括提供多個-400?ASTM目碳化鎢顆粒,所述多個碳化鎢顆粒占第一粉末混合物重量比的60%到95%。12.如權利要求10所述的方法,其中,第一生坯粉末部件構造為形成用于承載多個切削件的鉆頭的至少一部分,并且其中,所述至少一個附加生坯粉末部件構造為形成用于附接到鉆桿上的鉆頭的至少另一部分。13.如權利要求1所述的方法,還包括:在與鉆頭體的第一區域相對應的模具或容器中的第一區域內提供第一粉末混合物;在與鉆頭體的第二區域相對應的模具或容器中的第二區域內提供第二粉末混合物;和在模具或容器內擠壓第一粉末混合物和第二粉末混合物。14.如權利要求13所述的方法,其中,提供所述第一粉末混合物包括:提供平均直徑為0.5微米到20微米范圍內的多個碳化鎢顆粒,所述多個碳化鎢顆粒占第一粉末混合物重量比的75%到85%;和提供多個包括基體材料的顆粒;并且其中,提供所述第二粉末混合物包括:提供平均直徑為0.5微米到20微米范圍內的多個碳化鎢顆粒,所述多個碳化鎢顆粒占第二粉末混合物重量比的65%到70%;和提供多個包括所述基體材料的顆粒;15.如權利要求3、4、5、6、9、10、12中任意一項所述的方法,其中,將所述鉆桿附接到所述延伸部上包括下述方式中的至少一種:給延伸部表面和鉆桿表面之間的接合面施加硬釬焊料;焊接所述延伸部表面和鉆桿表面之間的所述接合面;將所述延伸部壓配合到鉆桿上;將延伸部冷縮配合到鉆桿上。16.如權利要求11所述的方法,其中,將所述鉆桿附接到所述延伸部上包括下述方式中的至少一種:給延伸部表面和鉆桿表面之間的接合面施加硬釬焊料;焊接所述延伸部表面和鉆桿表面之間的所述接合面;將所述延伸部壓配合到鉆桿上;將延伸部冷縮配合到鉆桿上。17.如權利要求3、4、5、6、9、10、12中任意一項所述的方法,其中,將所述鉆桿附接到延伸部上包括:在鉆桿和延伸部的鄰接表面上提供配合螺紋;和將鉆桿旋擰到延伸部上。18.如權利要求11所述的方法,其中,將所述鉆桿附接到延伸部上包括:在鉆桿和延伸部的鄰接表面上提供配合螺紋;和將鉆桿旋擰到延伸部上。19.如權利要求3、4、5、6、9、10、12中任意一項所述的方法,還包括將表面硬化材料施加到鉆頭體和鉆桿之一的表面上。20.如權利要求11所述的方法,還包括將表面硬化材料施加到鉆頭體和鉆桿之一的表面上。21.如權利要求15所述的方法,還包括將表面硬化材料施加到鉆頭體和鉆桿之一的表面上。22.如權利要求16所述的方法,還包括將表面硬化材料施加到鉆頭體和鉆桿之一的表面上。23.如權利要求17所述的方法,還包括將表面硬化材料施加到鉆頭體和鉆桿之一的表面上。24.如權利要求18所述的方法,還包括將表面硬化材料施加到鉆頭體和鉆桿之一的表面上。25.一種鉆地旋轉鉆頭,包括大體上由顆粒基體復合材料形成的單一結構,所述單一結構包括構造為承載用于切割地層的多個切削件的第一區域,和構造為將鉆頭附接到鉆柱上的至少一個附加區域,所述至少一個附加區域包括螺紋銷。26.如權利要求25所述的鉆地旋轉鉆頭,其中所述單一結構包括隨機散布在基體材料中的多個硬質顆粒,所述硬質顆粒選自金剛石、碳化硼、氮化硼、氮化鋁、和W、Ti、Mo、Nb、V、Hf、Zr和Cr的碳化物或硼化物,所述基體材料選自鈷基合金、鐵基合金、鎳基合金、鈷鎳基合金、鐵鎳基合金、鐵鈷基合金、鋁基合金、銅基合金、鎂基合金和鈦基合金。27.如權利要求25或26中任意一項所述的鉆地旋轉鉆頭,其中,所述第一區域具有第一材料成分,所述第一材料成分包括:基體材料;和隨機散布在所述基體材料中的多個-635?ASTM目碳化鎢顆粒,所述多個碳化鎢顆粒占第一材料成分重量比的75%到85%;并且其中,所述至少一個附加區域具有不同于第一材料成分的第二材料成分。
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