[发明专利]改善沥滤的刀具的性能的方法

说明书

关联申请

本申请关联于2012年2月21日提交的题为“Use of Capacitance to Analyze Polycrystalline Diamond(使用电容来分析多晶金刚石)”的美国专利申请No.13/401,188、2012年2月21日提交的题为“Use of Eddy Current to Analyze Polycrystalline Diamond(使用涡流来分析多晶金刚石)”的美国专利申请No.13/401,231以及2012年2月21日提交的题为“Use of Capacitance and Eddy Current to Analyze Polycrystalline Diamond(使用电容和涡流来分析多晶金刚石)”的美国专利申请No.13/401,335，所有这些文献均援引包含于此。

技术领域

本发明总地针对具有多晶结构的经沥滤组件，更具体地涉及将至少一部分沥滤的副产品材料从多晶结构内的沥滤层去除的经沥滤组件，将至少一部分副产品材料从这些经沥滤组件去除的方法以及测试该去除方法的效率的方法。

背景技术

多晶金刚石复合片(PDC)已被用于工业应用，包括岩石钻凿应用和金属机加工应用。该复合片已表现出优于一些其它类型的切割元件的优势，例如更好的耐磨性和耐冲击性。PDC可在增进金刚石-金刚石接合的催化剂/溶剂的参与下通过在被称为“金刚石稳定区”的高压和高温(HPHT)状态下将各金刚石微粒烧结在一起来形成，所述“金刚石稳定区”一般高于40千帕并在1200℃和2000℃之间。对于烧结的金刚石复合片的催化剂/溶剂的一些例子是钴、镍、铁和其它Ⅷ族金属。PDC通常具有高于70％体积的金刚石含量，典型为大约80％至大约98％。根据一个例子，无衬的PDC可机械接合至工具(未示出)。替代地，PDC接合于衬底，由此形成PDC刀具，该PDC刀具一般可插入到或安装至井下工具(未示出)，例如钻头或扩眼器。

图1示出根据现有技术具有多晶金刚石(PCD)切割台110或复合片的PDC刀具100的侧视图。尽管在示例性实施例中描述了PCD切割台110，但其它类型的切割台，包括多晶氮化硼(PCBN)复合片，被用于其它类型的刀具。参见图1，PDC刀具100一般包括PCD切割台110和耦合至PCD切割台110的衬底150。PCD切割台110大约为十分之一英寸(2.5毫米)厚，该厚度根据PCD切割台110所使用的应用而变化。

衬底150包括顶表面152、底表面154以及从顶表面152的外周向底表面154的外周延伸的衬底外壁156。PCD切割台110包括切割表面112、对向表面114以及从切割表面112的外周向对向表面114的外周延伸的PCD切割台外壁116。PCD切割台110的对向表面114耦合至衬底150的顶表面152。典型地，PCD切割台110使用高压和高温(HPHT)挤压耦合至衬底150。然而，可使用其它本领域内技术人员已知的方法来将PCD切割台110耦合至衬底150。在一个实施例中，一旦PCD切割台110耦合至衬底150，PCD切割台110的切割表面112基本平行于衬底的底表面154。另外，PDC刀具100已图示为具有正圆柱形状；然而，PDC刀具100在其它示例性实施例中形成为其它几何或非几何形状。在某些示例性实施例中，对向表面114和顶表面152是基本平坦的；然而在其它示例性实施例中，对向表面114和顶表面152是不平坦的。另外，根据一些示例性实施例，在切割表面112的至少一部分外周周围形成斜面(未示出)。

根据一个例子，PDC刀具100是通过独立地形成PCD切割台110和衬底150并随后将PCD切割台110接合于衬底150而形成的。替代地，一开始形成衬底150并随后通过将多晶金刚石粉末放置在顶表面152上并使多晶金刚石粉末和衬底150处于高温和高压工艺下而将PCD切割台110形成在衬底150的顶表面152上。替代地，衬底150和PCD切割台110在同一时间形成并接合在一起。尽管已简单提到了形成PDC刀具100的几种方法，但也可使用本领域内技术人员已知的其它方法。