DE102005048687A1

DE102005048687A1 - Diamantimprägnierte Schneidestrukturen

Info

Publication number: DE102005048687A1
Application number: DE102005048687A
Authority: DE
Inventors: Gregory T. Pearland Lockwood; Thomas W. The Woodlands Oldham; Anthony The Woodlands Griffo; Madapusi K. The Woodlands Keshaven; David A. The Woodlands Conroy
Original assignee: Smith International Inc
Current assignee: Smith International Inc
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2006-05-11
Also published as: US20060081402A1; GB0520563D0; GB2419617A; GB2419617B; US7845059B2; US7350599B2; US20080128951A1; CA2519495A1

Abstract

Es wird ein Einsatz für einen Bohrmeißel offenbart, der in einem Matrixmaterial angeordnete Diamantpartikel umfasst, wobei die Diamantpartikel eine Kontiguität von 15% oder weniger aufweisen. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer diamantimprägnierten Schneidstruktur offenbart, das ein Einbringen mehrerer im Wesentlichen gleichmäßig beschichteter Diamantpartikel in einen Formhohlraum, ein Vorverdichten der im Wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel unter Verwendung eines Kaltpress-Zyklus und ein Erhitzen der verdichteten, im Wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel mit einem Matrixmaterial zum Formen der diamantimprägnierten Schneidstruktur umfasst.

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Bohrmeißel, die in der Öl- und Gasindustrie verwendet werden, und im Besonderen auf Bohrmeißel mit diamantimprägnierten Schneidflächen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Schleifmeißel, bei denen die in der Schneidfläche eingebetteten Diamantpartikel im wesentlichen gleichmäßig mit einer Matrix beschichtet sind, um die Retention der Diamanten und die Lebensdauer gegenüber Verschleiß zu verbessern.
Ein Bohrmeißel für Erd-Bohrlöcher wird üblicherweise an dem unteren Ende eines Bohrstrangs befestigt und durch eine Rotation des Bohrstrangs an der Oberfläche oder durch Betätigen von sich in dem Bohrloch befindlichen Motoren oder Turbinen oder durch beide Verfahren rotiert. Wird der Bohrstrang mit einem Gewicht belastet, so greift der rotierende Bohrmeißel die erdseitige Formation an und bildet entlang eines vorbestimmten Pfads auf einen Zielbereich zu ein Bohrloch aus.
Verschiedene Arten von Meißeln arbeiten hinsichtlich verschiedener Formationshärten effizienter. Beispielsweise bohren Meißel mit Einsätzen, die dazu ausgelegt sind die Formation abzuscheren, häufig Formationen im Bereich von weich bis mittelhart. Diese Einsätze weisen als Schneidflächen oft polykristalline Diamantpresskörper (PDC's) auf.
Konische Rollenbohrmeißel sind zum Bohren durch Formationsmaterialien mittlerer oder harter Härte effizient und effektiv. Der Mechanismus des Bohrens mit einem konischen Rollenbohrmeißel beruht im Wesentlichen auf einem Zerkleinern und Abtragen, bei dem die Einsätze der rotierenden Konusse gegen das Formationsmaterial gestoßen werden. Dieser Vorgang verdichtet das Material über seine Druckfestigkeit hinaus und ermöglicht es dem Meißel, durch die Formation zu schneiden.
Für noch härtere Materialien wechselt der Bohrmechanismus von einem Abscheren zu einer Abrasion. Zu einem auf einer Abrasion beruhenden Bohren werden Meißel mit ortsfesten, abrasiven Elementen bevorzugt. Während es bekannt ist, dass Meißel mit abrasiven Schneidelementen aus polykristallinem Diamant bei einigen Formationen leistungsfähig sind, wurde herausgefunden, dass sie bei harten, sehr abrasiven Formationen wie beispielsweise Sandstein weniger effektiv sind. Bei diesen harten Formationen sind Schneidstrukturen leistungsfähig, die in eine tragende Matrix imprägnierte Diamantpartikel oder Diamantstaub aufweisen. In der folgenden Diskussion werden derartige Komponenten als „diamantimprägniert" bezeichnet.
Während einem auf einer Abrasion beruhenden Bohren mit einer diamantimprägnierten Schneidstruktur scheuern oder schleifen die Diamantpartikel konzentrische Riefen ab, während die Gesteinsformation nahe dieser Riefen zerbrochen und entfernt wird. Wenn das Matrixmaterial um die Diamantkörnchen herum abgetragen wurde, fallen die an der Oberfläche liegenden Diamanten letztendlich aus und andere Diamantpartikel werden freigelegt.
Ein Beispiel eines diamantenimprägnierten Bohrmeißels („imprägnierter Meißel") nach dem Stand der Technik ist in 1 dargestellt. Der Bohrmeißel 10 umfasst einen Meißelkörper 12 und mehrere in dem Meißelkörper 12 ausgebildete Rippen 14. Die Rippen 14 werden durch Kanäle 16 voneinander getrennt, die es einer Bohrflüssigkeit ermöglichen, zwischen den Rippen 14 zu fließen und diese sowohl zu reinigen, als auch zu kühlen. Die Rippen 14 sind üblicherweise im Gruppen 20 angeordnet, wobei sich zwischen den Gruppen 20 üblicherweise eine durch Entfernen oder Auslassen wenigstens eines Bereichs einer Rippe 14 gebildete Lücke 18 befindet. Die Lücken 18, die als „Fluidkanäle" bezeichnet werden können, sind vorhanden, um zusätzliche Flusskanäle für Bohrflüssigkeit zu bieten und um einen Durchlass für Formationschnittstücke zum Abtransport hinter den Bohrmeißels 10 in Richtung der Oberfläche eines (nicht gezeigten) Bohrloch zu bilden.
Imprägnierte Meißel bestehen üblicherweise aus einem festen Körper aus einem Matrixmaterial, das in einem beliebigen aus einer Anzahl von bekannten Sintertechnik-Verfahren hergestellt wird. Während des Sintertechnik-Verfahrens werden abrasive Partikel und ein Matrixpulver von einem geschmolzenen Bindemittel durchsetzt. Nach dem Abkühlen umfasst der Meißelkörper das Bindemittel, das Matrixmaterial und die sowohl nahe an, als auch auf der Oberfläche des Bohrmeißels suspendierten, abrasiven Partikel. Die abrasiven Partikel umfassen üblicherweise kleine Partikel aus natürlichem oder synthetischen Diamant. Synthetische Diamanten, die bei diamantimprägnierten Bohrmeißeln verwendet werden, liegen üblicherweise in Form von Einzelkristallen vor. Jedoch können auch thermisch stabile polykristalline Diamantpartikel (TSP) verwendet werden.
In einem Herstellungsprozess für imprägnierte Bohrmeißel wird der Schaft des Meißels zusammen mit jeglichen weiteren notwendigen Formstücken, beispielsweise denjenigen, die zur Ausbildung von Löchern zur Aufnahme von Fluiddüsen verwendet werden, in seiner korrekten Position in dem Formhohlraum gelagert. Der Rest des Hohlraums wird mit einer Ladung aus Wolframcarbid-Pulver gefüllt. Schließlich wird ein Bindemittel, genauer gesagt ein Infiltrant, üblicherweise eine Legierung auf Nickel-Messing-Kupfer-Basis, auf der Pulverladung angeordnet. Die Form wird dann hinreichend erhitzt, um den Infiltranten zu schmelzen, und über eine hinreichenden Zeitraum auf einer erhöhten Temperatur gehalten, um diesem ein Einfließen in und ein Binden der Pulvermatrix oder der Matrix mit den Segmenten zu ermöglichen. Beispielsweise kann der Meißelkörper während des Durchsetzungsvorgangs, abhängig von der Größe des Meißelkörpers, für einen Zeitraum in der Größenordnung von 0,75 bis 2,5 h auf einer erhöhten Temperatur (> 1800 F = 982,2°C) gehalten werden.

