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　　申请号：201380036169.6

       申请人：阿特拉钻孔技术有限合伙公司

       发明人：A·D·穆尔多克 M·D·穆玛 J·M·克莱格 W·H·达博斯 N·A·鲍登

       摘要： 附接或结合到衬底上以形成用于钻头的切刀的聚晶金刚石复合片(PDC)，包含散布有具有六方密堆积(HCP)晶体结构的晶种材料的烧结聚晶金刚石。将靠近烧结聚晶金刚石结构的一个或多个在烧结之前接种HCP晶种材料的工作表面的所述烧结聚晶金刚石结构的区域进行沥滤以去除催化剂。选择性地接种烧结聚晶金刚石结构的部分或区域允许不同的沥滤速率以形成具有不同距离或深度和几何形状的沥滤区域。

       主权利要求：1.一种制造用于陆地钻探钻头的烧结聚晶金刚石结构的方法，所述方法包括：将HCP晶种材料颗粒与金刚石混合磨料颗粒混合以形成混合物；形成用于烧结的复合片，所述复合片含有遍及的金刚石混合磨料，所述复合片的至少一部分含有HCP晶种材料和金刚石混合磨料的混合物；和在催化剂存在下烧结所述复合片从而形成金刚石结构，所述结构包含表现出金刚石-金刚石结合的烧结聚晶金刚石(PCD)的一体化团块，金属催化剂占据其中空隙，所述复合片至少部分地散布有所述HCP晶种材料。

       2.权利要求1的方法，其中所述催化剂包括金属。

       3.权利要求1的方法，其中所述HCP晶种材料具有纤锌矿晶体结 构。

       4.权利要求1的方法，其中所述HCP晶种材料选自基本上由纤锌 矿氮化硼、纤锌矿碳化硅、和六方碳组成的组。

       5.权利要求1的方法，其中所述HCP晶种材料包括纤锌矿氮化硼。

       6.权利要求1至5任一项的方法，其中所述HCP晶种材料的粒径 为0至40微米。

       7.权利要求1至5任一项的方法，其中所述混合物中聚晶金刚石 的粒径小于40微米。

       8.权利要求7的方法，其中所述混合物中聚晶金刚石的粒径小于 30微米。

       9.权利要求7的方法，其中所述混合物中聚晶金刚石的粒径在至 少一个维度上小于100纳米。

       10.权利要求1至5任一项的方法，其中所述HCP晶种材料构成 所述混合物的小于5体积％。

       11.权利要求10的方法，其中所述HCP晶种材料构成所述混合物 的小于1体积％。

       12.权利要求10的方法，其中所述混合物中HCP晶种材料的量构 成所述混合物的0.05体积％至0.5体积％之间的量。

       13.权利要求1的方法，其中所述复合片具有多个表面，其中至少 一个表面是工作表面；和其中所述复合片具有至少一个邻近所述工作表 面、含有所述混合物的离散区域，以及至少一个不含所述混合物的区域。

       14.权利要求1的方法，其中所述混合物位于所述复合片中的至少 一个离散区域，并且其中所述复合片具有至少另一个具有无HCP晶种 材料的PCD的区域。

       15.权利要求1的方法，其中所述混合物具有第一比例的HCP晶 种材料与PCD，其中所述方法进一步包括将金刚石混合磨料颗粒与 HCP晶种材料颗粒以不同于所述第一比例的第二比例混合，以及形成 包含至少一个具有第一比例的HCP晶种材料与PCD的混合物离散区 域，和至少一个具有第二比例的HCP晶种材料与PCD的混合物离散区 域的复合片。

       16.权利要求1的方法，其中所述复合片由多个表面形成，至少其 中一个表面是工作表面和至少其中一个表面是底表面；以及其中形成的 所述复合片具有至少两层PCD：邻近所述工作表面、具有第一粒径或 粒径范围的PCD颗粒的第一层，和更靠近所述底表面、具有大于所述 第一粒径或粒径范围的PCD颗粒的第二层。

       17.权利要求1至16任一项的方法，其进一步包括从所述金刚石 结构中沥滤金属催化剂到预定深度。

       18.权利要求1至10任一项的方法，其中， 所述复合片具有多个表面，至少其中一个表面是工作表面； 所述复合片具有至少一个邻近所述工作表面、含有所述混合物的离 散区域，和至少一个不含所述混合物的区域；和 所述方法进一步包括从所述金刚石结构中、从所述至少一个含有所 述混合物的离散区域中沥滤催化剂。

       19.权利要求1至10任一项的方法，其中， 所述复合片具有多个表面，至少其中一个表面是工作表面； 所述复合片具有至少一个邻近所述工作表面、含有所述混合物的离 散区域，和不含所述混合物的区域；和 所述方法进一步包括从所述金刚石结构中、在所述至少一个含有所 述混合物的离散区域和不含所述混合物的区域二者的至少一部分中沥 滤金属催化剂。

       20.包含具有切割面的主体的钻头，所述切割面具有配置于其上的 多个切刀，所述多个切刀的每一个包含与衬底结合的聚晶金刚石复合 片，其中所述聚晶金刚石复合片根据权利要求1至19任一项的方法制 得。

       21.聚晶金刚石复合片，其根据权利要求1至19任一项的方法制 得。

       22.用于钻头的切刀，所述切刀具有与衬底结合的、根据权利要求 1至19任一项的方法制得的PDC。

       23.用于钻头的切刀，所述切刀包含与烧结聚晶金刚石复合片 (PDC)结合的衬底，其中所述PDC包括表现出金刚石-金刚石结合的 烧结聚晶金刚石的一体化团块，所述PDC至少部分地散布有HCP晶种 材料。

       24.权利要求23的切刀，其中所述PDC的一部分含有金属催化剂， 和所述PDC的一部分具有显著更少量的金属催化剂。

       25.权利要求23的切刀，其中所述HCP晶种材料散布于邻近所述 切刀工作表面的PDC内至少一个离散区域内，并且其中所述PDC具有 至少一个不含有HCP晶种材料的区域。

       26.权利要求25的切刀，其中金属催化剂已从含有HCP晶种材料 的PDC内所述至少一个离散区域的至少一部分中去除至相对于所述工 作表面的预定深度。

       27.权利要求23至26任一项的切刀，其中所述HCP晶种材料具 有纤锌矿晶体结构。

       28.权利要求23至26任一项的切刀，其中所述HCP晶种材料选 自基本上由纤锌矿氮化硼、纤锌矿碳化硅、和六方碳组成的组。

       29.权利要求23至26任一项的切刀，其中所述HCP晶种材料包 括纤锌矿氮化硼。