公开(公告)号：US06568491B1

公开(公告)日：2003-05-27

申请号：US09873912

申请日：2001-06-04

申请人： Oliver Matthews, III ,  David P. Miess

发明人： Oliver Matthews, III ,  David P. Miess

IPC分类号： E21B1008

CPC分类号： E21B10/55

摘要： A graphite or silicate plug is coated with a refractory metal and positioned in the cutter pocket of a steel bodied bit as molten hardfacing material is applied to the bit surface under high temperature conditions. The refractory metal cooperates with the hardfacing material to act as a wetting agent that draws the hardfacing material into intimate contact with the body of the displacement plug. The plug is removed leaving a composite pocket opening formed by the steel body and the hardfacing material. A PDC cutter inserted into the composite pocket opening closely adheres to the sides of the opening to reduce the gap between the cutter and the hardfacing material to hereby minimize the effects of erosion in the area of the gap. The wetting material on the displacement plug permits the hardfacing material to flow into and remain in position immediately adjacent the displacement body and in the small surface area between adjacent cutter pockets. The hardfacing material also cooperates with the-steel pocket to increase the surface area of the pocket recess that provides additional structural support to the cutter to improve the stability and retention of the cutter in the bit. The refractory metal may preferably be molybdenum that is applied in a thin layer deposited by a plasma coating technique directly over the body of the graphite displacement body.

摘要翻译： 用耐火金属涂覆石墨或硅酸盐塞，并将其定位在钢质钻头的刀槽中，因为在高温条件下将熔融的表面硬化材料施加到钻头表面。 难熔金属与表面硬化材料配合起来作为润湿剂，其将表面硬化材料拉紧与位移塞的主体紧密接触。 塞子被移除，留下由钢体和表面硬化材料形成的复合口袋开口。 插入到复合口袋开口中的PDC切割器紧密地附着在开口的侧面上，以减少切割器和表面硬化材料之间的间隙，从而最小化在间隙区域中侵蚀的影响。 位移塞上的润湿材料允许表面硬化材料流入并保持在紧邻位移体的位置和相邻切割器凹穴之间的小表面区域中。 表面硬化材料还与钢袋配合以增加凹槽的表面积，为切割器提供额外的结构支撑，以提高刀具在钻头中的稳定性和保持力。 难熔金属可优选为通过等离子体涂覆技术沉积在薄层上的钼直接在石墨置换体的主体上。

公开(公告)号：US09352447B2

公开(公告)日：2016-05-31

申请号：US12555715

申请日：2009-09-08

申请人： David P. Miess ,  Andrew E. Dadson

发明人： David P. Miess ,  Andrew E. Dadson

IPC分类号： B24B1/00 ,  B24D11/00 ,  B24D3/00 ,  B24D18/00 ,  B24D99/00

CPC分类号： B24D3/005 ,  B24D18/0009 ,  B24D18/0054 ,  B24D99/005

摘要： An exemplary method of processing a polycrystalline diamond element is disclosed. According to the method, a protective layer may be formed over only a selected portion of a polycrystalline diamond element. The polycrystalline diamond element may include a polycrystalline diamond table. At least a portion of the polycrystalline diamond element may be exposed to a leaching solution such that the leaching solution contacts an exposed surface region of the polycrystalline diamond table and at least a portion of the protective layer. The protective layer may be substantially impermeable to the leaching solution. An exemplary method of manufacturing a polycrystalline diamond element is also disclosed.

摘要翻译： 公开了一种处理多晶金刚石元件的示例性方法。 根据该方法，可以仅在多晶金刚石元件的选定部分上形成保护层。 多晶金刚石元件可以包括多晶金刚石台。 多晶金刚石元件的至少一部分可以暴露于浸出溶液，使得浸出溶液接触多晶金刚石台的暴露表面区域和保护层的至少一部分。 保护层可能对浸出溶液基本上是不可渗透的。 还公开了制造多晶金刚石元件的示例性方法。

公开(公告)号：US08950519B2

公开(公告)日：2015-02-10

申请号：US13234252

申请日：2011-09-16

申请人： Jair J. Gonzalez ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Debkumar Mukhopadhyay ,  David P. Miess ,  Mark P. Chapman ,  Ronald W. Ward ,  Nicholas Christensen ,  Damon B. Crockett ,  Mohammad N. Sani

