公开(公告)号：US07703559B2

公开(公告)日：2010-04-27

申请号：US11526558

申请日：2006-09-25

申请人： Yuelin Shen ,  Youhe Zhang ,  Zhou Yong ,  Jiaqing Yu ,  Madapusi K. Keshavan

发明人： Yuelin Shen ,  Youhe Zhang ,  Zhou Yong ,  Jiaqing Yu ,  Madapusi K. Keshavan

IPC分类号： E21B10/46

CPC分类号： E21B10/52 ,  E21B10/5673 ,  E21B10/573 ,  Y10T29/49947 ,  Y10T29/49963

摘要： A cutting element for a drill bit that includes an outer support element having at least a bottom portion and a side portion; and an inner rotatable cutting element. A portion of the inner rotatable cutting element is disposed in the outer support element, where the inner rotatable cutting element includes a substrate and a diamond cutting face having a thickness of at least 0.050 inches disposed on an upper surface of the substrate; and where a distance from an upper surface of the diamond cutting face to a bearing surface between the inner rotatable cutting element and the outer support element ranges from 0 to about 0.300 inches.

摘要翻译： 一种用于钻头的切割元件，其包括至少具有底部和侧部的外部支撑元件; 和内部可旋转切割元件。 内部可旋转切割元件的一部分设置在外部支撑元件中，其中内部可旋转切割元件包括基底和设置在基底的上表面上的厚度至少为0.050英寸的金刚石切割面; 并且其中从金刚石切割面的上表面到内部可旋转切割元件和外部支撑元件之间的支撑表面的距离为0至约0.300英寸。

公开(公告)号：US20090173015A1

公开(公告)日：2009-07-09

申请号：US12399369

申请日：2009-03-06

申请人： Madapusi K. Keshavan ,  Anthony Griffo ,  Yuelin Shen ,  Youhe Zhang

发明人： Madapusi K. Keshavan ,  Anthony Griffo ,  Yuelin Shen ,  Youhe Zhang

IPC分类号： E21B10/46 ,  C04B37/00 ,  B01J3/06

CPC分类号： B24D18/00 ,  B01J3/062 ,  B01J2203/062 ,  B01J2203/0655 ,  B01J2203/0685 ,  C04B35/645 ,  C04B37/026 ,  C04B2237/363 ,  C04B2237/401 ,  C04B2237/61 ,  Y10T156/10 ,  Y10T428/31678

摘要： Polycrystalline diamond constructions include a diamond body comprising a matrix phase of bonded together diamond crystals formed at high pressure/high temperature conditions with a catalyst material. The sintered body is treated remove the catalyst material disposed within interstitial regions, rendering it substantially free of the catalyst material used to initially sinter the body. Accelerating techniques can be used to remove the catalyst material. The body includes an infiltrant material disposed within interstitial regions in a first region of the construction. The body includes a second region adjacent the working surface and that is substantially free of the infiltrant material. The infiltrant material can be a Group VIII material not used to initially sinter the diamond body. A metallic substrate is attached to the diamond body, and can be the same or different from a substrate used as a source of the catalyst material used to initially sinter the diamond body.

摘要翻译： 多晶金刚石结构包括金刚石体，其包括在高压/高温条件下与催化剂材料结合的金刚石晶体的基体相。 处理烧结体去除设置在间隙区域内的催化剂材料，使其基本上不含用于初始烧结体的催化剂材料。 可以使用加速技术来除去催化剂材料。 身体包括设置在构造的第一区域中的间隙区域内的渗透材料。 主体包括邻近工作表面的第二区域，其基本上不含渗透材料。 渗透材料可以是不用于初始烧结钻石体的VIII族材料。 金属基底附接到金刚石体，并且可以与用作初始烧结金刚石体的催化剂材料的源的基底相同或不同。

公开(公告)号：US20070078632A1

公开(公告)日：2007-04-05

申请号：US11198408

申请日：2005-08-05

申请人： Yuelin Shen ,  Youhe Zhang ,  John Williams ,  Peter Cariveau ,  Michael Janssen

发明人： Yuelin Shen ,  Youhe Zhang ,  John Williams ,  Peter Cariveau ,  Michael Janssen

IPC分类号： G06F17/50

CPC分类号： E21B10/43 ,  E21B10/55 ,  G06F17/50 ,  G06F2217/16

摘要： A method for designing a drill bit including selecting a characteristic associated with a failure mode. A first value of the characteristic of a first cutting element and a second value for the characteristic of a second cutting element are determined. The method also includes determining whether a difference between the first value and the second value is within a predetermined range. A cutting element design parameter for the first cutting element is adjusted if the difference is outside the predetermined range. The determining first and second values, determining the difference, and adjusting a cutting element design parameter are repeated until the difference is within the predetermined range.

