CN104120992A - 切削件和包含该切削件的切削工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于井下切削工具的切削件。该切削件包括具有切削面、外周侧壁侧面和基座的切削件主体。所述基座具有凹陷通道，其从所述外周侧壁侧面向内延伸并提供位于其中的进口。本发明还公开了使用所述切削件的井下切削工具。该切削工具包括具有切削面的工具主体。该工具还包括具有切削面、外周侧壁侧面和基座的切削件主体，所述基座具有凹陷通道，该凹陷通道从所述外周侧壁侧面向内延伸并且提供位于其中的进口。该工具还包括位于所述基座和所述焊接面之间的硬钎焊接头。
Description
本申请是名称为“切削件和包含该切削件的切削工具”、国际申请日为2010年8月9日、国际申请号为PCT/US2010/044855、国家申请号为201080034627.9的发明专利申请的分案申请。
交叉引用
本申请要求提交于2009年8月7日，名称为“切削件和包含该切削件的切削工具”的美国专利申请序列号12/537710的申请日期的优先权。
技术领域
本申请通常涉及切削件，使用该切削件的井下切削工具，包括管下扩眼器、铣刀和其它井下切削工具的臂和刀翼，以及其制造方法。
背景技术
旋转切削铣刀、心轴切刀等是井下切削装置或工具，其包含在钻柱中并用于通过金属管状构件(例如位于井眼侧面的套管、衬管、油管、管子或心轴)进行横向切削。心轴切刀用于使多个金属管状构件产生分离。切削铣刀是在侧钻井操作中用于切出穿过环绕套管的窗口并允许钻出偏斜钻井的工具。在这类传统工具上，许多单个的小切削件附接到围绕钻轴(hub)旋转的多个臂部或刀翼上。大部分传统切削件具有圆形切削面。其它传统切削件形状包括正方形、星形和梯形，但这些不是常见的。
已经提出了改进的切削件设计和用于使用所述切削件的井下切削工具(例如心轴切削件和旋转切削件铣刀)的改进设计，具有矩形圆角“菱形”形状。该切削件的横截面切削区域具有一对曲线端部部分，和长度大于宽度的细长中央部分。切削件还可以包括在切削期间用于断屑的凸起的外周切削边缘。这类切削件具有优于圆形切削件的改进几何形状，尤其是与圆形切削件相比，具有减小的孔隙空间。尽管这些菱形形状的切削件具有与相邻切削件相关的减小的孔隙空间，但是它们结合(bonding)到切削工具(切削件在其上使用)上所需的总表面面积较大。这种结合通常通过将切削件的菱形形状基座硬钎焊到切削工具的希望切削面上实现。切削件的总表面面积增加会增大切削件和切削工具之间的硬钎焊接头存在缺陷的可能性。
因此，除了实现所述切削件的性能优势以外，人们希望提高与增大的表面面积相关的冶金接合部(metallurgical bond)。
发明内容
在示例性实施例中公开了用于井下切削工具的切削件。该切削件包括具有切削面、外周侧壁侧面和基座的切削件主体，所述基座具有凹陷通道，该凹陷通道从所述外周侧壁侧面向内延伸并且提供位于其中的进口。
在另一示例性实施例中公开了井下切削工具。该井下切削工具包括具有切削面的工具主体。该切削工具还包括具有切削面、外周侧壁侧面和基座的切削件主体，所述基座具有凹陷通道，该凹陷通道从所述外周侧壁侧面向内延伸并且提供位于其中的进口。该切削工具还包括位于基座和切削工具的焊接面之间的硬钎焊接头(braze joint)。
附图说明
现在参考附图，其中，相同的元件在附图中以相同的数字进行标注：