发明人： Jair J. Gonzalez ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Debkumar Mukhopadhyay ,  David P. Miess ,  Mark P. Chapman ,  Ronald W. Ward ,  Nicholas Christensen ,  Damon B. Crockett ,  Mohammad N. Sani

IPC分类号： E21B10/46

CPC分类号： E21B10/567 ,  B24D18/00 ,  E21B4/003 ,  E21B10/55 ,  E21B10/5673 ,  E21B10/5676 ,  E21B10/5735 ,  F16C33/04 ,  F16C33/043 ,  F16C2206/04 ,  F16C2352/00

摘要： Methods for at least partially relieving stress within a polycrystalline diamond (“PCD”) table of a polycrystalline diamond compact (“PDC”) include partitioning the substrate of the PDC, the PCD table of the PDC, or both. Partitioning may be achieved through grinding, machining, laser cutting, electro-discharge machining, or combinations thereof. PDC embodiments may include at least one stress relieving partition.

摘要翻译： 在多晶金刚石（“PDC”）的多晶金刚石（“PCD”）表中至少部分减轻应力的方法包括分割PDC的基底，PDC的PCD表或两者。 分割可以通过研磨，机加工，激光切割，放电加工或其组合来实现。 PDC实施例可以包括至少一个应力消除分区。

公开(公告)号：US20140367176A1

公开(公告)日：2014-12-18

申请号：US13234252

申请日：2011-09-16

申请人： Jair J. Gonzalez ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Debkumar Mukhopadhyay ,  David P. Miess ,  Mark P. Chapman ,  Ronald W. Ward ,  Nicholas Christensen ,  Damon B. Crockett ,  Mohammad N. Sani

发明人： Jair J. Gonzalez ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Debkumar Mukhopadhyay ,  David P. Miess ,  Mark P. Chapman ,  Ronald W. Ward ,  Nicholas Christensen ,  Damon B. Crockett ,  Mohammad N. Sani

IPC分类号： E21B10/46 ,  B24D18/00 ,  B24D3/00

CPC分类号： E21B10/567 ,  B24D18/00 ,  E21B4/003 ,  E21B10/55 ,  E21B10/5673 ,  E21B10/5676 ,  E21B10/5735 ,  F16C33/04 ,  F16C33/043 ,  F16C2206/04 ,  F16C2352/00

摘要： Methods for at least partially relieving stress within a polycrystalline diamond (“PCD”) table of a polycrystalline diamond compact (“PDC”) include partitioning the substrate of the PDC, the PCD table of the PDC, or both. Partitioning may be achieved through grinding, machining, laser cutting, electro-discharge machining, or combinations thereof. PDC embodiments may include at least one stress relieving partition.

摘要翻译： 在多晶金刚石（“PDC”）的多晶金刚石（“PCD”）表中至少部分减轻应力的方法包括分割PDC的基底，PDC的PCD表或两者。 分割可以通过研磨，机加工，激光切割，放电加工或其组合来实现。 PDC实施例可以包括至少一个应力消除分区。

公开(公告)号：US08911521B1

公开(公告)日：2014-12-16

申请号：US13323138

申请日：2011-12-12

申请人： David P. Miess ,  Michael A. Vail ,  C. Eugene McMurray

发明人： David P. Miess ,  Michael A. Vail ,  C. Eugene McMurray

IPC分类号： B24D3/00 ,  B24D11/00 ,  B24D18/00 ,  C09K3/14 ,  B24D3/02 ,  C09C1/68

CPC分类号： B24D18/0009 ,  B22F3/14 ,  B22F7/062 ,  B22F2005/001 ,  B24D99/005 ,  C04B35/52 ,  C04B35/62839 ,  C04B35/645 ,  C04B2235/404 ,  C04B2235/405 ,  C04B2235/407 ,  C04B2235/421 ,  C04B2235/422 ,  C04B2235/424 ,  C04B2235/425 ,  C04B2235/427 ,  C04B2235/5288 ,  C22C26/00 ,  C22C2026/001 ,  C22C2026/002 ,  E21B10/567 ,  E21B10/5735

摘要： Embodiments of the invention relate to methods of fabricating a polycrystalline diamond compacts and applications for such polycrystalline diamond compacts. In an embodiment, a method of fabricating a polycrystalline diamond compact includes at least saturating a sintering aid material with non-diamond carbon to form a carbon-saturated sintering aid material and sintering a plurality of diamond particles in the presence of the carbon-saturated sintering aid particles to form a polycrystalline diamond table.