摘要翻译： 一种用于设计钻头的方法，包括选择与故障模式相关联的特性。 确定第一切割元件的特性的第一值和第二切割元件的特性的第二值。 该方法还包括确定第一值和第二值之间的差是否在预定范围内。 如果差异在预定范围之外，则调整用于第一切割元件的切割元件设计参数。 重复确定第一和第二值，确定差异和调整切割元素设计参数，直到该差在预定范围内。

公开(公告)号：US20050247486A1

公开(公告)日：2005-11-10

申请号：US11117647

申请日：2005-04-28

申请人： Youhe Zhang ,  Yuelin Shen

发明人： Youhe Zhang ,  Yuelin Shen

IPC分类号： E21B10/46 ,  E21B10/56 ,  E21B10/567 ,  E21B10/573

CPC分类号： E21B10/5673 ,  E21B10/55 ,  E21B10/5735

摘要： A modified cutting element that includes a base portion, an ultrahard layer disposed on said base portion, and at least one modified region disposed adjacent to a cutting face of the cutter is described. In certain applications, the ultrahard layer comprises thermally stable polycrystalline diamond.

摘要翻译： 描述了一种修改的切割元件，其包括基部，设置在所述基部上的超硬层以及与切割器的切割面相邻设置的至少一个改质区域。 在某些应用中，超硬层包括热稳定的多晶金刚石。

公开(公告)号：US09297211B2

公开(公告)日：2016-03-29

申请号：US11958314

申请日：2007-12-17

申请人： Yuelin Shen ,  Youhe Zhang ,  Guodong Zhan

发明人： Yuelin Shen ,  Youhe Zhang ,  Guodong Zhan

IPC分类号： E21B10/567 ,  B22F7/06 ,  C22C26/00 ,  B22F5/00

CPC分类号： B24D3/10 ,  B22F7/06 ,  B22F2005/002 ,  B22F2999/00 ,  B24D18/0009 ,  C22C26/00 ,  E21B10/567 ,  E21B10/5735 ,  B22F2207/03

摘要： Polycrystalline diamond constructions comprises a diamond body attached to a metallic substrate, and having an engineered metal content. The body comprises bonded together diamond crystals with a metal material disposed interstitially between the crystals. A body working surface has metal content of 2 to 8 percent that increases moving away therefrom. A transition region between the body and substrate includes metal rich and metal depleted regions having controlled metal content that provides improved thermal expansion matching/reduced residual stress. A point in the body adjacent the metal rich zone has a metal content that is at least about 3 percent by weight greater than that at a body/substrate interface. The metal depleted zone metal content increases gradually moving from the body, and has a thickness greater than 1.25 mm. Metal depleted zone metal content changes less about 4 percent per millimeter moving along the substrate.

摘要翻译： 多晶金刚石结构包括连接到金属基底上并具有工程金属含量的金刚石体。 身体包括将金刚石晶体与在晶体之间间隙设置的金属材料结合在一起。 身体工作表面的金属含量为2至8％，从而增加其移动。 主体和衬底之间的过渡区域包括具有受控金属含量的富金属和金属贫化区域，其提供改进的热膨胀匹配/降低的残余应力。 邻近金属富集区的身体中的一个点的金属含量比身体/底物界面的金属含量大至少约3重量％。 金属贫化带金属含量从身体逐渐增加，厚度大于1.25mm。 金属贫化区金属含量随着衬底的移动而减少约4％/毫米。

公开(公告)号：US09187962B2

公开(公告)日：2015-11-17

申请号：US13456624

申请日：2012-04-26

申请人： Yuri Burhan ,  Jiaqing Yu ,  Jonan M. Fulenchek ,  Youhe Zhang ,  Yuelin Shen

