申請(qǐng)?zhí)枺?01380036607.9
       申請(qǐng)人：哈里伯頓能源服務(wù)公司
       發(fā)明人：G·E·韋弗 R·L·拉迪

       摘要：本發(fā)明提供一種包含具有頂部區(qū)域和增強(qiáng)附著區(qū)域的熱穩(wěn)定多晶金剛石(TSP)體的超硬研磨體，其中所述增強(qiáng)附著區(qū)域包含占所述增強(qiáng)附著區(qū)域總體積的至少30體積％的碳化鎢顆粒。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種超硬研磨元件，其具有通過連接材料附著在基材上的所述超硬研磨體，所述連接材料位于碳化鎢顆粒內(nèi)部或周圍。本發(fā)明還提供一種帶有所述超硬研磨元件的掘進(jìn)機(jī)鉆頭。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供形成所述超硬研磨體和元件的方法，所述方法包括在增強(qiáng)附著區(qū)域內(nèi)形成帶有碳化鎢顆粒的PCD(多晶金剛石)體，隨后溶浸PCD體并通過在碳化鎢顆粒內(nèi)部或周圍的連接材料將其附著在基材上。

       主權(quán)利要求：1.一種超硬研磨體，其包含具有頂部區(qū)域和增強(qiáng)附著區(qū)域的熱穩(wěn)定多晶金剛石(TSP)體，其中所述增強(qiáng)附著區(qū)域包含占所述增強(qiáng)附著區(qū)域總體積的至少30體積％的碳化鎢顆粒。
       2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬研磨體，其中所述TSP體包含含有金剛 石和催化劑的多晶金剛石(PCD)，其中至少85％的催化劑已經(jīng)被除去。 
       3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬研磨體，其中所述TSP體包含F(xiàn)eCl3-酸 溶浸的TSP體。 
       4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬研磨體，其中所述碳化鎢顆粒包含共晶 碳化鎢。 
       5.一種超硬研磨元件，包含： 具有頂部區(qū)域和增強(qiáng)附著區(qū)域的熱穩(wěn)定多晶金剛石(TSP)體，其中所述 增強(qiáng)附著區(qū)域包含占所述增強(qiáng)附著區(qū)域總體積的至少30體積％的碳化鎢顆 粒； 基材，所述TSP體附著于所述基材；和 設(shè)置于基材內(nèi)部或上面和所述TSP體的增強(qiáng)附著區(qū)域的碳化鎢顆粒內(nèi) 部或周圍的連接材料。 
       6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述TSP體包含含有金 剛石和催化劑的多晶金剛石(PCD)，其中至少85％的催化劑已經(jīng)被除去。 
       7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述TSP體包含F(xiàn)eCl3- 酸溶浸的TSP體。 
       8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述碳化鎢顆粒包含共 晶碳化鎢。 
       9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述連接材料包含釬焊 材料。 
       10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述連接材料包含焊 接材料。 
       11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述連接材料包含滲 透材料。 
       12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述基材包含碳化鎢。 
       13.一種掘進(jìn)機(jī)鉆頭，包含： 鉆頭體；和 安裝在所述鉆頭體上的超硬研磨元件，所述超硬研磨元件包含： 具有頂部區(qū)域和增強(qiáng)附著區(qū)域的熱穩(wěn)定多晶金剛石(TSP)體，其中 所述增強(qiáng)附著區(qū)域包含占所述增強(qiáng)附著區(qū)域總體積的至少30體積％的碳化 鎢顆粒； 基材，所述TSP體附著于所述基材；和 設(shè)置于基材內(nèi)部和所述TSP體的增強(qiáng)附著區(qū)域的碳化鎢顆粒內(nèi)部 或周圍的連接材料。 
       14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述TSP體包含含有金 剛石和催化劑的多晶金剛石(PCD)，其中至少85％的催化劑已經(jīng)被除去。 
       15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述TSP體包含F(xiàn)eCl3- 酸溶浸的TSP體。 
       16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述碳化鎢顆粒包含共 晶碳化鎢。 
       17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述連接材料包含釬焊 材料。 
       18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述連接材料包含焊接 材料。 
       19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述連接材料包含滲透 材料。 
       20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述基材包含碳化鎢。 
       21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述基材包含所述鉆頭。 
       22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述超硬研磨元件為刀 具形式。 
       23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述超硬研磨元件為耐 磨元件形式。 
       24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述超硬研磨元件為軸 承形式。 
       25.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述超硬研磨元件為噴 嘴形式。 
       26.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進(jìn)機(jī)鉆頭，其中所述超硬研磨元件為流 體流動(dòng)或侵蝕控制元件形式。 
       27.一種形成超硬研磨體的方法，該方法包括： 通過以下方式形成多晶金剛石(PCD)元件：將金剛石晶體的晶粒、催化 劑和碳化鎢顆粒置于足夠的溫度和壓力下以形成金剛石體基質(zhì)和包含催化 劑的間隙基質(zhì)，其中所述碳化鎢顆粒位于一區(qū)域內(nèi)以形成所述PCD元件的 增強(qiáng)附著區(qū)域；和 從PCD中溶浸出至少85％的催化劑以形成具有碳化鎢顆粒的熱穩(wěn)定多 晶金剛石(TSP)，所述碳化鎢顆粒位于PCD元件的增強(qiáng)附著區(qū)域，其中碳 化鎢顆粒的體積為所述增強(qiáng)附著區(qū)域總體積的至少30％。 
       28.一種形成超硬研磨元件的方法，該方法包括： 通過以下方式形成多晶金剛石(PCD)元件，將金剛石晶體的晶粒、催化 劑和碳化鎢顆粒置于足夠的溫度和壓力下以形成金剛石體基質(zhì)和包含催化 劑的間隙基質(zhì)，其中所述碳化鎢顆粒位于一區(qū)域內(nèi)以形成所述PCD元件的 增強(qiáng)附著區(qū)域； 從PCD中溶浸出至少85％的催化劑以形成具有碳化鎢顆粒的熱穩(wěn)定多 晶金剛石(TSP)，所述碳化鎢顆粒位于PCD元件的增強(qiáng)附著區(qū)域，其中碳 化鎢顆粒的體積為所述增強(qiáng)附著區(qū)域總體積的至少30％；和 通過在碳化鎢顆粒內(nèi)部或周圍設(shè)置連接材料，將TSP用冶金法或微機(jī) 械法附著在基材上。 
       29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的形成超硬研磨元件的方法，其中將所述 TSP附著于基材上的步驟包括釬焊，所述連接材料包含釬焊材料。        
       30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的形成超硬研磨元件的方法，其中將所述 TSP附著于基材上的步驟包括焊接，所述連接材料包含焊接材料。        
       31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的形成超硬研磨元件的方法，其中將所述 TSP附著于基材上的步驟包括用滲透材料對(duì)所述基材和所述TSP中的碳化 鎢顆粒進(jìn)行滲透，所述連接材料包含滲透材料。