Durch dieses Verfahren wird ein monolithischer Meißelkörper hergestellt, der die gewünschten Komponenten beinhaltet. Ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Meißelstruktur ist in dem US Patent mit der Nummer 6,394,202 (das 202-Patent) offenbart, dessen Inhaber auch der Inhaber der vorliegenden Erfindung ist und das hiermit im Rahmen einer Referenz miteinbezogen wird.

Nun Bezug nehmend auf 2 umfasst ein Bohrmeißel 20 gemäß des 202-Patents einen Schaft 24 und eine Krone 26. Der Schaft 24 besteht üblicherweise aus Stahl und umfasst einen mit Gewinde versehenen Zapfen 28 zur Befestigung an einem Bohrstrang. Die Krone 26 weist eine Schneidfläche 22 und eine äußere Seitenfläche 30 auf. Gemäß einer Ausführungsform wird die Krone 26 hergestellt, indem eine mit synthetischen oder natürlichen Diamanten imprägnierte Menge an Wolframcarbid-Pulver wie oben beschrieben durchsetzt wird.

Die Krone 26 kann verschiedene Oberflächenmerkmale, wie beispielsweise die erhöhten Rippen 27 aufweisen. Vorzugsweise werden während des Herstellungsprozesses Formstücke verwendet, so dass die durchsetzte, diamantimprägnierte Krone mehrere Löcher oder Fassungen 29 aufweist, die hinsichtlich ihrer Größe und Form dazu ausgelegt sind, eine entsprechende Anzahl von diamantimprägnierten Einsätzen 10 aufzunehmen. Nach den Herstellen der Krone 26 werden die Einsätze 10 in die Fassungen 29 eingebracht und mittels einer geeigneten Methode, wie beispielsweise Hartlöten, Klebstoff, mechanischen Mittel wie z.B. einem Presssitz oder ähnlichem befestigt. Wie in 2 dargestellt, können die Fassungen jeweils im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Krone ausgebildet sein. Alternativ, und wie in 2 dargestellt, können die Löcher 29 hinsichtlich der Oberfläche der Krone 26 geneigt sein. In dieser Ausführungsform sind die Fassungen geneigt, so dass die Einsätze 10 im Wesentlichen in der Rotationsrichtung des Meißels ausgerichtet sind, um auf diese Weise das Schneiden zu verbessern.

Als Ergebnis des Herstellungsverfahrens des 202-Patents wird jeder diamantimprägnierte Einsatz einer thermischen Gesamtbelastung unterzogen, die im Vergleich zu bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von durchsetzten, diamantimprägnierten Meißeln erheblich geringer ist. Beispielsweise werden die nach den in dem 202-Patent offenbarten Verfahren eingebetteten Diamanten einer thermischen Gesamtbelastung oberhalb von 1500 F (= 815,5°C) von weniger als 40 Minuten ausgesetzt und üblicherweise eher weniger als 20 Minuten (und im Allgemeinen eher ungefähr 5 Minuten). Diese begrenzte thermische Belastung beruht auf der verkürzten Zeitdauer des Heißpressens und der Verwendung des Hartlötverfahrens.

Die thermische Gesamtbelastung der in dem 202-Patent offenbarten Verfahren ist im Vergleich mit der thermischen Gesamtbelastung von mindestens 45 Minuten und üblicherweise eher 60 bis 120 Minuten bei Temperaturen über 1500 F (= 815,5°C), die bei der üblichen Herstellung von im Schmelzofen durchsetzten, diamantimprägnierten Meißeln auftritt, sehr vorteilhaft. Werden die diamantimprägnierten Einsätze mittels Klebstoff oder mechanischer Mittel, wie zum Beispiel einem Presssitz, an dem Meißelkörper befestigt, so ist die thermische Gesamtbelastung der Diamanten sogar noch geringer.