图1是这里所公开的切削件的示例性实施例的前视图；
图2是沿剖面2-2截取的图1所示切削件的剖视图；
图3是沿剖面3-3截取的图1所示切削件的剖视图；
图4是这里所公开的切削件的第二示例性实施例的透视图；
图5是这里所公开的切削件的第三示例性实施例的顶视图；
图6是这里所公开的切削件的第三示例性实施例的前视图；
图7是图6所示切削件的底视图；
图8是这里所公开的切削件的第四示例性实施例的前视图；
图9是沿剖面8-8截取的图8所示切削件的剖视图；
图10是这里所公开的切削件的第五示例性实施例的前视图；
图11是图10所示切削件的顶视图；
图12是图10所示切削件的底视图；
图13是图10所示切削件的透视图；
图14是这里所公开的切削件通道的示例性实施例；
图15是图14所示切削件通道的前侧局部透视图；
图16是这里所公开的心轴切削件的臂部的透视图；
图17是沿图16所示臂部的剖面16-16所作的放大透视图；
图18是这里所公开的旋转切削铣刀的示例性实施例的透视图；和
图19A-19C是这里所公开的多个冶金接合部和硬钎焊接头的横截面示意图。
具体实施方式
申请人已经注意到，在使用菱形切削件而通过将切削件的平坦接触面硬钎焊到切削工具上形成切削工具时，在切削件基座和切削工具的焊接面之间的冶金接合部中存在形成空隙的可能。由于不能按照理论焊接，这些空隙是由硬钎焊材料围绕切削件基座的外周快速流动所导致的，从而将空气、焊剂或其它污染物截留在硬钎焊接头的冶金接合部中。一旦被截留在接头内，这些材料会在截留它们的凹窝内施加压力，从而阻碍硬钎焊材料在切削件基座上的进一步流动。在硬钎焊材料冷却和凝固时，这些污染物凹窝在硬钎焊接头以及位于切削件和切削工具之间的相关冶金接合部内形成空隙，从而在切削工具操作期间在接头内产生增大的应力，尤其是剪切应力，从而在接头内起到应力增大器的作用。硬钎焊接头中由这些空隙引起的应力增大会导致切削件分离和减少相关切削工具的使用年限。
申请人已经发现，有利的情况为：可以使用具有形成在接触面上的凹陷流动通道的切削件来控制和引导硬钎焊接头形成期间的硬钎焊材料的流动，从而减少将焊剂、空气和其它污染物截留在接头中的趋势，相应地，减少硬钎焊接头和相关冶金接合部中的空隙的形成，从而提高这些接头的质量和强度。切削件和切削工具之间的改进的硬钎焊接头延长了这些工具的使用寿命。申请人已经发现，使用流动通道并控制其特征(包括其位置、长度、宽度和高度)能够有利地提供熔融硬钎焊材料在切削件接触面上的流动和润湿，从而减少或消除污染物截留和空隙形成的趋势。尽管申请人已经发现可以使用许多通道形状来改进接触面上的流动，特别地，申请人已经发现，相对于切削件的一个或更多个轴线，例如其纵轴线或横轴线不对称布置的流动通道对于提高如上所述的硬钎焊材料的流动而言尤为有用。另外，申请人已经发现，增加接头周长有助于流动，通过减小接头厚度则限制流动。有利地，可以控制流动通道的几何形状来增强相对于周向长度的毛细作用，从而增强硬钎焊过程期间硬钎焊材料在接触面上的流动。
