超硬材料網

　　申請號：201380071530.9
　　申請人：哈里伯頓能源服務公司
　　發明人：W·B·阿特金斯 J·托馬斯

　　摘要：一種制造旋轉鉆頭的方法，其包括形成具有內表面和外表面的模具，將金屬心軸定位在所述模具內，在所述心軸的至少一部分周圍用顆粒狀基體形成材料填裝所述模具且將絕熱材料安裝于所述外表面的至少上部周圍。在熔爐中用熔化的粘合合金熔滲所述材料并將包括所述絕熱材料的所述模具從所述熔爐移出，定向凝固在所述鉆頭的一部分中的所述材料和粘合合金，其中通過在將所述絕熱材料布置在所述模具的所述外表面的至少所述上部周圍的情況下冷卻所述模具，所述定向凝固從所述外表面的下部沿向上和向外方向進行以形成粘結至所述心軸的固體熔滲基體。 　　主權利要求：1.一種制造旋轉鉆頭的方法，所述鉆頭包括鉆頭體，所述鉆頭體具有用于連接安裝刀具的鉆柱和前導面的柄部，所述方法包括：形成所述鉆頭的模具，所述模具具有內表面和外表面；將金屬心軸定位在所述模具內，在所述心軸的至少一部分周圍用顆粒狀基體形成材料填裝所述模具；將絕熱材料安裝于所述外表面的至少上部周圍；在熔爐中用熔化的粘合合金熔滲所述材料；從所述熔爐移出所述模具，包括在所述外表面上的所述絕熱材料；定向凝固在所述鉆頭一部分中的所述材料和所述粘合合金，其中通過在將所述絕熱材料布置在所述模具的所述外表面的至少所述上部周圍的情況下冷卻所述模具，所述定向凝固從所述外表面的下部沿向上和向外方向進行以形成粘結至所述心軸的固體熔滲基體。
　　2.根據權利要求1所述的方法，其還包括在所述鉆頭的一部分 中的所述凝固材料的內部溫度冷卻至低于1700華氏度后移除所述絕 熱材料。
　　3.根據權利要求1所述的方法，其還包括用石墨形成所述模具。
　　4.根據權利要求1所述的方法，其還包括用砂形成所述模具。
　　5.根據權利要求1所述的方法，其還包括用陶瓷形成所述模具。
　　6.根據權利要求1所述的方法，其還包括用氮化硼形成所述模具。
　　7.根據權利要求3所述的方法，其中形成所述模具還包括壓印覆蓋所述模具的所述內表面的至少所述上部的砂層，其中所述砂還在 所述模具冷卻期間隔絕所述凝固材料。
　　8.根據權利要求3所述的方法，其中形成所述模具還包括將二級模具插入第一/一級模具中，用砂層覆蓋所述模具的所述內表面的至少所述上部，其中所述砂還在所述模具冷卻期間隔絕所述凝固材料。
　　9.根據權利要求1所述的方法，其中所述絕熱材料包括向所述模具的所述外表面的所述至少上部布置的反射表面。
　　10.根據權利要求1所述的方法，其中將所述絕熱材料預形成為多個絕熱工件且所述安裝方法包括組裝所述預形成絕熱工件以形成大體圓柱體形狀，其中所述圓柱體形狀的內表面貼合所述模具的所述外表面的所述至少上部。
　　11.一種減少旋轉鉆頭體的基體不連續的方法，所述鉆頭體具有用于連接安裝刀具的鉆柱和前導面的柄部，所述方法包括：形成所述鉆頭的模具，所述模具具有內表面和外表面；將絕熱材料安裝于所述外表面的至少上部周圍；將金屬心軸定位在所述模具內，在所述心軸的至少一部分周圍用 顆粒狀基體形成材料填裝所述模具；在熔爐中用熔化的粘合合金熔滲所述材料；從所述熔爐移出所述模具，包括在所述外表面上的所述絕熱材 料；在將所述絕熱材料布置在所述模具的至少上部周圍的情況下冷卻所述模具以形成粘結至所述心軸的固體熔滲基體； 其中在布置有所述絕熱材料的所述模具的所述外表面區域附近 的所述鉆頭體的至少一部分所述固體熔滲基體具有比通過大體類似 方法但未將絕熱材料布置于所述模具的所述外表面的所述至少上部周圍的情況下制造的鉆頭的相同區域少的不連續。
　　12.一種旋轉鉆頭，其包括鉆頭體，所述鉆頭體具有用于連接安裝刀具的鉆柱和前導面的柄部，所述旋轉鉆頭通過以下步驟制造：形成所述鉆頭的模具，所述模具具有內表面和外表面；將金屬心軸定位在所述模具內，在所述心軸的至少一部分周圍用顆粒狀基體形成材料填裝所述模具； 將絕熱材料安裝于所述外表面的至少上部周圍；在熔爐中用熔化的粘合合金熔滲所述材料；從所述熔爐移出所述模具，包括在所述外表面上的所述絕熱材 料；以及在將所述絕熱材料布置在所述模具的至少上部周圍的情況下冷卻所述模具以形成粘結至所述心軸的固體熔滲基體。
　　13.根據權利要求12所述的旋轉鉆頭，其還通過定向凝固在所述鉆頭的下部中的所述材料和粘合合金的步驟制造，其中通過在將所 述絕熱材料布置在所述模具的所述外表面的至少所述上部周圍的情況下冷卻所述模具，所述定向凝固從所述外表面的所述下部沿向上和 向外方向進行以形成粘結至所述心軸的固體熔滲基體。