KR20170128598A - 납땜 및 기계식 로킹을 사용한 tsp 다이아몬드 링의 부착 - Google Patents

납땜 및 기계식 로킹을 사용한 tsp 다이아몬드 링의 부착 Download PDF

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Abstract

드릴 비트용 커터 및 그 제조 방법이 개시된다. 커터는 기재에 결합되는 비 침출 다결정 다이아몬드(PCD) 테이블 및 기재 및 비 침출 PCD 테이블 중 하나 또는 둘 다에 결합되는 침출된 PCD 테이블을 구비한다. 침출된 PCD 테이블은 링 형상일 수도 있고 커팅 엘리먼트의 작업 표면으로서 작용한다. 그것은, 커팅 작업 동안 비 침출 PCD 테이블에 대하여 침출된 PCD 테이블의 회전을 방지하기 위하여, 비 침출 PCD 테이블의 상보적인 톱니 형상의 바깥쪽 표면과 협력하는 톱니형의 안쪽 표면을 가질 수도 있다. 침출된 PCD 테이블의 표면은 테이퍼 형상일 수도 있고, 침출된 PCD 테이블을 비 침출 PCD 테이블에 기계적으로 로킹하도록 비 침출 PCD 테이블의 반대 방향의 테이퍼 형상의 표면과 상보적 방식으로 함께 끼워 맞춰질 수도 있다.

Description

납땜 및 기계식 로킹을 사용한 TSP 다이아몬드 링의 부착
본 개시내용은 일반적으로 굴착용 드릴 비트(earth-boring drill bit)와 같은 드릴링 공구에 관한 것이며, 특히 납땜(brazing) 및 기계식 로킹(mechanical locking)을 사용하여 기재(substrate) 및/또는 다결정 다이아몬드(polycrystalline diamond: PCD) 표면에 열적으로 안정한 다결정(thermally stable polycrystalline: TSP) 다이아몬드를 부착하는 것에 관한 것이다.
다운홀 지층(downhole formation)에서 웰보어(wellbore)를 형성하기 위해, 회전식 드릴 비트, 리머(reamer), 코어 비트, 언더 리머(under reamer), 홀 오프너(hole opener), 스태빌라이저 및 다른 다운홀(downhole) 공구를 포함하는, 그러나 이들로 제한되지는 않는 다양한 타입의 드릴링 공구가 사용된다. 회전식 드릴 비트의 예는, 고정 커터 드릴 비트(fixed-cutter drill bit), 드래그 비트(drag bit), 다결정 다이아몬드 콤팩트(polycrystalline diamond compact: PDC) 드릴 비트, 매트릭스 드릴 비트(matrix drill bit), 및 하나 이상의 다운홀 지층을 통해 연장하는 오일 및 가스 웰을 형성하는 것과 관련되는 하이브리드 비트(hybrid bit)를 포함하지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다.
매트릭스 드릴 비트는 일반적으로 복수의 블레이드를 갖는 메인 몸체(main body)를 형성하는 것에 의해 제조된다. 각각의 블레이드는 각각의 커터를 각각 수용하기 위한, 커터 포켓으로 칭해질 수도 있는 복수의 리세스를 구비할 수도 있다. 실제 커터는, 통상적으로 침탄된 텅스텐 카바이드 재료(cemented tungsten carbide material)로 형성되는 초경합금(cemented carbide) 기재에 부착되는 다결정 다이아몬드(PCD) 구조체(상호 교환적으로 디스크 또는 테이블로 칭해짐)로 형성된다. 다이아몬드 테이블이 부착되는 기재와의 다이아몬드 테이블의 완전한 구조체는, 이러한 구조체가 고온 및 고압의 프레스에서 압축에 의해 형성될 수도 있다는 점에서, 다결정 다이아몬드 콤팩트("PDC")로 칭해질 수도 있다. 커터는 소켓 내의 드릴 비트 메인 몸체의 블레이드에 부착되고, 그에 의해 사용 동안 지층과 계속적으로 걸어맞춤하기(engage) 위해 비트 몸체에 대한 신중하게 미리 정의된 위치 및 방향에서 커터를 위치 결정하게 된다. 천공되고 있는 지하 암반층과 실제로 접촉하는, 그리고 그 지하 암반층을 관통하는 것은 PCD 테이블이다. 드릴링 공정을 통해 생성되는 기계적 및 열적 스트레스는 PCD 테이블뿐만 아니라, PCD 테이블과 관련 기재 사이의 결합에도 상당한 부담을 준다.
