少一个区域，以与所述金刚石结构的包含明显较少的所述至少一种添加剂的至少一个其他区域相比，增加所述PCD对沥滤液的渗透性或所述PCD对沥滤液的接纳性。
2.权利要求1的方法，其中所述添加剂包含一种或多种亲水物。
3.权利要求1的方法，其中所述至少一种添加剂选自但不限于二硼化钛(TiB2)、纤锌矿型氮化硼(w-BN)、立方氮化硼(c-BN)、二硼化锆(ZrB2)、纤锌矿型碳化硅、富勒烯和导电碳同素异形体。
4.权利要求1的方法，其中所述催化剂包含金属。
5.权利要求1至4任一项的方法，其中所述添加剂的晶粒的尺寸小于60微米。
6.权利要求1至5任一项的方法，其中所述金刚石砂粒的晶粒的尺寸小于60微米。
7.权利要求6的方法，其中所述金刚石砂粒的晶粒的尺寸小于30微米。
8.权利要求6的方法，其中所述金刚石砂粒的晶粒的尺寸在至少一个维度中小于100纳米。
9.权利要求1至5的方法，其中所述至少一种添加剂占所述金刚石结构的所述至少一个区域的小于10体积％。
10.权利要求9的方法，其中所述至少一种添加剂占所述金刚石结构的所述至少一个区域的小于5体积％。
11.权利要求9的方法，其中所述至少一种添加剂占所述金刚石结构的所述至少一个区域的小于I体积％。
12.权利要求9的方法，其中所述至少一种添加剂在所述金刚石结构的所述至少一个区域中的量占所述金刚石结构的所述至少一个区域的0.05和0.5体积％之间。
13.权利要求1至12任一项的方法，其中所述复合片具有多个表面，其至少一个是工作表面；并且其中所述复合片具有邻接所述工作表面的至少一个含有所述至少一种添加剂的离散区域，和至少一个不含所述至少一种添加剂的区域。
14.权利要求1至12任一项的方法，其中所述至少一种添加剂位于所述复合片内的至少一个离散区域中，并且其中所述复合片具有至少一个有PCD而没有添加剂的其他区域。
15.权利要求1至12任一项的方法，其中所述至少一种添加剂具有添加剂与P⑶的第一比例，并且其中所述方法还包括将金刚石砂粒混合物的晶粒与所述至少一种添加剂的晶粒以不同于所述第一比例的第二比例混合，其中形成包含具有第一比例的所述添加剂与P⑶混合物的至少一个离散区域和具有第二比例的所述至少一种添加剂与P⑶混合物的至少一个离散区域的复合片。
16.权利要求1至12任一项的方法，其中形成的所述复合片具有多个表面，其至少一个是工作表面和其至少一个是底表面；并且其中形成的所述复合片具有至少两层PCD，第一层PCD具有第一尺寸或尺寸范围的晶粒，其邻接所述工作表面，并且第二层更接近所述底表面，具有大于所述第一尺寸或尺寸范围的PCD晶粒。
17.权利要求1至15任一项的方法，其还包括从所述金刚石结构沥滤金属催化剂。
18.权利要求1至12任一项的方法，其中， 所述复合片具有多个表面，其至少一个是工作表面； 所述复合片具有邻接所述工作表面的至少一个含有所述至少一种添加剂的离散区域，和至少一个不含所述至少一种添加剂的区域；并且 所述方法还包括从所述金刚石结构、包括从所述至少一个含有所述混合物的离散区域沥滤催化剂。
19.权利要求1至12任一项的方法，其中， 所述复合片具有多个表面，其至少一个是工作表面； 所述复合片具有至少一个含有所述至少一种添加剂的离散区域，和不含所述至少一种添加剂的区域；并且 所述方法还包括从所述工作表面从所述金刚石结构沥滤金属催化剂，所述沥滤发生在所述至少一个含有所述至少一种添加剂的离散区域和所述不含所述至少一种添加剂的区域的至少一部分内。
20.权利要求1至19任一项的方法，其中通过如下方式将所述至少一种添加剂分散到所述金刚石结构的所述至少一个区域中:将所述至少一种添加剂混合到所述金刚石砂粒中，并且用形成所述复合片使得所述金刚石砂粒和所述至少一种添加剂的混合物处在所述至少一个区域中。
21.权利要求1至19任一项的方法，其中通过在烧结所述复合片之后和在部分沥滤所述金刚石结构之前回填或离子沉积，而将所述至少一种添加剂分散到所述金刚石结构中。
22.权利要求1至19任一项的方法，其中在所述复合片形成之后和所述复合片烧结之前，将所述至少一种添加剂分散到所述复合片的所述至少一个区域中。
23.钻头，其包含具有切割面的主体，所述切割面具有布置在其上的多个切割器，所述多个切割器的每一个包含与基体结合的多晶金刚石复合片，其中所述多晶金刚石复合片根据权利要求1至19之一的方法制造。
24.多晶金刚石复合片，其根据权利要求1至19任一项的方法制造。
25.用于钻头的切割器，其具有与基体结合的根据权利要求1至22任一项的方法制造的 PDCo