Hinsichtlich des (entweder als Einsatz, an dem Meißel oder in beiden Fällen) einzubringenden Diamantmaterials werden durch Mischen von Diamanten mit einem Matrixpulver und einem Bindemittel zu einer Paste Diamantkörnchen hergestellt. Die Paste wird dann in Form von kurzen „Würstchen" stranggepresst, die dann zu unregelmäßigen Körnchen gerollt und getrocknet werden. Das Verfahren zur Herstellung einer diamantimprägnierten Matrix für Meißelkörper umfasst das Mischen des Matrixpulvers mit Diamanten und einem Bindemittel zur Herstellung einer Paste von Hand. Die Paste wird dann in die gewünschten Bereiche einer Form gepackt. Die resultierende ungleichmäßige Verteilung der Diamanten umfasst Anhäufungen mit zu vielen Diamanten, während andere Bereiche keine Diamanten aufweisen. Die Anhäufungen von Diamanten sind nicht mit ausreichend Matrixmaterial umgeben, um eine gute Retention der Diamanten zu gewährleisten. Die Bereiche ohne Diamanten oder mit einer geringen Konzentration an Diamanten verfügen über schlechte Verschleißeigenschaften. Folglich kann es aufgrund einer unregelmäßigen Abnutzung zu einem vorzeitigen Versagen des Meißels oder des Einsatzes kommen. Da die den Meißel antreibenden Motoren oder Turbinen sich weiter verbessern (es werden höhere Drehzahlen ausgehalten) und da die Bohrbedingungen anspruchsvoller werden, muss die Haltbarkeit von diamantimprägnierten Meißeln verbessert werden. Was demzufolge weiterhin benötigt wird, sind Verfahren zur Verbesserung der Verteilung der Diamanten in imprägnierten Schneidstrukturen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Einsatz für einen Bohrmeißel, der in einem Matrixmaterial angeordnete Diamantpartikel umfasst, wobei die Diamantpartikel eine Kontiguität von 15% oder weniger aufweisen.

Gemäß einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer diamantimprägnierten Schneidstruktur, die das Einbringen mehrerer im wesentlichen gleichmäßig beschichteter Diamantpartikel in einen Formhohlraum, das Vorverdichten der im wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel unter Verwendung eines Kaltpress-Zyklus und das Erhitzen der verdichteten, im wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel mit dem Matrixmaterial zum Formen der diamantimprägnierten Schneidstruktur umfasst.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Abbildungen
Es zeigen:
1 einen imprägnierten Meißel nach dem Stand der Technik;
2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Art eines imprägnierten Meißels nach dem Stand der Technik;
3 ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ein Foto, das beschichtete Partikel nach dem Stand der Technik zeigt;
5 ein Foto, das eine aus den Partikeln aus 4 hergestellte Scheibe zeigt;
6 ein Foto, das die gleichmäßig beschichteten Partikel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ein Foto, das eine aus den Partikeln aus 6 hergestellte Scheibe zeigt;
8 ein Graph, der das Leistungsvermögen von gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellten Scheiben im Vergleich zu Scheiben nach dem Stand der Technik zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Gemäß einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf imprägnierte Schneidstrukturen, die eine „gleichmäßigere" Verteilung von Diamanten aufweisen. In der hier verwendeten Bedeutung bedeutet der Begriff „gleichmäßige" Verteilung lediglich, dass die Diamantpartikel im Vergleich mit ähnlichen Proben aus dem Stand der Technik in der imprägnierten Struktur gleichmäßiger verteilt sind.
Die relative Verteilung der Diamanten kann unter Verwendung verschiedener Verfahren gemessen werden. Zunächst kann die Verteilung mit Hilfe der „Kontiguität" der Diamanten beschrieben werden, die ein Maßstab für die Anzahl der Diamanten ist, die in direktem Kontakt mit einem anderen Diamanten stehen. Idealerweise, falls eine vollständige Verteilung existieren sollte, würde die Diamant-zu-Diamant-Kontiguität 0% betragen (das würde heißen, dass keine zwei Diamanten in direktem Kontakt miteinander stehen). Im Gegensatz dazu haben Analysen der gegenwärtig verwendeten imprägnierten Schneidstrukturen eine Kontiguität der Diamanten von 50 ergeben (das heißt, dass ungefähr die Hälfte der Diamanten mit anderen Diamanten in Kontakt steht).
Die Kontiguität der Diamanten kann wie folgt ermittelt werden: CD-D = (2PD-D)/(2PD-D + PD-M) (Gl. 1)
Hierbei entspricht P_D-D der Gesamtanzahl von Punkten benachbarter Diamanten entlang der horizontalen Linien eines über ein Probenfoto gelegten Gitters, während P_D-M der Gesamtanzahl von Punkten entspricht, an denen Diamanten die Matrix kontaktieren.
Weiterhin kann die Verteilung der Diamanten mit Hilfe der mittleren freien Weglänge beschrieben werden, die den mittleren Abstand zwischen Diamantpartikeln darstellt. Bei Verwendung dieser Metrik gilt, dass je größer die mittlere freie Weglänge (für eine vorgegebene Konzentration an Diamanten) ist, desto gleichmäßiger sind die Diamanten verteilt.
Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf die Verwendung von „gleichmäßig" beschichteten Diamantpartikeln. In der hier verwendeten Bedeutung bedeutet der Begriff „gleichmäßig beschichtet", dass die einzelnen Diamantpartikel bei näherungsweise gleicher Form (beispielsweise sphärischer Beschichtung) ähnliche Beschichtungsmengen aufweisen (das heißt, dass sie im wesentlichen die gleiche Größe aufweisen) und dass nicht Anhäufungen von Diamanten sondern vielmehr einzelne Diamantkristalle beschichtet sind. Der Begriff „gleichmäßig" soll nicht bedeuten, dass alle Partikel die genau gleiche Größe oder die genau gleiche Menge an Beschichtung aufweisen, sondern lediglich, dass die Kristalle im Vergleich zu beschichteten Kristalle nach dem Stand der Technik im wesentlichen gleichmäßiger sind. Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass eine Verwendung von Diamantpartikeln mit einer gleichmäßigen Matrixpulverbeschichtung jedes Diamantkristalls zu einem einheitlichen Abstand zwischen den Diamanten. in den fertigen Bauteilen führt.