摘要翻译： 本发明的实施例涉及制造多晶金刚石压块的方法和用于这种多晶金刚石压块的方法。 在一个实施方案中，制造多晶金刚石复合体的方法至少包括用非金刚石碳饱和烧结助剂材料以形成碳饱和的烧结助剂材料，并在碳饱和烧结的存在下烧结多个金刚石颗粒 帮助颗粒形成多晶金刚石台。

公开(公告)号：US08361429B2

公开(公告)日：2013-01-29

申请号：US13245249

申请日：2011-09-26

申请人： Michael A. Vail ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Jason Wiggins ,  Jiang Qian ,  David P. Miess

发明人： Michael A. Vail ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Jason Wiggins ,  Jiang Qian ,  David P. Miess

IPC分类号： B01J3/06 ,  E21B10/36 ,  B24D3/02 ,  C09C1/68 ,  B29C67/00

CPC分类号： E21B10/46 ,  B01J3/062 ,  B01J2203/062 ,  B01J2203/0655 ,  B01J2203/0685

摘要： Embodiments relate to methods of fabricating PCD materials by subjecting a mixture that exhibits a broad diamond particle size distribution to an HPHT process, PCD materials so-formed, and PDCs including a polycrystalline diamond table comprising such PCD materials. In an embodiment, a PCD material includes a plurality of bonded diamond grains that exhibit a substantially unimodal diamond grain size distribution characterized, at least in part, by a parameter θ that is less than about 1.0. θ = x 6 · σ , where x is the average grain size of the substantially unimodal diamond grain size distribution, and σ is the standard deviation of the substantially unimodal diamond grain size distribution.

摘要翻译： 实施方案涉及通过使表现出宽金刚石粒度分布的混合物经受HPHT方法，所形成的PCD材料和包括包含这种PCD材料的多晶金刚石台的PDC来制造PCD材料的方法。 在一个实施方案中，PCD材料包括多个结合的金刚石晶粒，其表现出基本上单峰金刚石晶粒尺寸分布，其至少部分地由参数和特征表征; 小于约1.0。 ＆thetas; = x 6·＆sgr ，其中x是基本上单峰金刚石晶粒尺寸分布的平均晶粒尺寸， 是基本上单峰金刚石晶粒尺寸分布的标准偏差。

公开(公告)号：US20120261197A1

公开(公告)日：2012-10-18

申请号：US13087775

申请日：2011-04-15

申请人： David P. Miess ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Damon B. Crockett ,  Arnold D. Cooper

发明人： David P. Miess ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Damon B. Crockett ,  Arnold D. Cooper

IPC分类号： E21B10/55 ,  B24D3/10 ,  B01J3/06 ,  E21B10/42 ,  E21B10/567

CPC分类号： B24D3/007 ,  B01J3/062 ,  B01J2203/063 ,  B01J2203/0655 ,  B22F2005/001 ,  B24D18/0009 ,  C22C26/00 ,  E21B10/567 ,  E21B10/5735 ,  F16C33/043 ,  F16C2206/04 ,  F16C2352/00

摘要： Embodiments relate to polycrystalline diamond compacts (“PDCs”) that are less susceptible to liquid metal embrittlement damage due to the use of at least one transition layer between a polycrystalline diamond (“PCD”) layer and a substrate. In an embodiment, a PDC includes a PCD layer, a cemented carbide substrate, and at least one transition layer bonded to the substrate and the PCD layer. The at least one transition layer is formulated with a coefficient of thermal expansion (“CTE”) that is less than a CTE of the substrate and greater than a CTE of the PCD layer. At least a portion of the PCD layer includes diamond grains defining interstitial regions and a metal-solvent catalyst occupying at least a portion of the interstitial regions. The diamond grains and the catalyst collectively exhibit a coercivity of about 115 Oersteds or more and a specific magnetic saturation of about 15 Gauss·cm3/grams or less.