这里所公开的流动通道的应用与具有平面基座的切削件设计或具有多个隔开的圆柱形或圆锥形或凸状支腿(其从基座伸出作为限定硬钎焊接头厚度的间隔物)的设计存在区别且具有有利改进。与平面基座或者具有作为间隔物的多个隔开的突出支腿的平面基座相比，本发明的特征在于包括位于基座中的凹部。这些区别导致硬钎焊过程期间熔融硬钎焊材料的流动差异，从而导致最终硬钎焊接头和相关冶金接合部的差异。基座为平面的或者包括隔开的突出支腿的设计导致硬钎焊材料围绕基座外周迅速流动以有效密封外周，从而将焊剂、气体或其它污染物截留在外周内部，在硬钎焊接头中产生空隙或其它缺陷。例如，增加隔开的支腿不会引起硬钎焊过程期间毛细作用的改变，而毛细作用的改变则能够避免与平面基座切削件相关的问题，即，包围外周，或者迫使硬钎焊材料流过与凹部相关的流动通道并流过作为切削件的基座表面，从而减少将焊剂、气体或其它污染物截留在切削件外周内的趋势，如这里所公开的切削件硬钎焊过程期间发生的那样。
因此，申请人已经发现了具有包含在其焊接面中的流动通道的新颖且有用的切削件，从而在结合到井下切削工具的切削面上时形成质量和强度提高的硬钎焊接头。改进的切削件和硬钎焊接头提高和延长了使用它们的井下切削工具的强度和寿命。通过改进硬钎焊材料的流动和润湿，所述流动通道还减少了硬钎焊接头和相关冶金接合部中的孔隙或空隙形成。
图1-13显示了与井下切削工具一起使用的本文披露的切削件10的示例性实施例。在示例性实施例中，切削件10具有由硬质材料形成的切削件主体12，这种硬质材料具有使其适合作为用于井下切削工具的切削件的硬度、强度和其它材料性质。适当的硬质材料包括硬度足以对希望的地层进行钻孔且同样可进行硬钎焊的任何材料。以举例而非限制的方式来说，用于形成硬质材料的材料包括碳化钨(WC，W2C)。切削件主体12的特征在于包括切削面14、外周侧壁侧面16和基座18。切削面14是切削件的自由表面，其构造为当切削件10在切削工具中使用时提供切削作用。它可以是平坦或弯曲表面，包括外凸或内凹的切削面构造。优选地，切削件10的特征在于凸起的断屑边缘20。断屑边缘20位于切削面14的突出部22上。例如，如图1所示，突出部22可以位于切削面14的中央部24上。例如，如图4所示，突出部22和凸起的断屑边缘20还可以位于紧邻切削面14的外周26的位置。
外周侧壁侧面16连同切削面14和基座18一起限定了切削件10的形状。外周侧壁侧面16和切削件10的适当形状包括各种菱形形状，其可为具有相对的半圆形端部的大致矩形(例如，图4)以及圆角矩形形状(例如，图6和7)，其中，矩形的角部由各种半径或其它曲线形状限定，以及所述外周侧壁侧面和切削件可为弓状矩形(例如，图5)，其中，端部包括外凸或内凹弯曲形状，例如弧段，或弧段组合。另外，外周侧壁侧面16可以是平面并且在切削面14和基座18之间与它们垂直地延伸，例如，在基座18与切削面具有同样的形状和尺寸的情况下(例如，图4)。可替换地，外周侧壁侧面16可以是平面并且在切削面14和基座18之间向内渐缩，例如，在基座18与切削面具有相同形状，但是切削面14大于基座18的情况下(例如，图12)。切削面14和基座18大体上彼此平行。大体上平行是指切削面14的至少一部分与基座18的至少一部分平行，即使如此，例如，在一些实施例(未显示)中，切削面14的凸起的断屑边缘20与基座18不平行。
基座18构造成将切削件10固定到切削工具13的焊接面11上。基座包括凸起部19或多个凸起部19以及凹陷部21或多个凹陷部21。更特别地，凸起部19可以形成平坦表面，该平坦表面构造成与井下切削工具的切削面的平坦焊接面配合并接触，如这里所公开的那样。在使用多个凸起部19的情况下，每个凸起部19可以具有平坦表面并且平坦表面可以包括单个平面，使得这些平坦表面构造成与井下切削工具的切削面的平坦焊接面配合和接触，如这里所公开的那样。凹陷部包括凹陷通道50或多个凹陷通道，如这里所公开的那样。