Demzufolge führen bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise aufgrund des Herstellens von imprägnierten Strukturen mit einer gleichmäßigeren Verteilung im Vergleich zu Strukturen nach dem Stand der Technik zu Produkten mit gleichmäßigeren Verschleißeigenschaften, einer verbesserten Retention der Diamanten und einer erhöhten Konzentration an Diamanten für ein vorgegebenes Volumen. Darüber hinaus ermöglicht das gleichmäßige Beschichten die Verwendung einer minimalen Beschichtungsdicke, was den Einsatz einer erhöhten Konzentration an Diamanten ermöglicht.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermindern die Wahrscheinlichkeit eines Diamantbruchs (aufgrund von Anhäufungen, das heißt, aufgrund von angehäuften Diamantpartikeln, die nicht über ausreichend Matrixpulver verfügen, um sie festzuhalten) und verbessert die Sinterbarkeit der Zusammensetzung. Weiterhin erleichtern Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Verwendung von ultrafeinen Bindepulvern (< 3 μm WC), was das Erreichen einer höheren Härte (> 60 Rockwell) ermöglicht. Die erhöhte Härte bei ultrafeinen Pulvern beruht darauf, dass im Vergleich zu gröberen Pulvern keine Leerräume vorhanden sind. Weiterhin ermöglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Erhöhung des Diamantvolumens durch eine Optimierung von ausgewählten Eigenschaften wie der Partikelgröße, der Größe des Diamantstaubs und der Konzentration an Diamanten.

In ausgewählten Ausführungsformen weisen die Diamantkörnchen um jeden Kristall eine im Wesentlichen gleichmäßige Matrixschicht auf und führen zu einem im Wesentlichen einheitlichen Abstand zwischen den Diamanten. Dies verhindert eine Kontiguität der Diamanten und stellt um jeden Kristall eine angemessene Matrix bereit, um eine gute Retention der Diamanten zu gewährleisten. Eine einheitliche Verteilung der Diamanten erlaubt eine hohe Konzentration an Diamanten ohne das Risiko einer Kontiguität und sorgt für eine gleichmäßige Lebensdauer gegenüber Verschleiß.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden vor der Herstellung des imprägnierten Meißels gleichmäßig beschichtete Diamanten hergestellt. Ein exemplarisches Verfahren zum Erreichen von „gleichmäßigen Beschichtungen" besteht im Mischen der Diamanten, des Matrixpulvers und eines organischen Bindemittels in einer kommerziellen Mischmaschine, wie einem Turbula-Mischer oder einer ähnlichen Maschi ne, um die Diamanten mit der Matrix zu vermengen. Die resultierende Mischung wird dann durch einen „Granulierer" weiterverarbeitet, in dem die Mischung in Form kurzer „Würste" stranggepresst wird, die dann in Kugeln gerollt und getrocknet werden. Die auf diese Weise erzeugten Körnchen müssen dann unter Verwendung einer Abfolge von Netzsieben voneinander getrennt werden, um die erwünschte Ausbeute an gleichmäßig beschichteten Kristallen zu erhalten. Am Ende dieses Verfahrens kann eine Anzahl von Partikeln mit ungefähr gleicher Größe und Form eingesammelt werden. Ein anderes exemplarisches Verfahren zum Erreichen einer gleichmäßigen Matrixbeschichtung auf den Kristallen besteht in der Verwendung einer Maschine, die als Fuji Paudal Pelletiermaschine bezeichnet wird. Alternativ können zur Verwendung in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geeignete Diamantpartikel von der Foxmet SA mit Sitz in Luxemburg oder von der Lunzer Inc. mit Sitz in New Jersey, USA gekauft werden. Diese Anbieter verkaufen Diamantpartikel, die gleichmäßig von einem Matrixpulver umgeben sind.

3 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer imprägnierten Schneidstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zunächst werden die von einem Matrixpulver umgebenen, gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel (oder Pellets) in eine Dosiereinrichtung eingebracht (Schritt 300). Die Dosiereinrichtung wiegt die Menge der in eine Form einzubringenden, gleichmäßig beschichteten Diamantpellets ab (Schritt 302). Die Pellets werden dann in einen Formhohlraum überführt (Schritt 304). Nach dem Überführen der Diamantpellets in den Formhohlraum wird die Form zusammengesetzt (Schritt 306). Dann werden die Pellets unter Verwendung einer Kaltpress-Stufe einem Vorverdichtungsschritt unterzogen (Schritt 308). Die Inhalte werden dann bei einer geeigneten Temperatur, vorzugsweise zwischen ungefähr 1500 F (= 815,56°C) und ungefähr 2200 F (= 1204,44°C), vorzugsweise zwischen ungefähr 1800 F (= 982,22°C) und ungefähr 2100 F (= 1148,89°C) heißgepresst oder gesintert (Schritt 310), um einen Einsatz oder einen beschichteten Meißelkörper zu formen. Während Ausführungsformen der Erfindung zur Herstellung eines Einsatzes oder eines imprägnierten Meißels verwendet werden können, ist die folgende Beschreibung aus Gründen der Klarheit auf die Herstellung eines Einsatzes gerichtet.

In einer speziellen Ausführungsform wurden beispielsweise 27,01 g gleichmäßig beschichteter Diamantpartikel in die Dosiereinrichtung eingebracht. Die Partikel wurden dann in einen Formhohlraum eingebracht, der zum Formen eines Einsatzes mit 13 mm Durchmesser geeignet ist. Üblicherweise können gleichzeitig 25 Einsätze dieser Größe gepresst werden. Nach dem Durchführen der oben beschriebenen Kaltpress- und Heißpress-Vorgänge wurde die Kontiguität der Diamanten in den neu geformten Einsätzen auf einem gebrochenen Querschnitt gemessen. In dieser speziellen Ausführungsform wurde die durchschnittliche Kontiguität der Diamanten zu 2% gemessen. In anderen Ausführungsformen kann die Kontiguität der Diamanten zwischen 0% und 15% betragen. In bestimmten Ausführungsformen erhält man eine Kontiguität der Diamanten von 0% bis 10%. In noch anderen Ausführungsformen findet man eine Kontiguität der Diamanten von 0% bis 5%. Der Anteil an Diamanten in Volumenprozent betrug in gewissen Ausführungsformen unter Verwendung dieser gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel 27,5%, was einer Konzentration an Diamanten von 110 entspricht.