摘要翻译： 实施例涉及由于在多晶金刚石（PCD）层和基底之间使用至少一个过渡层而对液态金属脆化损伤较不敏感的多晶金刚石压块（PDC）。 在一个实施例中，PDC包括PCD层，硬质合金基底和结合到基底和PCD层的至少一个过渡层。 所述至少一个过渡层被配制成具有小于衬底的CTE且大于PCD层的CTE的热膨胀系数（CTE）。 PCD层的至少一部分包括限定间隙区域的金刚石颗粒和占据间隙区域的至少一部分的金属溶剂催化剂。 金刚石颗粒和催化剂共同表现出约115奥斯特或更高的矫顽磁力和约15高斯·厘米3 /克或更低的特定磁饱和度。

公开(公告)号：US08276691B2

公开(公告)日：2012-10-02

申请号：US13431027

申请日：2012-03-27

申请人： Jiang Qian ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Michael A. Vail ,  Jason Wiggins ,  Jim I. Dewberry ,  David P. Miess

发明人： Jiang Qian ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Michael A. Vail ,  Jason Wiggins ,  Jim I. Dewberry ,  David P. Miess

IPC分类号： B32B9/00

CPC分类号： B24D3/10 ,  B24D18/00 ,  B82Y30/00 ,  C04B35/52 ,  C04B35/6261 ,  C04B35/62802 ,  C04B35/6316 ,  C04B35/645 ,  C04B2235/3826 ,  C04B2235/383 ,  C04B2235/3834 ,  C04B2235/427 ,  C04B2235/428 ,  C04B2235/5436 ,  C04B2235/5445 ,  C04B2235/5454 ,  C04B2235/5472 ,  C04B2235/781 ,  C04B2235/785 ,  C04B2235/786 ,  C04B2235/80 ,  C04B2235/96 ,  C04B2235/9607 ,  F16C17/02 ,  F16C17/04 ,  F16C33/043 ,  F16C33/26 ,  F16C2206/04 ,  F16C2220/20 ,  F16C2240/48 ,  F16C2352/00 ,  Y10T428/252 ,  Y10T428/30

摘要： Embodiments relate to rotary drill bits that employ superabrasive cutting elements including a diamond-silicon carbide composite table. In an embodiment, a rotary drill bit includes a bit body configured to engage a subterranean formation. The bit body includes a plurality of blades. The rotary drill bit further includes a plurality of superabrasive cutting elements. Each of the superabrasive cutting elements is attached to a corresponding one of the cutting blades. At least one of the superabrasive cutting elements includes a substrate and a superabrasive table bonded to the substrate. The superabrasive table comprises diamond-silicon carbide composite including a matrix comprising nanometer-sized silicon carbide grains and micrometer-sized diamond grains dispersed through the matrix.

摘要翻译： 实施例涉及使用包括金刚石 - 碳化硅复合台的超级磨料切割元件的旋转钻头。 在一个实施例中，旋转钻头包括构造成接合地下地层的钻头体。 钻头体包括多个叶片。 旋转钻头还包括多个超研磨切割元件。 每个超级磨料切割元件附接到相应的一个切割刀片。 超级磨料切割元件中的至少一个包括基底和结合到基底的超级磨料台。 超级磨料台包括金刚石 - 碳化硅复合材料，其包括通过基体分散的纳米级碳化硅晶粒和微米级金刚石颗粒的基体。

公开(公告)号：US08151911B1

公开(公告)日：2012-04-10

申请号：US12858032

申请日：2010-08-17

申请人： David P. Miess

发明人： David P. Miess

IPC分类号： E21B10/36 ,  E21B10/46

CPC分类号： E21B10/46 ,  B22F2999/00 ,  C22C1/051 ,  C22C26/00 ,  C22C29/065 ,  C22C29/08 ,  C22C2026/006 ,  E21B10/567 ,  B22F3/14

摘要： Embodiments of the present invention relate to superabrasive materials, superabrasive compacts employing such superabrasive materials, and methods of fabricating such superabrasive materials and compacts. In one embodiment, a superabrasive material includes a matrix comprising a plurality of coarse-sized superabrasive grains, with the coarse-sized superabrasive grains exhibiting a coarse-sized average grain size. The superabrasive material further includes a plurality of superabrasive regions dispersed within the matrix, with each superabrasive region including a plurality of fine-sized superabrasive grains exhibiting a fine-sized average grain size less than the coarse-sized average grain size. In another embodiment, the superabrasive materials may be employed in a superabrasive compact. The superabrasive compact comprises a substrate including a superabrasive table comprising any of the disclosed superabrasive materials. Further embodiments are directed to applications utilizing the disclosed superabrasive articles in applications, such as rotary drill bits.