参考图4、6、7和10-12，切削件10的切削件主体12通常由三部分组成：具有端壁32、34的两个相对端部部分28、30具有形成圆角矩形形状的端部的圆角，或者，可替换地，具有例如如图4所示的半圆形状，和大致矩形的中间部分36，其连接两个端部部分28、30以使切削件10具有圆角矩形(例如，图6、图7)或者“菱形”形状(例如，图4)。
图1-13还显示了对切削件10而言目前优选的尺寸比例。切削件10具有从一个端部部分28的尖端到另一个端部部分30的尖端测得的总轴向长度38。切削件10还具有从中间部分36的一个侧面33延伸到另一个侧面33的宽度40。长度38大于宽度40。就具有菱形形状的切削件10来说，宽度40还等于半圆形端部部分28、30的直径。在一个特定实施例中，切削件10的长度38是宽度的大约1.4倍到大约1.6倍，更特别地，是宽度的大约1.5倍。在一个特定实施例中，切削件10的宽度是高度42的大约1.4倍到大约1.6倍，更特别地，是高度的大约1.5倍。在一个示例性实施例中，长度为大约0.56英寸，宽度为大约0.4英寸，高度为大约0.25英寸。
切削件主体12还包括位于基座18中的凹陷通道50，该凹陷通道从外周侧壁侧面16向内延伸并且提供位于其中的进口52。贯穿通道构造还包括出口53。切削件主体12还可以包括多个凹陷通道50，所述多个凹陷通道具有位于其中的相应的多个进口52。如图1-13所示多个示例性实施例所示，凹陷通道50可以具有多种构造。不管使用封闭通道还是贯穿通道构造，并且不管凹陷通道50横向延伸、纵向延伸或对角延伸或者其组合，与通道相关的特征，包括本申请中描述的长度、宽度或高度及其变形适用于任何通道构造。在所有不同构造的凹陷通道50中，凹陷通道具有长度(L)、宽度(W)和高度(H)。凹陷通道50的这些空间特征中的每一个可以是恒定的或者可以随一个或更多个其它特征变化，例如，高度和宽度可以随着长度变化，长度和高度可以在宽度上变化等。这在图1-15和19A-C中的多个示例性实施例中进行了举例说明。还是如这些附图所示，凹陷通道50的基部58可以为平面(例如，图6-13)，或者可以是任何适当的非平面形状，包括图14和15所示透镜状轮廓并且包括多个相邻的半圆形凹槽，或包括图1-3所示弓形轮廓等。凹陷通道50还包括从基部58延伸至接触面18的凸出部19的一对相对侧壁60。侧壁60可以竖直地延伸(例如，图19A)，或者可以从基部58向外远离凹陷通道50的中心线(或中心面)以直线轮廓(图19B)或曲线(未显示)轮廓或其组合(未显示)的方式倾斜，或者可以包括一个或更多个向外延伸台阶，其中，台阶的高度(H1)或多个台阶的高度小于台阶以外的通道部分的高度(例如，图19C)。在一个示例性实施例中，基部58以弓形形状弯曲，使得实际上不存在侧壁或者侧壁高度为零。另外，所描述的任何侧壁60轮廓的高度可以沿着凹陷通道50的长度以与通道总高度变化相同的方式变化，如这里描述的那样。凹陷通道50的侧壁60以所述方式在宽度上变窄，以及高度沿着长度变化可以单独或组合使用以增强毛细作用和改进熔融硬钎焊材料沿着凹陷通道50的长度和在其宽度上的流动。例如，沿着通道长度的递进式高度减小会提高毛细作用和增强熔融硬钎焊材料通过通道的流动，并且增强的流动还改进了沿着通道长度在基座18的凸起部19的表面上向外流动，从而减少了截留污染物和形成空隙的趋势。