Ein Fachmann erkennt an, dass der beschichtete Diamant dieser Erfindung auch zur Herstellung von Meißelkörpern unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Verfahrens nach dem Stand der Technik verwendet werden kann. Das Erhitzen des Materials kann durch einen Ofen oder durch ein auf elektrischer Induktion beruhendes Erhitzen erfolgen, so dass die Heiz- und Kühlraten schnell und kontrolliert verlaufen, um eine Beschädigung der Diamanten zu vermeiden. Die Einsätze können in einer Graphitform durch Widerstandsheizung erhitzt werden. Die Abmessungen und Formen der Einsätze und ihre Positionierung auf dem Meißel kann abhängig von den Eigenschaften der zu bohrenden Formation verändert werden.

Die Matrix, in der die beschichteten Diamanten zur Ausbildung der beschichteten diamantimprägnierten Einsätze eingebettet werden, erfüllt vorzugsweise mehrere Anforderungen. Vorzugsweise weist die Matrix eine hinreichende Härte auf, so dass die an der Schneidfläche freiliegenden Diamanten unter den beim Bohren auftretenden sehr hohen Drücken nicht in das Matrixmaterial gedrückt werden. Weiterhin weist die Matrix vorzugsweise eine hinreichende Widerstandsfähigkeit gegen Abrasi on auf, so dass die Diamantparfikel nicht vorzeitig freigegeben werden. Schließlich sind vorzugsweise die Heiz- und Kühlzeiten während des Sinterns oder des Heißpressens sowie die Maximaltemperatur während des thermischen Zyklus hinreichend niedrig, so dass die dabei eingebetteten Diamanten während des Sinterns oder des Heißpressens nicht thermisch beschädigt werden.

Bisher bekannte Beschichtungen auf Diamanten nach dem Stand der Technik umfassen eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD), üblicherweise von Silizium- oder Titancarbid, bei der auf den Diamanten Material in einer Dicke von nur wenigen Mikrometern abgeschieden wird. Dies steht im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung, bei der Beschichtungen von üblicherweise mehr als 200 Mikrometern verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen können Dicken von ungefähr 400 Mikrometern verwendet werden. Jedoch können Kombinationen von Beschichtungen nach dem Stand der Technik (beispielsweise unter Verwendung von CVD abgeschiedenes Titancarbid) und der Beschichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (beispielsweise Wolframcarbid/Kobalt/Kupfer/Polymerbindemittel) gemeinsam verwendet werden (das heißt Partikel mit einer Titancarbid-Beschichtung können anschließend mit einem Matrixmaterial (als eine äußere Beschichtung) überzogen werden).

In bestimmten Ausführungsformen kann die „innere" Beschichtung (in dem oben genannten Beispiel TiC) dabei helfen, den Diamanten an die „äußere" Matrixbeschichtung zu binden. Zusätzlich kann die innere Beschichtung in bestimmten Anwendungen eine thermische Beschädigung der Partikel verringern.

Um diese Voraussetzungen zu erfüllen, können, als eine exemplarische Liste, die folgenden Materialien als Matrix, in der die beschichteten Diamanten eingebettet werden, verwendet werden: Wolframcarbid (WC), Wolfram (W), gesintertes Wolframcarbid/Kobalt (WC-Co) (sphärisch oder zermalmt). Gegossenes Wolframcarbid (sphärisch oder zermalmt) oder Kombinationen dieser Materialien (alle zusammen mit einer geeigneten Phase aus Bindemittel wie Kobalt, Eisen, Nickel oder Kupfer, um eine Bindung der Partikel und Diamanten zu erleichtern) oder Ähnliches. Die Ba sismetalle werden üblicherweise mit Elementen dotiert, die eine niedrigere Schmelztemperatur aufweisen, um bei niedrigeren Temperaturen heißzupressen. Der Fachmann wird erkennen, dass andere Materialien einschließlich Verbindungen auf Titanbasis, Nitride (insbesondere kubisches Bornitrid) etc. ebenfalls als Matrix verwendet werden können.

Weiterhin ist klar, dass die Konzentration an Diamanten in den Einsätzen sich von der Konzentration an Diamanten in dem Meißelkörper unterscheiden kann. Es sollte angemerkt werden, dass je nach der speziellen Anwendung Kombinationen aus beschichteten und unbeschichteten Diamanten verwendet werden können. Gemäß einer Ausführungsform liegen die Konzentrationen an Diamanten in den Einsätzen und in dem Meißelkörper im Bereich von 50 bis 150 (100 = 4,4 Karat/cm³). Eine Konzentration an Diamanten von 100 entspricht einem Volumen an Diamanten von 25%. Ein Fachmann wird erkennen, dass je nach den speziellen Anwendungen auch andere Konzentrationen an Diamanten verwendet werden können.

Weiterhin können, obwohl oben auf ein Heißpress-Verfahren Bezug genommen wurde, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch ein Hochtemperatur-Hochdruck-(HTHP)-Pressverfahren verwenden. Alternativ kann ein zweistufiges Herstellungsverfahren unter Verwendung von sowohl Heißpressen als auch HTHP verwendet werden, um die Entwicklung von hohen Konzentrationen (> 120 conc.) zu fördern, während eine maximale Bindung oder Matrixdichte erreicht wird. Das HTHP-Pressen kann die Leistungsfähigkeit der endgültigen Struktur verbessern, indem sie die Verwendung eines höheren Volumen-Prozentanteils an Diamanten ermöglicht (einschließlich bi-modaler oder multimodaler Diamantmischungen), da ultrahohe Drücke das Bindemittelmaterial zu einer nahezu vollkommenen Dichte verdichten können (mit oder ohne des Bedarfs an niedrigschmelzenden Legierungen zur Unterstützung des Sinterns).