통상적으로, PCD 테이블은 초경합금 기재를 갖는 몰드(mold)에 다이아몬드 분말을 넣고, 몰드에 고압, 고온(high-pressure, high-temperature: HPHT) 프레스 사이클을 실행시키는 것에 의해 형성된다. 초경합금 기재로부터의 금속 용매 촉매(metal-solvent catalyst)(통상적으로 코발트)는 다결정 다이아몬드 안으로 침윤하여, 다이아몬드 대 다이아몬드 결합뿐만 아니라 형성되고 있는 PCD 테이블로의 기재의 앵커링(anchoring)을 생성하게 된다. 이 공정의 부산물은 금속 용매 촉매의 일부가 다이아몬드 대 다이아몬드 결합 사이에 형성되는 틈새 공간에 잔류한다는 것이다. 이들 잔류 촉매는, 다이아몬드와 금속 촉매 사이의 열팽창 계수 불일치가 10의 1승배 만큼 존재하기 때문에, 작업 표면에서 커팅 엘리먼트의 열 기계적 무결성에 해로운 영향을 줄 수 있다. 이 때, PCD 테이블은 통상적으로 이들 틈새 공간으로부터 금속 용매 촉매를 제거하기 위해 산 침출(acid leaching)에 노출된다. 일반적으로 전체 PCD 테이블로부터 금속 용매 촉매를 제거하고자 하는 침출 공정은 완료하는 데 수 일에서 수주가 걸릴 수 있다.
본 발명, 및 그 이점의 더 완전한 이해를 위해, 이제, 첨부의 도면과 연계하여 취해진 하기의 설명을 참조하는데, 도면에서:
도 1은 드릴링 시스템의 입면도(elevation view);
도 2는 고정 커터 드릴 비트를 모델링하거나 설계하기 위해 종종 사용되는 방식으로 상향으로 배향된 회전식 드릴 비트의 등각도;
도 3a 및 도 3b는, 각각, 안쪽 표면(inner surface)을 따라 비 침출 PCD 테이블(non-leached PCD table)에 납땜되고 일 측(one side)을 따라 기재에 납땜된 본 개시내용의 하나의 실시형태에 따른 침출된 PCD 링의 측단면도 및 상면도(top view);
도 4a 및 도 4b는, 각각, 링이 비 침출 PCD 테이블에만 납땜된 도 3a 및 도 3b에서 예시되는 침출된 PCD 링의 대안적인 실시형태의 측단면도 및 상면도;
도 5a 및 도 5b는, 각각, 침출된 PCD 링 세그먼트를 축 방향으로 고정시키기 위해 비 침출 PCD 테이블 상에 형성되는 상보적인 테이퍼 형상의(tapered) 표면과 연동하는(interlock) 테이퍼 형상의 표면을 각각 구비하는 두 개의 별개의 반원형 링 세그먼트로 추가로 형성되는 도 3a 및 도 3b에서 예시되는 침출된 PCD 링의 다른 대안적인 실시형태의 측단면도 및 상면도;
도 6a 및 도 6b는, 각각, 비 침출 PCD 링의 상보적인 톱니형의 외측면(complementary jagged outer side surface)과 연동하는 톱니형의 안쪽 표면으로 형성되고 있는 침출된 PCD 링을 도시하는 도 3a 및 도 3b에서 예시되는 침출된 PCD 링의 다른 대안적인 실시형태의 측단면도 및 상면도;
도 7a 및 도 7b는, 각각, 복수의 아치형 섹션으로 형성되는 도 3a 및 도 3b에서 예시되는 침출된 PCD 링의 다른 대안적인 실시형태의 측단면도 및 상면도; 및
도 8은 본 개시내용에 따른 PDC 커터를 형성하는 방법을 예시하는 순서도.