在另一实例中，侧壁60沿着长度变窄或者包含使侧壁60变窄的特征例如锥形、台阶、弯曲基座也会提高毛细作用和增强熔融硬钎焊通过通道的流动，增强的流动还可以改进沿着通道的长度在宽度和基座18的凸起部19的表面上的向外流动，获得如上所述的优点。通常，通道宽度是重要因素，因为硬钎焊材料倾向于首先沿着基座18的外周和凹陷通道50的侧壁流动。因此，在一个实施例中，具如下特点的宽度是优选的，即，这种宽度有助于硬钎焊材料在通道内与相应的流体流发生重要反应之前沿着两侧壁流动通过至少一部分通道。在另一实施例中，宽度是通道长度的至少三分之一。在多个实施例中，凹陷通道50内的熔融硬钎焊材料的毛细作用或毛细管驱动压力与浸润(以润湿角表示)除以通道面积成正比。
在图1-3所示示例性实施例中，通道50的高度在通道的宽度上以弓形方式变化。弓形可以定义为限定曲率半径的函数，但是可以使用各种其它曲线函数和形式。在这种构造中，所述高度从通道外周边缘54处的大约0变化到由剖面线2-2表示的顶点56。如图2所示，高度还作为长度的函数并沿着其变化。如图3所示，凹陷通道50的宽度也作为长度的函数并沿着其变化。在这种情况下，高度和宽度的变化为线性变化；然而，还可以是曲线变化和其它函数关系。当基座18放置成与切削工具的焊接面接触时，高度和宽度沿着长度的变化以及高度在宽度上的变化可以有助于提高熔融硬钎焊材料在凹陷通道50内的毛细作用。可以选择一个端部处的宽度和高度以及宽度和高度沿长度的变化，以及高度在宽度上的变化以提供希望的毛细作用，这种毛细作用可以沿着凹陷通道50的长度变化，并且其在凹陷通道50中优于切削件主体的基座18和切削工具的焊接面11之间围绕位于凹陷通道以外和凸起部19以内的切削件主体12的外周的接触结构，即如果不存在通道时存在的结构。毛细管驱动压力与通道周长除以其横截面面积成正比。流动阻力随着横截面面积增大而减小。因此，当通道横截面面积增大时，流动阻力减小，但是毛细管抽吸压力也减小。通道的弓形使其高到刚好足以减小流动阻力，同时不会使毛细管驱动压力降低过多。同样，通道长度越长，流动阻力越大。毛细作用的变化增强了熔融硬钎焊材料在通道内的流动，同样增强了在位于凹陷通道50以外的基座18的凸起部19，即基座18在进行硬钎焊之前与切削工具的焊接面接触的部分上的流动。流动增强有助于基座18的这些部分的润湿，从而减小了在基座18的这些部分中截留焊剂、空气或其它污染物的趋势。在将切削件10硬钎焊到切削工具13上期间供给的硬钎焊材料的量优选地足以润湿和覆盖凸起部19，并且在硬钎焊材料冷却和再凝固时形成位于其间的硬钎焊接头，并且完全充满凹陷部21和凹陷通道50，从而在切削面18和切削工具13的焊接面11的部分之间形成连续冶金接合部，如图19所示。
在图4和5所示示例性实施例中，通道50的高度在通道的宽度上恒定，并且在与切削工具13的平坦焊接面11接触时形成具有大体上矩形通道轮廓的封闭通道。大体上矩形是指相邻通道壁大致垂直，相对的通道壁大致平行；然而，限定所述通道的角部和边缘可以为圆角或锥形以增强润湿性、制造性和其它考虑因素。如图4和5所示，高度和宽度也沿着长度恒定。在本实施例中，可以选择高度和宽度以提供在凹陷通道50内基本恒定的希望毛细作用以及这里所描述的改进。可以应用凹陷通道的任何适当高度和宽度以增强毛细作用。在示例性实施例中，可以在大约0.003英寸到大约0.020英寸的范围内选择凹陷通道的高度。凹陷通道的面积可以为基座面积的大约25％到大约75％。