发明人： Yuri Burhan ,  Jiaqing Yu ,  Jonan M. Fulenchek ,  Youhe Zhang ,  Yuelin Shen

IPC分类号： E21B10/36 ,  B21K5/04 ,  E21B10/633 ,  E21B10/54 ,  E21B10/573

CPC分类号： E21B10/633 ,  E21B10/54 ,  E21B10/573

摘要： A cutting element has a sleeve with a first inner diameter and a second inner diameter, where the second inner diameter is larger than the first inner diameter and located at a lower axial position than the first inner diameter. A rotatable cutting element having an axis of rotation extending therethrough is at least partially disposed within the sleeve. The rotatable cutting element has a cutting face and a body extending axially downward from the cutting face, at least one hole extending from an outer surface of the body toward the axis of rotation, and a locking device disposed in each hole. The locking device protrudes from the hole to contact the second inner diameter of the sleeve, thereby retaining the rotatable cutting element within the sleeve.

摘要翻译： 切割元件具有第一内径和第二内径的套筒，其中第二内径大于第一内径并且位于比第一内径更低的轴向位置。 具有延伸穿过其中的旋转轴线的可旋转切割元件至少部分地设置在套筒内。 可旋转切割元件具有切割面和从切割面轴向向下延伸的主体，从主体的外表面朝向旋转轴线延伸的至少一个孔以及设置在每个孔中的锁定装置。 锁定装置从孔突出以接触套筒的第二内径，从而将可旋转切割元件保持在套筒内。

公开(公告)号：US08881849B2

公开(公告)日：2014-11-11

申请号：US13111453

申请日：2011-05-19

申请人： Yuelin Shen ,  Youhe Zhang

发明人： Yuelin Shen ,  Youhe Zhang

IPC分类号： E21B10/36 ,  E21B10/00 ,  E21B10/43 ,  E21B10/573

CPC分类号： E21B10/006 ,  E21B10/43 ,  E21B10/573

摘要： A cutting tool having a tool body with a plurality of blades extending radially therefrom and a plurality of rotatable cutting elements mounted on at least one of the plurality of blades is disclosed, wherein the plurality of rotatable cutting elements are mounted on the at least one blade utilizing multiple side rake angles.

摘要翻译： 公开了一种具有工具主体的切削工具，刀具本体具有从其径向延伸的多个刀片以及安装在所述多个刀片中的至少一个刀片上的多个可旋转切割元件，其中所述多个可旋转切割元件安装在所述至少一个刀片 利用多个侧倾角。

公开(公告)号：US08752656B2

公开(公告)日：2014-06-17

申请号：US12640227

申请日：2009-12-17

申请人： Youhe Zhang ,  Yuelin Shen ,  Madapusi K Keshavan ,  Peter T Cariveau

发明人： Youhe Zhang ,  Yuelin Shen ,  Madapusi K Keshavan ,  Peter T Cariveau

IPC分类号： E21B10/36

CPC分类号： E21B10/36 ,  C22C26/00 ,  E21B10/43 ,  E21B10/55 ,  E21B10/567

摘要： A bottom hole assembly containing a drill bit. The drill bit additionally has a plurality of primary cutter elements mounted thereto. The plurality of cutter elements comprise one or more first cutter elements and one or more second cutter elements. The second cutter element differs from the first cutter element in at least one cutter element property. The first cutter element has a diamond body containing a first region comprising an infiltrant material disposed within the interstitial regions. The first region is located remote from the working surface of the diamond body. The first cutter element also contains a second region comprising interstitial regions that are substantially free of the infiltrant material. The second region is located along at least the working surface of the diamond body. Also included are a cutter element, method of designing a bottom hole assembly as well as method of designing a drill bit.