Das HTHP-Verfahren wurde in den US Patenten mit den Nummern 5,676,496 und 5,598,621 beschriebenen, deren Lehre im Rahmen einer Referenz hier mit aufgenommen wird. Eine weitere geeignete Methode zum Heißverdichten von vorverdich teten Mischungen aus Diamant und Metallpulver ist das aus dem Stand der Technik bekannte heiße isostatische Pressen, vergleiche hierzu Peter E. Price und Steven P. Kohler „Hot Isostatic Pressing of Metal Powders", Metals Handbook, Vol. 7, S. 419–443 (9. Ausgabe, 1984).

Die 4–7 stellen die verbesserte Verteilung von Diamanten dar, die durch die Verwendung von gleichmäßig beschichteten Diamanten zusammen mit verschiedenen Herstellungsverfahren erreicht werden kann. 4 zeigt ein Foto (32 fache Vergrößerung) von typischen beschichteten Pellets nach dem Stand der Technik vor dem Pressen in ein Bauteil. Wie aus dem Foto ersichtlich ist, unterscheiden sich die beschichteten Diamanten stark hinsichtlich ihrer Größe und Form. Weiterhin ist offensichtlich, dass bestimmte Pellets mehrere Diamantkristalle einkapseln, während andere Pellets überhaupt keine Diamantkristalle beinhalten.

5 zeigt ein Foto einer Verteilung der Diamanten, die sich bei einer Verwendung der Partikel aus 4 in den oben beschriebenen Herstellungsverfahren ergibt. Insbesondere zeigt 5 eine Probenscheibe, die bei einer Konzentration von 110 hergestellt wurde und die nominal 25–30 mesh Diamantpartikel enthält. 5 lässt deutliche Mengen von „angehäuften" Diamanten erkennen. Dies heißt, dass es kleine Bereiche gibt, die erheblich mehr Diamanten aufweisen als andere Bereiche. Beispielsweise enthält die obere rechte Seite der Scheibe erheblich mehr Diamanten als die untere linke Seite der Scheibe. Wie oben erklärt wurde, können derartige Unterschiede in der Verteilung der Diamanten zu einem frühen Versagen führen. Bezeichnenderweise und entgegen aller Erwartung könnte der Bereich mit der hohen Konzentration an Diamanten zuerst versagen, weil nicht hinreichend Matrix vorhanden ist, um die Anhäufungen von Diamanten zu halten. Dieses Ergebnis widerspricht den Erwartungen, weil man annehmen würde, dass mit Zunahme der Konzentration an Diamanten die Widerstandsfähigkeit der Probe gegen Verschleiß ebenfalls zunehmen würde. Jedoch haben Tests ergeben, dass Anhäufungen von Diamanten, wie die in 5 gezeigten, relativ einfach abbrechen. Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit Anhäufungen von Diamanten besteht darin, dass Anhäufungen einen einfachen Pfad zur Ausbreitung von Rissen durch den Einsatz bilden, was bei einem vorgegebenen Volumenprozent-Anteil an Diamanten zu einer niedrigeren Widerstandsfähigkeit gegen Stöße und Brüche führt.

Bezugnehmend auf 6 wird dort ein Foto der gleichmäßig beschichteten Pellets gezeigt. Die Pellets in diesem Bild weisen eine nahezu gleiche Form und Größe auf. Während die Pellets als Kugeln mit nahezu der gleichen Größe und Form dargestellt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht in dieser Weise beschränkt. Die gleichmäßig beschichteten Diamanten können andere Formen, wie beispielsweise Ellipsen, Rechtecke, Quadrate oder nicht reguläre Geometrien oder Mischungen dieser Formen aufweisen, solange sie nahezu die gleiche Form und Größe haben. Mischungen dieser Formen können verwendet werden, solange die Beschichtung dick genug ist, um einen Diamant-Diamant-Kontakt zu verhindern. Weiterhin können bi-modale oder multimodale Mischungen aus Pellets ausgewählt werden, um die Diamantdichte zu erhöhen. In bestimmten Ausführungsformen werden Mischungen aus Pelletgrößen verwendet, um ein Einbringen einer größeren Menge an Diamanten in die Struktur zu ermöglichen, während eine geeignete Kontiguität der Diamanten aufrechterhalten wird.

7 zeigt ein Foto der Diamantenverteilung, die sich bei einer Verwendung der Partikel aus 6 in den oben beschriebenen Herstellungsverfahren ergibt. Insbesondere zeigt 7 eine Probenscheibe, die bei einer Konzentration von 110 hergestellt wurde und die nominal 25–35 mesh an Diamantpartikeln enthält. Im Vergleich mit der in 5 dargestellten Probe wird offensichtlich, dass die Verwendung von gleichmäßig beschichteten Partikeln zu einer viel gleichmäßigeren Verteilung der Diamanten über die Scheibe führt. In dieser Probe gibt es keine Anhäufungen von Diamanten, was im Vergleich zu den Werten aus 5 zu einer größeren mittleren freien Weglänge zwischen den Diamanten und einem erheblich niedrigeren Wert der Kontiguität der Diamanten führt.