드릴 비트, 코어링 비트(coring bit), 리머, 및/또는 구멍 확대기를 포함하는 금속 매트릭스 복합체(metal-matrix composite: MMC)로 형성되는 다양한 다운홀 공구가 지하 작업 동안 웰보어에서 하강될 수도 있다. 이들 드릴링 공구에 고정되는 커터는, 드릴링 작업 동안 상당한 열 기계적 스트레스 및 마모/마손 스트레스를 겪게 된다. 본 개시내용은 내 마모성/내 마손성뿐만 아니라 이들 공구의 커터의 열 기계적 무결성을 개선하고 또한 PCD 다이아몬드 테이블과 텅스텐 카바이드 기재 사이의 납땜 접합부, 즉 PCD 테이블 대 기재 접합부의 파손을 최소화하는 것에 관한 것이다. 본 개시내용 및 그 이점은 도 1 내지도 5를 참조하는 것에 의해 가장 잘 이해될 수도 있는데, 이들 도면에서 동일한 번호는 동일한 부분 및 대응하는 부분을 나타내기 위해 사용된다.
도 1은 드릴링 시스템의 입면도이다. 드릴링 시스템(100)은 웰 표면(well surface) 또는 웰 사이트(106)를 포함할 수도 있다. 회전식 테이블, 드릴링 유체 펌프 및 드릴링 유체 탱크(명확하게 도시되지 않음)와 같은 다양한 타입의 드릴링 기기가 웰 표면 또는 웰 사이트(106)에 위치될 수도 있다. 예를 들면, 웰 사이트(106)는 지상 굴착 장비(land drilling rig)와 관련되는 다양한 특성 및 특징을 가질 수도 있는 굴착 장비(102)를 포함할 수도 있다. 그러나, 본 개시내용의 교시를 통합하는 다운홀 드릴링 공구는, 해양 플랫폼(offshore platform), 드릴십(drill ship), 반 잠수정, 및/또는 드릴용 바지선(drilling barge)(명확하게 도시되지 않음) 상에 위치되는 드릴링 기기와 함께 만족스럽게 사용될 수도 있다.
드릴링 시스템(100)은, 일반적으로 수직인 웰보어(114a) 또는 일반적으로 수평인 웰보어(114b) 또는 이들의 임의의 조합과 같은 아주 다양한 웰보어 또는 보어 홀(bore hole)을 형성하기 위해 사용될 수도 있는 드릴 비트(101)와 관련되는 드릴 스트링(103)을 포함할 수도 있다. 수평 웰보어(114b)를 형성하기 위해, 드릴 스트링(103)의 하부 홀 어셈블리(bottom-hole assembly: BHA)(120)의 다양한 방향성 드릴링 기술 및 관련 컴포넌트가 사용될 수도 있다. 예를 들면, 일반적으로 수직인 웰보어(114a)로부터 연장하는 일반적으로 수평인 웰보어(114b)를 형성하기 위해, 킥오프 위치(113) 부근에서 BHA(120)에 횡방향의 힘이 인가될 수도 있다. 용어 방향성 드릴링은, 수직에 대한 소망하는 각도 또는 각도들에서 연장하는 웰보어 또는 웰보어의 일부를 설명하기 위해 사용될 수도 있다. 이러한 각도는 수직 웰보어와 관련되는 일반적인 변동보다 클 수도 있다. 방향성 드릴링은 수평 드릴링을 포함할 수도 있다.
드릴링 시스템(100)은 회전식 드릴 비트(드릴 비트)(101)를 포함하는 것으로 도시된다. 본 개시내용에 따라 제조되는 커터는 드릴 비트(101)를 참조하여 설명된다. 그러나, 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, 본 개시내용에 따라 제조되는 커터는 다른 드릴링 공구에 적용될 수도 있다. 이제, 드릴 비트(101)의 세부 사항을 참조하면, 이 드릴 비트는, 도 2에서 도시되는 바와 같이, 드릴 비트(101)의 회전식 비트 몸체(124)의 외부 부분으로부터 바깥 방향을 향해 배치될 수도 있는 하나 이상의 블레이드(126)를 포함할 수도 있다. 회전식 비트 몸체(124)는 일반적으로 원통형일 수도 있고 블레이드(126)는 회전식 비트 몸체(124)로부터 바깥 방향을 향해 연장하는 임의의 적절한 타입의 돌출부일 수도 있다. 드릴 비트(101)는 비트 회전 축(104)을 기준으로 방향 화살표(105)에 의해 정의되는 방향으로 회전할 수도 있다. 블레이드(126)는, 각각의 블레이드(126)의 외부 부분으로부터 바깥 방향을 향해 배치되며 하기에서 더 상세하게 설명되는 하나 이상의 커터(128)를 포함할 수도 있다. 각각의 커터는, 블레이드(126)에 커터를 장착하는 것을 보조하는, 기재(164)에 부착된 PCD 테이블(162)로 형성된다. 블레이드(126)는, 블레이드(126) 상에 배치되는 하나 이상의 게이지 패드(명확하게 도시되지 않음)를 더 포함할 수도 있다. 드릴 비트(101)는 본 개시내용의 교시에 따라 설계 및 형성될 수도 있으며, 드릴 비트(101)의 특정한 응용에 따라 많은 상이한 설계, 구성, 및/또는 치수를 가질 수도 있다.