摘要翻译： 包含钻头的底孔组件。 该钻头还具有安装在其上的多个主切割元件。 多个切割元件包括一个或多个第一切割元件和一个或多个第二切割元件。 第二刀具元件与第一刀具元件在至少一个刀具元件特性中不同。 第一切割元件具有包含设置在间隙区域内的浸渍材料的第一区域的金刚石体。 第一区域远离钻石体的工作表面。 第一切割元件还包含第二区域，其包括基本上不含渗透材料的间隙区域。 第二区域至少位于钻石体的工作表面。 还包括切割元件，底孔组件的设计方法以及设计钻头的方法。

公开(公告)号：US08360176B2

公开(公告)日：2013-01-29

申请号：US12696706

申请日：2010-01-29

申请人： Youhe Zhang ,  Yuelin Shen ,  Hong Deng

发明人： Youhe Zhang ,  Yuelin Shen ,  Hong Deng

IPC分类号： E21B10/50 ,  E21B10/62

CPC分类号： E21B10/573 ,  B23K1/0008 ,  B23K35/0222 ,  B23K35/0244 ,  B23K35/0255 ,  B23K35/30 ,  B23K35/3006

摘要： A method for a down hole cutting tool is disclosed, wherein the cutting tool includes a cutting element support structure having at least one cutter pocket to support a cutting element comprising a substrate and an ultrahard layer. The method includes inserting a base portion of the cutting element into the cutter pocket; locating a first braze alloy such that when heated the first braze alloy melts and fills a space in the cutter pocket between the cutting element and the cutting element support structure adjacent the ultrahard layer; locating a second braze alloy such that when heated the second braze alloy melts and fills a space in the cutter pocket between the cutting element and the cutting element support structure non-adjacent the ultrahard layer; and heating the first and second braze alloy such that they melt.

摘要翻译： 公开了一种用于井下切削工具的方法，其中切割工具包括切割元件支撑结构，该切割元件支撑结构具有至少一个刀具槽，以支撑包括基底和超硬层的切割元件。 该方法包括将切割元件的基部插入刀具槽中; 定位第一钎焊合金，使得当加热时，第一钎焊合金熔化并填充切割元件和与超硬层相邻的切割元件支撑结构之间的刀具槽中的空间; 定位第二钎焊合金，使得当被加热时，第二钎焊合金熔化并填充切割元件和不邻近超硬层的切割元件支撑结构之间的刀具槽中的空间; 并加热第一和第二钎焊合金使其熔化。

公开(公告)号：US08309050B2

公开(公告)日：2012-11-13

申请号：US12352516

申请日：2009-01-12

申请人： Madapusi K. Keshavan ,  Youhe Zhang ,  Yuelin Shen ,  Anthony Griffo ,  Michael Janssen

发明人： Madapusi K. Keshavan ,  Youhe Zhang ,  Yuelin Shen ,  Anthony Griffo ,  Michael Janssen

IPC分类号： B01J3/06 ,  E21B1/36 ,  E21B10/00 ,  B32B9/00 ,  B24D3/02

CPC分类号： E21B10/55 ,  B01J3/06 ,  B01J3/062 ,  B01J2203/062 ,  B01J2203/0655 ,  B01J2203/0685 ,  B24D3/10 ,  B24D18/0009 ,  C01B32/25 ,  E21B10/567 ,  E21B2010/563 ,  Y10T428/30

摘要： PCD materials comprise a diamond body having bonded diamond crystals and interstitial regions disposed among the crystals. The diamond body is formed from diamond grains and a catalyst material at high pressure/high temperature conditions. The diamond grains have an average particle size of about 0.03 mm or greater. At least a portion of the diamond body has a high diamond volume content of greater than about 93 percent by volume. The entire diamond body can comprise high volume content diamond or a region of the diamond body can comprise the high volume content diamond. The diamond body includes a working surface, a first region substantially free of the catalyst material, and a second region that includes the catalyst material. At least a portion of the first region extends from the working surface to depth of from about 0.01 to about 0.1 mm.

摘要翻译： PCD材料包括具有结合的金刚石晶体和布置在晶体之间的间隙区域的金刚石体。 金刚石体在高压/高温条件下由金刚石晶粒和催化剂材料形成。 金刚石晶粒的平均粒径为约0.03mm以上。 金刚石体的至少一部分具有大于约93体积％的高金刚石体积含量。 整个钻石体可以包括高体积的钻石，或者金刚石体的区域可以包括高体积的钻石。 金刚石体包括工作表面，基本上不含催化剂材料的第一区域和包括催化剂材料的第二区域。 第一区域的至少一部分从工作表面延伸至约0.01至约0.1mm的深度。