Anfängliche Verschleißtests von gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Scheiben haben ergeben, dass durch Verwendung der oben beschriebenen Verfahren die Leistungsfähigkeit verbessert werden kann. Eine Untersuchung der Abnutzungsriefen bei zehnfacher Vergrößerung zeigte eine erheblich verbesserte Retention der Diamanten in der Matrix, was zu einer besseren Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß führt. 8 stellt die relative Leistungsfähigkeit gegenüber Verschleiß von zwei Scheiben nach dem Stand der Technik gegenüber zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. In 8 wurde die Leistungsfähigkeit von Wolframcarbid-Verbindungen mit 27,5 Volumenprozent an Diamant (25–35 mesh) verglichen. Bei dem Vergleichgegenstand 1 nach dem Stand der Technik (800) handelt es sich um eine Scheibe, die aus einer standardmäßigen imprägnierten Rippenmatrix hergestellt wurde und die nicht gleichmäßig beschichteten Diamanten enthält. Bei dem Vergleichgegenstand 2 nach dem Stand der Technik (802) handelt es sich um eine Scheibe, die unter Verwendung eines Heißpress-Verfahrens mit nicht gleichmäßig beschichteten Diamanten hergestellt wurde. Bei der Ausführungsform A (804) handelt es sich um eine Scheibe, die unter Verwendung eines Heißpress-Verfahrens mit im wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamanten gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Bei der Ausführungsform B (806) handelt es sich um eine Scheibe, die unter Verwendung eines Hochtemperatur-Hochdruck-Verfahrens mit im wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamanten gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. 8 stellt die erheblich verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrasion dar, die bei einer Verwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann.

Es ist offensichtlich, dass die üblicherweise zur Erzeugung von Meißelkörpern verwendeten Materialien in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Folglich kann in einer Ausführungsform der Meißelkörper selbst diamantimprägniert sein. In einer alternativen Ausführungsform umfasst der Meißelkörper eine durchsetzte Wolframcarbid-Matrix, die keine Diamanten beinhaltet.

In einer alternativen Ausführungsform kann der Meißelkörper mittels aus dem Stand der Technik bekannter Verfahren aus Stahl hergestellt werden. Wiederum umfasst der fertige Meißelkörper mehrere Löcher mit einer erwünschten Ausrichtung, die größenmäßig dazu ausgelegt sind, die Einsätze aufzunehmen und zu lagern. Die Einsätze, die beschichtete Diamantpartikel beinhalten, können durch Hartlöten, mechanische Mittel, Klebstoffe oder ähnliches an dem Stahlkörper befestigt werden.

Erneut Bezug nehmend auf 2 können imprägnierte Meißel mehrere an den Rippen und/oder an dem Meißelkörper angeordnete Kaliber-Schutzelemente aufweisen. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Kaliber-Schutzelemente derart modifiziert werden, dass sie gleichmäßig verteilte Diamanten enthalten. Durch ein Anordnen gleichmäßig verteilter Diamantpartikel an und/oder unter der Oberfläche der Rippen wird angenommen, dass die imprägnierten Meißel im Vergleich zu typischen imprägnierten Meißeln nach dem Stand der Technik eine erhöhte Lebensdauer aufweisen und weniger zu einem vorzeitigen Verschleiß neigen.

Folglich können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in jeder Meißelanwendung verwendet werden, in der diamantimprägnierte Materialien zur Anwendung kommen können. Insbesondere können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, diamantimprägnierte Einsätze, diamantimprägnierte Meißelkörper, diamantimprägnierte Verschleißpolster oder jegliche beliebige andere, dem Fachmann geläufige diamantimprägnierte Materialien zu erzeugen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können als Einsätze oder Verschleißpolster für 3-konige, 2-konige sowie 1-konige Bohrmeißel (1-konige mit einem Lager und Dichtung) Anwendung finden. Weiterhin ist für den Fachmann offensichtlich, dass, obwohl auf sphärische Partikel Bezug zugenommen wurde, andere Partikel und/oder Verfahren verwendet werden können, um das erwünschte Ergebnis, das heißt eine gleichmäßigere Verteilung der Diamantpartikel, zu erreichen. Beispielsweise liegt es ausdrücklich im Umfang der vorliegenden Erfindung, dass elliptisch beschichtete Partikel verwendet werden können.

Obwohl die obigen Ausführungsformen „beschichtete Diamanten" beschreiben, liegt es weiterhin ausdrücklich im Umfang der vorliegenden Erfindung, dass andere abrasive Materialien auf die gleiche Weise beschichtet werden können. Insbesondere können Bornitrid-Partikel auf die gleiche Weise beschichtet und in den verschiede nen hier beschriebenen Meißelanwendungen verwendet werden. Weiterhin soll der Begriff „Diamant" in der hier verwendeten Bedeutung größere Partikel aus polykristallinem Diamant und thermisch stabile polykristalline Diamantpartikel (TSP), die auf die gleiche Weise beschichtet werden können wie die individuellen Diamantpartikel, mit umfassen.

Der Fachmann wird anerkennen, dass in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung thermisch stabile polykristalline Diamantpartikel in Form von Würfeln, irregulären Formen oder anderen Formen auf eine zu den oben beschriebenen Verfahren ähnliche Weise mit einer Matrix beschichtet werden können. Diese beschichteten TSP-Partikel können dann beispielsweise als Pellets zum Imprägnieren verwendet werden.

Wie oben beschrieben wurde, können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu gleichmäßigen und verbesserten Verschleißeigenschaften, einer verbesserte Retention der Diamanten und einer erhöhten Konzentration an Diamanten für ein vorgegebenes Volumen führen. Bei den in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendeten Diamanten kann es sich um synthetische oder natürliche Diamanten handeln.

Während die Erfindung bezüglich einer beschränkten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann angesichts dieser Offenbarung anerkennen, dass andere Ausführungsformen, die vom Umfang der Erfindung, wie sie hier offenbart ist, nicht abweichen, abgeleitet werden können. Insbesondere können andere, nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichende Verfahren dazu verwendet werden, die durch die vorliegende Anmeldung offenbarten Kontiguitäten der Diamanten zu erreichen. Demzufolge sollte der Umfang der Erfindung nur durch die beiliegenden Ansprüche beschränkt sein.