드릴 비트의 적어도 일부가 MMC로 형성되는 경우, 드릴 비트(101)는, PDC 비트, 드래그 비트, 매트릭스 몸체 드릴 비트, 스틸 몸체 드릴 비트, 하이브리드 드릴 비트, 및/또는 하나 이상의 다운홀 지층을 통해 연장하는 (도 1에서 예시되는 바와 같은) 웰보어(114)를 형성하도록 동작 가능한 고정 커터 및 롤러 콘 비트(roller cone bit)를 포함하는 조합 드릴 비트를 포함하는 다양한 타입의 고정 커터 드릴 비트 중 임의의 것일 수도 있다. 드릴 비트(101), 및 특히 드릴 비트(101)의 커터는 본 개시내용의 교시에 따라 설계 및 형성될 수도 있고, 드릴 비트(101)의 특정한 응용에 따라 많은 상이한 설계, 구성, 및/또는 치수를 가질 수도 있다.
드릴 비트(101)는, 텅스텐 카바이드 분말을 포함하는 느슨한(loose) 보강 재료를 몰드 내에 배치하고 보강 재료를, 구리 합금 및/또는 알루미늄 합금을 포함하는 범용 바인더 재료로 침윤시키는 것에 의해 형성될 수도 있는 MMC 드릴 비트일 수도 있다. 몰드는, 일반적으로 드릴 비트(101)의 외부 피쳐와 대응하는 피쳐를 갖는 몰드 캐비티를 정의하도록, 그라파이트와 같은 재료의 블록을 밀링하는 것에 의해 형성될 수도 있다. 블레이드(126), 커터 포켓(166), 및/또는 유체 유동 통로를 포함하는 드릴 비트(101)의 다양한 피쳐는, 몰드 캐비티를 성형하는 것에 의해 및/또는 몰드 캐비티의 내부 부분 내에 일시적 치환 재료(temporary displacement material)를 위치시키는 것에 의해 제공될 수도 있다. 비트 몸체(124)에 대한 보강을 제공하기 위해 그리고 드릴 스트링 및/또는 BHA와의 드릴 비트(101)의 부착을 허용하기 위해, 예비 성형된 강철 생크(shank) 또는 비트 맨드릴(mandrel)(종종 블랭크로 칭해짐)이 몰드 캐비티 내에 배치될 수도 있다. 다량의 보강 재료가 몰드 캐비티 내에 배치되고 용융된 범용 바인더 재료로 침윤되어 보강 재료와의 범용 바인더 재료의 고화 이후 비트 몸체(124)를 형성할 수도 있다.
드릴 비트(101)는, 드릴 파이프 나사(155)가 형성되는 생크(152)를 포함할 수도 있다. 나사(155)는 드릴 비트(101)를 도 1에서 도시되는 하부 홀 어셈블리(BHA), 예컨대 BHA(120)와 분리 가능하게 결합하기 위해 사용될 수도 있는데, 분리 가능하게 결합되는 것에 의해 드릴 비트(101)는 비트 회전축(104)을 중심으로 회전될 수도 있다. 복수의 블레이드(126a 내지 126g)는 각각의 정크 슬롯(junk slot) 또는 그 사이에 배치되는 유체 유동 경로(140)를 가질 수도 있다. 드릴링 유체는 하나 이상의 노즐(156)로 전달될 수도 있다.