在图6和7所示示例性实施例中，通道50的高度恒定并且宽度沿着通道的长度变化，在基座放置成与切削工具13的平坦焊接面11接触时，所述宽度和高度形成宽度沿着长度变化的大体上封闭矩形通道轮廓。在这种情况下，宽度变化为线性变化；然而，宽度变化也可以是曲线变化和其它函数关系。当基座18与切削工具的焊接面接触时，宽度沿长度的变化有助于增强熔融硬钎焊材料在凹陷通道50内的毛细作用。在本实施例中，可以选择一个端部处的宽度和宽度沿着长度的变化以提供可以沿着凹陷通道50的长度变化的希望的毛细作用以及这里所描述的改进。
在图8和9所示示例性实施例中，通道50的宽度恒定并且高度沿着通道的长度变化，在基座与切削工具13的平坦焊接面11接触时，所述宽度和高度形成高度沿着长度变化的封闭矩形通道轮廓。在这种情况下，高度变化为线性变化；然而，高度变化也可以是曲线变化和其它函数关系。当基座18与切削工具的焊接面接触时，高度沿长度的变化有助于增强熔融硬钎焊材料在凹陷通道50内的毛细作用。在本实施例中，可以选择一个端部处的高度和高度沿着长度的变化以提供可以沿着凹陷通道50的长度变化的希望的毛细作用以及这里所描述的改进。
在图10-13所示示例性实施例中，通道50的高度恒定并且宽度沿着通道的长度变化，所述宽度和高度形成宽度沿着长度变化的大体上矩形通道轮廓，与图6和7所示实施例类似并且当基座放置成与切削工具的平坦焊接面11接触时，形成具有大体上矩形通道轮廓的封闭通道。然而，在这种情况下，宽度变化是非线性变化。宽度进行如下变化，即，从一个侧面按照第一曲率半径向内收敛，随后沿着一部分长度恒定，随后按照第二曲率半径发散变化。当基座18放置成与切削工具的焊接面接触时，宽度沿长度的变化有助于增强熔融硬钎焊材料在凹陷通道50内的毛细作用。在本实施例中，可以选择一个端部处的宽度和宽度沿着长度的变化以提供可以沿着凹陷通道50的长度变化的希望的毛细作用以及这里所描述的改进。
在图14和15所示示例性实施例中，通道50的宽度恒定并且高度在该通道的宽度上按照形成于基部58中的透镜方式变化，当基座放置成与切削工具13的平坦焊接面11接触时，宽度和可变高度形成高度在宽度上变化并且不沿着长度变化的部分封闭的矩形通道轮廓。在这种情况下，高度变化是曲线变化。当基座18与切削工具的焊接面接触时，高度在宽度上的变化有助于增强熔融硬钎焊材料在凹陷通道50内的毛细作用。在本实施例中，可以选择曲线轮廓和高度在宽度上的变化以提供在宽度上并沿着凹陷通道50的长度变化的希望的毛细作用以及这里所描述的改进。
参考图19A-19C，切削件10可以结合到切削工具13的焊接面11上，其中，熔融硬钎焊材料被引入凹陷通道50的进口52中，并且其中，熔融硬钎焊材料在凹陷通道50内流动。熔融硬钎焊材料在凹陷通道50内的流动受到毛细作用的影响，所述毛细作用包括这里所描述的增强毛细作用和改进熔融硬钎焊材料在通道内流动的各种特征在内。优选地，供应足够的熔融硬钎焊材料以完全充满凹陷通道50以及基座18的凸起部19和切削工具13的焊接面11之间的空间。熔融硬钎焊材料与基座18处的切削件10的材料相互作用，从而在硬钎焊材料再凝固时与之形成冶金接合部62。硬钎焊材料还与位于切削工具13的焊接面11处的材料相互作用，从而在熔融硬钎焊材料再凝固时与之形成冶金接合部64。冶金接合部62和64连同凝固的硬钎焊材料形成切削件10和切削工具13之间的硬钎焊接头66。