Claims

Einsatz für einen Bohrmeißel umfassend: in einem Matrixmaterial angeordnete Diamantpartikel, wobei die Diamantpartikel eine Kontiguität von 15% oder weniger aufweisen.
Einsatz nach Anspruch 1, wobei die Diamantpartikel vor dem Einbringen in den Einsatz im Wesentlichen gleichmäßig beschichtete Diamantpartikel umfassen.
Einsatz nach Anspruch 2, wobei die im Wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel sphärische Partikel von näherungsweise gleicher Größe umfassen.
Einsatz nach Anspruch 2, wobei die Diamantpartikel wenigstens zwei verschiedene Partikelgrößen aufweisen.
Einsatz nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Beschichtung um ein Matrixmaterial handelt, das wenigstens ein aus der Gruppe Wolframcarbid, gegossenes Wolframcarbid, gesintertes Wolframcarbid-Kobalt (WC-Co), Wolframlegierung, Wolframcarbid in Kombination mit elementarem Wolfram, gegossenes Wolframcarbid, Wolframlegierung in Kombination mit elementarem Wolfram, Verbindungen auf Titanbasis und Nitride ausgewähltes Material enthält.
Einsatz nach Anspruch 5, wobei das Matrixmaterial weiterhin einen aus Legierungen von Kobalt, Eisen, Nickel oder Kupfer ausgewählten Metallbestandteil enthält.
Einsatz nach Anspruch 1, wobei die Diamantpartikel eine Kontiguität von 10% oder weniger aufweisen.
Imprägnierter Bohrmeißel umfassend: einen Meißelkörper; und mehrere in dem Meißelkörper ausgebildete Rippen, wobei die Rippen von mehreren Diamantpartikeln durchsetzt sind und wobei die Diamantpartikel eine Kontiguität von 15% oder weniger aufweisen.
Imprägnierter Bohrmeißel nach Anspruch 8, wobei die Diamantpartikel vor dem Einbringen in die Rippen im Wesentlichen gleichmäßig beschichtete Diamantpartikel umfassen.
Imprägnierter Bohrmeißel nach Anspruch 9, wobei die gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel sphärische Partikel von im Wesentlichen näherungsweise gleicher Größe umfassen.
Imprägnierter Bohrmeißel nach Anspruch 9, wobei die Diamantpartikel wenigstens zwei verschiedene Partikelgrößen aufweisen.
Imprägnierter Bohrmeißel nach Anspruch 8, wobei es sich bei der Beschichtung um ein Matrixmaterial handelt, das wenigstens ein aus der Gruppe Wolframcarbid, gegossenes Wolframcarbid, gesintertes Wolframcarbid-Kobalt (WC-Co), Wolframlegierung, Wolframcarbid in Kombination mit elementarem Wolfram, gegossenes Wolframcarbid, Wolframlegierung in Kombination mit elementarem Wolfram, Verbindungen auf Titanbasis und Nitride ausgewähltes Material enthält.
Imprägnierter Bohrmeißel nach Anspruch 12, wobei das Matrixmaterial weiterhin einen aus Legierungen von Kobalt, Eisen, Nickel oder Kupfer ausgewählten Metallbestandteil enthält.
Imprägnierter Bohrmeißel nach Anspruch 8, wobei die Diamantpartikel eine Kontiguität von 10% oder weniger aufweisen.
Verfahren zur Herstellung einer diamantimprägnierten Schneidstruktur, umfassend: Einbringen mehrerer im Wesentlichen gleichmäßig beschichteter Diamantpartikel in einen Formhohlraum; Vorverdichten der im Wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel unter Verwendung eines Kaltpress-Zyklus; und Erhitzen der verdichteten, im Wesentlichen gleichmäßig beschichteten Diamantpartikel mit einem Matrixmaterial zum Formen der diamantimprägnierten Schneidstruktur.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Matrixmaterial aus der Gruppe Wolframcarbid (WC), gegossenes Wolframcarbid, elementares Wolfram (W), gesintertes Wolframcarbid-Kobalt (WC-Co), Verbindungen auf Titanbasis, Nitride und Kombinationen dieser Materialien ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Erhitzens ein Heißpress-Verfahren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Erhitzens bei einer Temperatur zwischen 1500 F (= 815,56°C) und 2200 F (= 1204,44°C) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Schritt des Erhitzens bei einer Temperatur zwischen 1800 F (= 982,22°C) und 2100 F (= 1148,89°C) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Erhitzens ein Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Erhitzens ein heißes isostatisches Pressen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die diamantimprägnierte Schneidstruktur einen Einsatz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die diamantimprägnierte Schneidstruktur einen diamantimprägnierten Meißel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Erhitzens ein Heißpress-Verfahren umfasst und das Verfahren weiterhin ein auf den Schritt des Erhitzens folgendes Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren umfasst.
Verfahren zum Bohren einer Formation umfassend: Kontaktieren der Formation mit einem imprägnierten Meißel, wobei der imprägnierte Meißel einen Meißelkörper umfasst; und an dem Meißelkörper mehrere Einsätze befestigt sind, wobei zumindest einer der mehreren Einsätze in einer Matrix angeordnete Diamantpartikel umfasst, wobei die Diamantpartikel eine Kontiguität von 15% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Diamantpartikel eine Kontiguität von 10% oder weniger aufweisen.
Einsatz für einen Bohrmeißel umfassend: in einem Matrixmaterial angeordnete abrasive Partikel, wobei die abrasiven Partikel eine Kontiguität von 15% oder weniger aufweisen.
Einsatz nach Anspruch 27, wobei die abrasiven Partikel eine Kontiguität von 10% oder weniger aufweisen.
Einsatz für einen Bohrmeißel umfassend: einen an einem diamantimprägnierten Körper angeordneten, thermisch stabilen Abscherbereich, wobei zumindest der thermisch stabile Abscherbereich oder der diamantimprägnierte Körper eine im wesentlichen gleichmäßige Beschichtung aufweist, die zumindest ein aus der Gruppe Wolframcarbid, gegossenes Wolframcarbid, gesintertes Wolframcarbid-Kobalt (WC-Co), Wolframlegierung, Wolframcarbid in Kombination mit elementarem Wolfram, gegossenes Wolframcarbid, Wolframlegierung in Kombination mit elementarem Wolfram, Verbindungen auf Titanbasis und Nitride ausgewähltes Material umfasst.