드릴 비트(101)는 회전 비트 몸체(124)의 외부 부분으로부터 바깥 방향을 향해 배치될 수도 있는 블레이드(126)로 통칭되는 하나 이상의 블레이드(126a 내지 126g)를 포함할 수도 있다. 회전식 비트 몸체(124)는 일반적으로 원통형 몸체를 가질 수도 있고 블레이드(126)는 회전식 비트 몸체(124)로부터 바깥 방향을 향해 연장하는 임의의 적절한 타입의 돌출부일 수도 있다. 예를 들면, 블레이드(126)의 일부분은 비트 몸체(124)의 외부 부분에 직접적으로 또는 간접적으로 커플링될 수도 있는 반면, 블레이드(126)의 다른 부분은 비트 몸체(124)의 외부 부분으로부터 멀어지게 돌출될 수도 있다. 본 개시내용의 교시에 따라 형성되는 블레이드(126)는, 실질적으로 아치형, 나선형(helical), 나선형(spiraling), 테이퍼형, 수렴형, 분산형, 대칭형, 및/또는 비대칭형을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지는 않는 아주 다양한 구성을 가질 수도 있다.
본 개시내용은 도 3a 및 도 3b에서 도시되는 참조 번호 300에 의해 일반적으로 참조되는 개선된 PDC 커터에 관한 것이다. PDC 커터(300)는, 그 자체가 비 침출형의 다결정 다이아몬드(PCD) 테이블 또는 디스크(310)를 포함하는 PCD 테이블을 포함한다. 디스크(310)는 기재(320)에 부착된다. 기재(320)는 코발트 침탄 텅스텐 카바이드(cobalt-cemented tungsten carbide) 또는 다른 적절한 재료로 형성될 수도 있다. 비 침출 PCD 테이블(310)은 HPHT 프레스 사이클 동안 기재(320)에 결합된다. PDC 커터(300)는, 도 3a의 예에서 도시되는 바와 같이, 대체로 링 형상일 수도 있는 TSP 다이아몬드 링(330)을 더 포함한다. PCD 링(330)은, 예를 들면, 레이저 커팅 또는 다른 적절한 기술을 사용하여, HPHT 프레스 사이클 이후 PCD 테이블(310)의 바깥쪽 영역으로부터 비 침출 PCD 테이블(310)의 링 형상의 섹션을 절단해 내는 것에 의해 형성될 수도 있다. 대안적으로, PCD 링(330)은, 별개의 HPHT 프레스 사이클에서 형성되는 상이한 비 침출 PCD 테이블(310)의 바깥쪽 링 형상의 섹션을 절단하는 것에 의해 형성될 수도 있다. 미리 만들어진 PCD 테이블로부터 PCD 링(330)을 형성하는 것에 의해, PCD 테이블(310)의 형성 전에, 또는 PCD 테이블의 형성과 동시에 PCD 링(330)이 침출될 수 있기 때문에, PDC 커터(300)를 제조하기 위한 제조 시간이 더 단축될 수 있다. 그렇지 않으면, PCD 테이블(310)로부터 커팅되는 PCD 링(330)은, 재부착될 수 있기 이전에 먼저 침출되어야 하는데, 이것은, 여전히, 침출된 PDC 커터를 형성하는 종래의 방법보다 완료하는 데 현저히 더 적은 시간이 걸린다. 더 구체적으로, PCD 링(330)을 침출시키는 시간은, PCD 링(330)의 부피가 통상적으로 침출되고 있는 종래의 PCD 테이블의 부피보다 상당히 더 작기 때문에, 전체 PCD 테이블(310) 또는 심지의 100 미크론 깊이의 PCD 테이블(310)을 침출시키는 데 통상적으로 걸리는 시간보다 상당히 더 적다. 또한, PCD 링(330)만을 침출시키는 것은 이들이 침탄 기재에 부착되지 않기 때문에 더 빠르며, 따라서 침출은, 통상적인 경우에서 그러한 것과 같은 하나의 표면 대신, 모든 표면으로부터 발생할 수 있다. 이 시간 절약은 PDC 커터(300)를 제조하는 데 걸리는 시간까지 지속되는데, 그 이유는, PCD 링(330)을 침출시키고 그것을, 안쪽의 비 침출 PCD 테이블(310)과 함께 기재에 부착하는 데 걸리는 총 시간이, 후속하는 깊이(100 미크론 또는 그 이상)까지 침출되는 종래의 PDC 커터를 제조하는 데 걸릴 시간보다 상당히 적기 때문이다.