尽管硬钎焊接头66具有较低强度，尤其是与凹陷通道50内的所述接头的增大厚度相关的剪切强度，由于这里所描述的凹陷通道50之外的流动特性增强的缘故，上述强度降低跟与基座18的凸起部19相关的硬钎焊接头部分内的空隙减少(尤其是接头为无空隙的话)引起的强度增大相比通常无关紧要。
图16和17显示了用于心轴切削工具13的示例性臂部70。臂部70包括远侧切削部76和具有销开口74的近侧部72，臂部70枢转附接到插入所述销开口中的切削工具心轴(未显示)上。远侧切削部76(图17的放大图中对其进行了更清楚的显示)包括切削件夹持区域78以及由侧面77和支座79界定的焊接面11。切削件10容纳在切削件夹持区域78内并且留下非常小的孔隙空间。图16和17显示了形成硬钎焊接头之前的臂部70和切削件10。
图18显示了示例性切削工具13，其包括在侧钻井操作中用于在井眼套管中铣削出侧孔的旋转切削铣刀80。这种设计的切削铣刀在本领域已知，并且包括可从Baker Oil Tools of Houston，Tex购得的SILVERBACKTM套管开窗铣刀。切削铣刀80具有在操作期间围绕钻轴84旋转的五个切削刀翼或臂部82。这些刀翼82.1-82.5中的每一个具有安装在切削面86的焊接面11上的切削件10。应当注意，刀翼82可以包括一些包含凹陷通道50的圆形切削件10和包含凹陷通道50的菱形切削件10。还应当注意，切削件10以如下方式安装在切削刀翼82.1-82.5上，即：使得切削件10与相邻刀翼中的切削件彼此偏离。例如，刀翼82.1的边缘远侧尖端具有以首尾相连方式布置的四个切削件10。然而，相邻刀翼82.2的第一切削件10相对于其它切削件10旋转90度，从而在相邻刀翼上沿着相邻刀翼82的长度交错的切削件10之间形成孔隙空间88。作为交错的结果，刀翼82.1-82.5在孔隙空间88处磨损较少。
切削工具13和焊接面11可以由具有所需拉伸强度、断裂韧度和其它机械性能的任何适当的工具材料形成。在示例性实施例中，适当的工具材料包括各种钢(包括不锈钢)以及镍基合金和钴基合金。
可以使用适于焊接到切削工具13的焊接面11上的任何硬钎焊材料形成这里所描述的硬钎焊接头66。根据为焊接面11所选择的具体材料，适当的硬钎焊材料包括各种镍青铜合金、银焊料合金、软焊料以及NiCrB合金。
尽管已经显示和描述了一或多个实施例，但是在不脱离本发明精神和范围的情况下可以对其进行变型和替换。因此，应当理解，上文仅以举例而非限制的方式对本发明进行了描述。
Claims (17)
1.一种用于井下切削工具的切削件，包括：
由碳化钨形成的切削件主体，所述切削件主体具有切削面、外周侧壁侧面和基座，所述基座具有平坦凸起部和凹陷通道，该凹陷通道从处于所述外周侧壁侧面处的进口向内连续延伸至该凹陷通道的出口，该凹陷通道具有高度、宽度和长度且包括一对相对的侧壁，其中，所述宽度和高度之一沿着所述凹陷通道的长度变化，所述基座构造为硬钎焊至未伸入所述凹陷通道中的一平坦基础结合面；以及
由硬钎焊材料制成的硬钎焊接头，该硬钎焊接头设置在所述凹陷通道中且由所述平坦基础结合面限定。
2.如权利要求1所述的切削件，其中，所述硬钎焊材料包括镍青铜合金、焊料合金或NiCrB合金。
3.如权利要求1所述的切削件，其中，所述宽度和高度沿着所述凹陷通道的长度变化。
4.如权利要求1所述的切削件，其中，所述高度在所述凹陷通道的宽度上变化。
5.如权利要求1所述的切削件，其中，所述宽度沿着所述凹陷通道的长度变化。