摘要翻译： 本发明的实施例涉及超研磨材料，使用这种超级磨料的超级磨料，以及制造这种超级磨料和压块的方法。 在一个实施方案中，超级磨料材料包括包含多个粗大型超磨料颗粒的基质，粗大粒度的超级磨料颗粒具有粗大的平均粒度。 超研磨材料还包括分散在基体内的多个超级磨料区域，每个超级磨料区域包括多个精细尺寸的超磨料颗粒，其表现出小于粗大平均粒度的细小平均粒度。 在另一个实施方案中，超研磨材料可以用于超级磨料中。 超级磨料压块包括包括包含任何所公开的超级磨料材料的超级磨料工作台的衬底。 其它实施例涉及在应用中利用所公开的超级磨料制品的应用，例如旋转钻头。

公开(公告)号：US07998573B2

公开(公告)日：2011-08-16

申请号：US12001990

申请日：2007-12-12

申请人： Jiang Qian ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Michael A. Vail ,  Jason Wiggins ,  Jim I. Dewberry ,  David P. Miess

发明人： Jiang Qian ,  Kenneth E. Bertagnolli ,  Michael A. Vail ,  Jason Wiggins ,  Jim I. Dewberry ,  David P. Miess

IPC分类号： B32B9/00

CPC分类号： B24D3/10 ,  B24D18/00 ,  B82Y30/00 ,  C04B35/52 ,  C04B35/6261 ,  C04B35/62802 ,  C04B35/6316 ,  C04B35/645 ,  C04B2235/3826 ,  C04B2235/383 ,  C04B2235/3834 ,  C04B2235/427 ,  C04B2235/428 ,  C04B2235/5436 ,  C04B2235/5445 ,  C04B2235/5454 ,  C04B2235/5472 ,  C04B2235/781 ,  C04B2235/785 ,  C04B2235/786 ,  C04B2235/80 ,  C04B2235/96 ,  C04B2235/9607 ,  F16C17/02 ,  F16C17/04 ,  F16C33/043 ,  F16C33/26 ,  F16C2206/04 ,  F16C2220/20 ,  F16C2240/48 ,  F16C2352/00 ,  Y10T428/252 ,  Y10T428/30

摘要： Embodiments of the present invention relate to diamond-silicon carbide composites, superabrasive compacts including such diamond-silicon carbide composites, and methods of fabricating such diamond-silicon carbide composites and superabrasive compacts. In one embodiment, a superabrasive compact includes a substrate and a superabrasive table bonded to the substrate. The superabrasive table comprises diamond-silicon carbide composite including a matrix comprising nanometer-sized silicon carbide grains and micrometer-sized diamond grains dispersed through the matrix. In another embodiment, a method of fabricating a superabrasive compact is disclosed. An assembly comprising a mixture including diamond particles and silicon is formed. The silicon comprises amorphous silicon, crystalline silicon crystallized from amorphous silicon formed by a milling process, or combinations thereof. A substrate is positioned in proximity to the mixture. The assembly is subjected to heat and pressure to form a superabrasive compact comprising a superabrasive table bonded to the substrate. The superabrasive table comprises diamond-silicon carbide composite including diamond grains dispersed through a matrix of silicon carbide grains.

摘要翻译： 本发明的实施方案涉及金刚石 - 碳化硅复合材料，包括这种金刚石 - 碳化硅复合材料的超级磨料压块，以及制造这种金刚石 - 碳化硅复合材料和超级磨料压块的方法。 在一个实施例中，超级磨料致密体包括基底和结合到基底的超研磨台。 超级磨料台包括金刚石 - 碳化硅复合材料，其包括通过基体分散的纳米级碳化硅晶粒和微米级金刚石颗粒的基体。 在另一个实施例中，公开了一种制造超硬磨料的方法。 形成包含金刚石颗粒和硅的混合物的组件。 硅包括非晶硅，通过研磨方法形成的非晶硅结晶的结晶硅或其组合。 衬底位于该混合物附近。 将组件经受热和压力以形成包含结合到衬底的超级磨料工作台的超硬磨料。 超级磨料台包括金刚石 - 碳化硅复合材料，其包括通过碳化硅颗粒的基体分散的金刚石颗粒。