PCD 링(330)은 납땜 합금(340)을 사용하여 2개의 컴포넌트를 함께 납땜하는 것에 의해 PCD 테이블(310)에 결합된다. PCD 링(330)은 제2 납땜 합금(350)을 사용하여 2개의 컴포넌트를 함께 납땜하는 것에 의해 기재(320)에 결합된다. 납땜 합금(350)은 납땜 합금(340)과는 상이할 수도 있다. 다음은, 사용될 수도 있는 자신의 고상선 온도(solidus temperature: ST) 및 액상선 온도(liquidus temperature: LT)를 갖는 납땜 합금의 예이다:
Figure pct00001
Figure pct00002
또한, PCD 링을 PCD 테이블 및 기재에 결합하기 위해 사용될 수도 있는 예시적인 "활성" 납땜 재료는, 다음의 조성과 액상선 온도(LT) 및 고상선 온도(ST)를 갖는 것들을 포함하는데, 여기서 조성량은 중량%의 형태로 제공된다: 81.25 Au, 18 Ni, 0.75 Ti, LT = 960℃, ST = 945℃; 82 Au, 16 Ni, 0.75 Mo, 1.25 V LT = 960℃, ST = 940; 20.5 Au, 66.5 Ni, 2.1 B, 5.5 Cr, 3.2 Si, 2.2 Fe, LT = 971℃, ST = 941℃; 56.55 Ni, 30.5 Pd, 2.45 B, 10.5 Cr, LT = 977℃, ST-941℃; 92.75Cu, 3Si, 2 Al, 2.25 Ti, LT = 1,024℃, ST = 969℃; 82.3 Ni, 3.2 B, 7 Cr, 4.5 Si, 3 Fe, LT = 1,024℃; ST = 969℃; 및 96.4 Au, 3 Ni, 0.6 Ti, LT = 1,030℃, ST = 1,003℃.
PCD 링을 PCD 테이블 및 기재에 결합하기 위해 사용될 수도 있는 예시적인 "비활성" 납땜 재료는 다음의 조성과 액체 온도(LT) 및 고체 온도(ST)를 갖는 것들을 포함하는데, 여기서 조성량은 중량%의 형태로 제공된다: 52.5 Cu, 9.5 Ni, 38 Mn, LT = 925℃, ST = 880℃; 31 Au, 43.5 Cu, 9.75 Ni, 9.75 Pd, 16 M, LT = 949℃, ST = 927℃; 54 Ag, 21 Cu, 25 Pd, LT = 950℃, ST = 900℃; 67.5 Cu, 9 Ni, 23.5 Mn, LT = 955℃, ST = 925℃; 58.5 Cu, 10 Co, 31.5 Mn, LT = 999℃, ST = 896℃; 35 Au, 31.5 Cu, 14 Ni, 10 Pd, 9.5 Mn, LT = 1,004℃, ST = 971℃; 25 Su, 37 Cu, 10 Ni, 15 Pd, 13 Mn, LT = 1,013℃, ST = 970℃; 35 Au, 62 Cu, 3 Ni, LT = 1,030℃, ST = 1,000℃.
상기에서 언급되는 바와 같이, 납땜 재료는 활성 상태 일 수 있고 결합을 형성하기 위해 사용되는 다결정 재료와 반응할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 활성 납땜 재료가 사용되는 경우, 납땜 재료는 다결정 재료와 반응하여 그 내부 및/또는 인접한 지지 부재와의 사이에서 반응 생성물을 형성할 수 있다. 이러한 반응 생성물의 존재는 다결정 재료의 열적 및/또는 기계적 특성을 향상시키도록 동작할 수 있다. 예를 들면, 납땜 재료가 지르코늄 또는 티타늄을 포함하고 다결정 재료가 다결정 다이아몬드 초경질 상(polycrystalline diamond ultra-hard phase)을 포함하는 경우, 납땜 재료의 지르코늄 또는 티타늄은 다이아몬드의 탄소와 반응하여 지르코늄 카바이드(ZrC) 또는 티타늄 카바이드(TiC)를 형성한다.