6.如权利要求1所述的切削件，其中，所述高度沿着所述凹陷通道的长度变化。
7.如权利要求1所述的切削件，其中，所述宽度是所述高度的至少三倍。
8.如权利要求1所述的切削件，其中，所述凹陷通道具有纵向轴线，所述凹陷通道的基座表面具有纵向延伸的凸起部。
9.一种切削件，其包括由碳化钨形成的切削件主体，所述切削件主体具有切削面、外周侧壁侧面和基座，所述基座具有平坦凸起部和硬钎焊凹陷通道，该硬钎焊凹陷通道从处于所述外周侧壁侧面处的进口向内连续延伸至该硬钎焊凹陷通道的出口，该硬钎焊凹陷通道具有高度、宽度和长度且包括一对相对的侧壁，所述相对的侧壁从硬钎焊凹陷通道的基座表面延伸至所述平坦凸起部，其中，所述宽度和高度中的至少一个沿着所述硬钎焊凹陷通道的长度变化，所述基座构造为硬钎焊至未伸入所述硬钎焊凹陷通道中的一平坦基础结合面。
10.如权利要求9所述的切削件，其中，所述宽度和高度沿着所述硬钎焊凹陷通道的长度变化。
11.如权利要求9所述的切削件，其中，所述高度在所述硬钎焊凹陷通道的宽度上变化。
12.如权利要求9所述的切削件，其中，所述宽度沿着所述硬钎焊凹陷通道的长度变化。
13.如权利要求9所述的切削件，其中，所述高度沿着所述硬钎焊凹陷通道的长度变化。
14.如权利要求9所述的切削件，其中，所述宽度是所述高度的至少三倍。
15.如权利要求9所述的切削件，其中，所述硬钎焊凹陷通道具有纵向轴线，所述硬钎焊凹陷通道的基座表面具有纵向延伸的凸起部。
16.一种制作井下切削工具的方法，包括：
提供具有平坦基础结合面的切削工具，该切削工具由钢、镍基合金或钴基合金形成；
提供由碳化钨形成的切削件主体，所述切削件主体具有切削面、外周侧壁侧面和基座，所述基座具有平坦凸起部和凹陷通道，该凹陷通道从处于所述外周侧壁侧面处的进口向内连续延伸至该凹陷通道的出口，该凹陷通道具有高度、宽度和长度且包括一对相对的侧壁，所述相对的侧壁从凹陷通道的基座表面延伸至所述平坦凸起部，其中，所述宽度和高度之一沿着所述凹陷通道的长度变化，所述基座构造来硬钎焊至所述平坦基础结合面；
将所述切削件主体的基座放置成与所述平坦基础结合面接触，其中，所述平坦基础结合面未伸入所述凹陷通道中；
邻近所述凹陷通道提供熔融的硬钎焊材料，该凹陷通道为硬钎焊材料提供变化的毛细管作用而使得所述硬钎焊材料在所述凹陷通道与所述平坦基础结合面之间进行流动；以及
冷却和凝固所述硬钎焊材料以形成处于所述凹陷通道中并由切削工具的所述平坦基础结合面限定的硬钎焊接头。
17.一种井下切削工具的使用方法，包括：
提供井下切削工具，该井下切削工具包括：
具有平坦基础结合面的切削工具，该切削工具由钢、镍基合金或钴基合金形成；
由碳化钨形成的切削件主体，所述切削件主体具有切削面、外周侧壁侧面和基座，所述基座具有平坦凸起部和凹陷通道，该凹陷通道从处于所述外周侧壁侧面处的进口向内连续延伸至该凹陷通道的出口，该凹陷通道具有高度、宽度和长度且包括一对相对的侧壁，所述相对的侧壁从凹陷通道的基座表面延伸至所述平坦凸起部，其中，所述宽度和高度之一沿着所述凹陷通道的长度变化，以及；
由处于所述基座和所述平坦基础结合面之间的硬钎焊材料形成的硬钎焊接头，该硬钎焊接头设置在所述凹陷通道中且由所述平坦基础结合面限定，其中，所述平坦基础结合面未伸入所述凹陷通道中；以及；
使用所述井下切削工具来执行井下切削操作。
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