26.用于钻头的切割器，其包含与烧结多晶金刚石(PCD)结构结合的基体，其中 所述PCD结构包含表现出金刚石与金刚石结合的整块烧结多晶金刚石和占据所述烧结多晶金刚石内至少一部分间隙空间的金属催化剂； 所述PCD结构具有至少第一区域和第二区域，所述第一区域中散布有亲水物和所述第二区域含有明显比所述第一区域更少的所述亲水物； 所述金属催化剂已经通过从所述PCD结构的工作表面沥滤而从所述第一和第二区域的至少部分中除去，由此在所述PCD结构的沥滤和非沥滤区域之间产生相对于工作表面而言非平面的边界。
27.权利要求26的切割器，其中所述PDC的一部分含有金属催化剂，和所述PDC的一部分具有明显较少量的所述金属催化剂。
28.权利要求26的切割器，其中所述亲水物散布在与所述切割器的工作表面相邻的所述I3DC内的至少一个离散区域内，并且其中所述PDC具有至少一个不含亲水物的区域。
29.权利要求26的切割器，其中金属催化剂已经从具有所述含亲水物的H)C的所述至少一个离散区域的至少一部分中除去达到距所述工作表面预定的深度。
30.权利要求26-29任一项的切割器，其中所述亲水物具有纤锌矿型结晶结构。
31.权利要求26-29任一项的切割器，其中所述亲水物选自二硼化钛(TiB2)、纤锌矿型氮化硼(w-BN)、立方氮化硼(c-BN)、二硼化锆(ZrB2)、或纤锌矿型碳化硅。
32.权利要求26-31任一项的切割器，其具有非平面的沥滤层。
33.用于钻头的磨损元件，其包含与烧结多晶金刚石(PCD)结构结合的基体，所述PCD结构包含表现出金刚石与金刚石结合的整块烧结多晶金刚石，具有至少第一区域和第二区域；其中所述第一区域含有占据所述烧结多晶金刚石的一部分或所有间隙的金属或金属合金，和所述第二区域是含有显著较少的所述金属的热稳定区域，其从所述PCD结构的工作表面向内延伸；并且其中所述第一区域和第二区域之间的边界与所述工作表面不平行。
34.原文缺失。
35.权利要求33的切割元件，其中所述PCD结构具有上表面和至少一个侧表面；并且其中所述工作表面包括所述PCD结构的上表面。
36.权利要求33的磨损元件，其中所述边界的深度，从所述工作表面起测量，在整个所述工作表面中变化；其中所述工作表面在使用之前呈现出热稳定PCD的第一切割轮廓，并且在使用期间一旦至少一部分所述工作表面磨损到预定深度时，呈现出不同于所述第一切割轮廓的热稳定PCD的预定第二切割轮廓。
37.制造烧结多晶金刚石结构的方法，所述方法包括: 形成包含金刚石砂粒的复合片； 在催化剂存在下烧结所述复合片，从而形成包含表现出金刚石与金刚石结合的整块烧结多晶金刚石(PDC)的金刚石结构，所述金属催化剂占据其中的孔隙；和 从所述烧结金刚石结构内与所述结构的工作表面相邻的区域部分沥滤所述催化剂； 其中所述烧结金刚石结构在所述复合片的部分内包含至少一个区域，其与所述金刚石结构的至少一个其他区域相比，所述PCD对沥滤液的渗透性或所述PCD对沥滤液的接纳性增加。
38.权利要求37的方法，其中所述复合片具有多个表面，其至少一个是工作表面；并且其中具有增加的渗透性或接纳性的所述至少一个区域邻接所述工作表面。
39.装置，其包含与烧结多晶金刚石(PCD)结构结合的基体，其中 所述PCD结构包含表现出金刚石与金刚石结合的整块烧结多晶金刚石和占据所述烧结多晶金刚石内至少一部分间隙空间的金属催化剂； 所述PCD结构具有至少第一区域和第二区域，所述第一区域与所述第二区域相比具有对沥滤液的提高的渗透性； 所述金属催化剂已经通过从所述PCD结构的工作表面沥滤而从至少部分所述第一和第二区域中除去，由此在所述PCD结构的沥滤和非沥滤区域之间产生相对于工作表面而言非平面的边界。
【专利摘要】用于切割元件或其他磨损部件的多晶金刚石(PCD)切割层的沥滤速率通过在沥滤之前在所述PCD中引入添加剂而改变。将所述添加剂选择性引入PCD切割结构的一个或多个区域中允许控制所述PCD结构的部件的选择性沥滤的沥滤速率，其允许在所制造的PCD结构的所述沥滤和非沥滤区域之间生成边界，使得与暴露于所述沥滤液的一个或多个表面不平行。所述添加剂包含增加所述PCD对所述沥滤液的渗透性或所述PCD对所述沥滤液的接纳性的材料，例如亲水物。
【IPC分类】C30B28-00, C30B29-04, E21B10-46
【公开号】CN104769167
【申请号】CN201380058345
【发明人】M·D·穆玛, A·D·穆尔多克, J·M·克莱格, W·H·达博斯, N·A·鲍登
【申请人】阿特拉钻孔技术有限合伙公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2013年9月5日
【公告号】CA2883864A1, EP2893059A1, US20140069726, WO2014039649A1