납땜 합금의 선택은, 중요한 특성 중 몇몇을 거론하자면, 활성 카바이드 형성체(텅스텐, 몰리브덴, 티타늄, 크롬, 망간, 이트륨, 지르코늄, 니오븀, 하프늄, 탄탈, 바나듐 또는 이들의 임의의 조합, 혼합물 또는 합금), 용융 온도(액상선 및 고상선 온도), 열팽창 계수, 연성(ductility) 및 내부식성에 의존할 것이다. 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, PCD 링(330)을 PCD 테이블(310)에 그리고 PCD 링(330)을 기재(320)에 결합하기 위해 사용되고 있는 납땜 합금의 선택에, 추가적인 파라미터가 영향을 줄 수도 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, PDC 커터(400)는 납땜 합금(340)을 사용하여 비 침출 PCD 테이블(410)에만 침출된 PCD 링(430)을 납땜 또는 접착하는 것에 의해 형성된다. 이 실시형태는 PCD 링(430)을 형성하기 위해 보다 복잡한 커팅을 필요로 하지만, 그러나 PCD 링(430)을 기재(420)에 결합시키는 단계 및 납땜 합금(350)의 관련된 사용을 방지한다. 또한, 도 4b에서 도시되는 바와 같이, 이 실시형태의 PCD 링(430)은 도 3a 및 도 3b의 PCD 링(330)보다 더 얇고, 결과적으로 침출시키는 데 더욱 더 적은 시간을 필요로 한다. 그러나, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명되는 바와 같이, PCD 링(430)은, PDC 커터(400)를 제조하는 데 걸리는 시간을 더 줄이기 위해, PCD 테이블(410)의 형성 이전에 형성될 수도 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, PDC 커터(500)는 두 개의 반원형 세그먼트(532 및 534)로 형성되는 침출된 PCD 링(530)을 사용하여 형성될 수도 있다. 2개의 반원형 세그먼트(532 및 534)는 납땜 합금(340)을 사용하여 비 침출 PCD 테이블(510)에 납땜 또는 결합되고 납땜 합금(350)을 사용하여 기재(520)에 결합된다. 이 실시형태에서, 반원형 세그먼트(532, 534)의 안쪽 표면은, 도 5a에서 도시되는 바와 같이, 테이퍼로 형성된다. PCD 테이블(510)의 바깥쪽 표면은, 반원형 세그먼트(532, 534)가 PCD 테이블(510)과 기재(520) 사이에 설치될 때, 세그먼트가 제자리에서 고정되고 그에 의해 이들 세그먼트가 다운홀 드릴링 작업 동안 축 A를 따라 축 방향으로 이동하는 것을 방지하도록 상보적인 테이퍼로 형성된다. 반원형 세그먼트(532 및 534)는 납땜 합금(340)을 사용하여 PCD 테이블(510)에 납땜되고 납땜 합금(350)을 사용하여 기재(520)에 납땜된다. 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, 두 개보다 많은(3개 또는 4개 이상의) 세그먼트가 사용될 수도 있다. 또한, 본 실시형태의 아치형 세그먼트는 더 얇을 수도 있으며, 따라서, 도 4a 및 도 4b에서 도시되는 실시형태에서의 경우와 같이, 기재가 아닌 PCD 테이블에 대한 납땜 또는 결합만을 필요로 하게 된다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, PDC 커터(600)는, 평활한 원형의 바깥쪽 표면 및 비 침출 PCD 테이블(610)의 상보적인 바깥쪽 표면에 납땜되고 그 상보적인 바깥쪽 표면과 연동하는 톱니형의 안쪽 표면을 갖는 침출된 PCD 링(630)을 사용하여 형성될 수도 있다. 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, PCD 테이블(610) 및 PCD 링(630)의 톱니형의 안쪽 및 바깥쪽 표면은, 각각, 많은 형태 및 형상을 취할 수도 있다. 도 6b에서 도시되는 7개 포인트의 별 형상은 단지 하나의 예시적인 구성에 불과하다. 이 톱니형의 설계는 다운홀 동작 조건 하에서 PCD 링(630)이 PCD 테이블(610)을 기준으로 회전하는 것을 방지한다. PCD 링(630)은 납땜 합금(340)을 사용하여 PCD 테이블(610)에 결합된다. PCD 링(630)은 납땜 합금(350)을 사용하여 기재(620)에 결합된다. 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, 도 5a 및 도 5b에서 예시되는 테이퍼 형상, 로킹 피쳐, 및 도 6a 및 도 6b에서 예시되는 회전 방지 피쳐는 단일의 실시형태로 결합될 수도 있다. 사실상, 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, 본원에서 개시되는 다양한 실시형태의 피쳐 중 하나 이상은 조합될 수도 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, PCD 커터(700)는 일 측 상에서는 호 형상이고 다른 측 상에서 직선 에지를 갖는 복수의 세그먼트로 형성되는 침출된 PCD 링(730)으로 형성될 수도 있다. 도 7b에서 예시되는 실시형태에서, PCD 링(730)은 4개의 아치 형상의 세그먼트로 형성된다. 네 개의 세그먼트는 납땜 합금(340)을 통해 비 침출 PCD 테이블(710)에 납땜되거나 결합되고 납땜 합금(350)을 통해 기재(720)에 결합된다. 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수도 있는 바와 같이, 도 5 및 도 6의 축 방향 로킹 및 회전 방지 피쳐는 도 7의 실시형태 안으로 통합될 수도 있다.
이제, 본 개시내용에 따른 PDC 커터를 형성하기 위한 참조 번호 800에 의해 일반적으로 참조되는 방법이 도 8을 참조하여 설명될 것이다. 제1 단계(810)에서, 단일의 또는 다수의 입자 크기 분포를 갖는 다이아몬드 분말이 니오븀 또는 지르코늄 캔 안에 배치된다. 제2 단계(820)에서, 초경합금(예를 들면, 코발트 침탄 텅스텐 카바이드) 솔리드 실린더가 다이아몬드 분말의 상부에 배치되고 HTHP 프레스 안으로 로딩하기 위해 캔을 닫는다. 기재 내의 금속 용매 촉매는 다이아몬드 소결을 위한 촉매로서 작용한다. 임의로, 금속 촉매 분말은 제1 단계 동안 다이아몬드 분말과 혼합하는 것에 의해 개별적으로 첨가될 수 있다. 일단 프레스 안으로 들어오면, 몰드는 대략 4 내지 12 GPa(기가 파스칼)의 압력과 대략 1000 내지 1600℃의 온도에 노출된다. 이 HTHP 프레스 사이클(도 8의 단계 830)의 세부 사항은 기술 분야에서 널리 공지되어 있으며 따라서 본원에서는 추가로 설명되지 않을 것이다. 결과적으로 형성되는 복합재는 PDC 커터(이것은 비 침출형이다)이다.
다음 단계(840)에서, 본원에서 설명되는 구성 중 하나를 갖는 PCD 링이 비 침출 PDC 디스크로부터 커팅된다. 그 다음, PCD 링은 침출된다(850). PCD 링을 침출시키기 위한 하나의 예시적인 방법은 산 욕조(acid bath)에 침지시키는 것이다. 산 욕조에서, 금속 용매 촉매 및 다이아몬드 대 다이아몬드 결합의 형성뿐만 아니라 기재에 대한 PCD 테이블의 결합을 보조하는 다른 결합제(예를 들면, 붕소, 텅스텐)가 제거된다. 그러나, 다른 결합제는 옵션적으로 PCD 테이블에 남겨질 수도 있고 침출되지 않을 수도 있다. 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, PCD 테이블을 침출시키기 위한 다른 방법이 활용될 수도 있다.
그 다음, 결과물인 침출된 PCD 링은 단계 860에서 상기에서 설명되는 납땜 합금(340)을 통해 PCD 테이블에 결합된다. 특정한 실시형태에 따라, PCD 링은 단계 870에서 기재에 옵션적으로 결합될 수도 있다. PCD 링을 PCD 테이블 및 기재에 납땜하는 단계는 동시에 수행될 수 있다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 남아있는 PCD 테이블보다 PCD 링이 크기가 훨씬 작기 때문에, 그리고 PCD 링이 모든 표면에서 침출될 수 있기 때문에, 침출에 훨씬 적은 시간이 걸린다. PCD 링은 상기에서 논의되는 납땜 기술에 의해 PDC 디스크에 보다 쉽게 부착(또는 재부착)될 수 있다. 게다가, 상기에서 또한 언급되는 바와 같이, 최종 결과물인 PDC 커터의 제조 시간을 절약하기 위해 PCD 링은 다른 PDC 디스크로부터 커팅되고 PDC 디스크의 형성과 동시에 또는 미리 침출될 수도 있다. 게다가, 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, 본 방법의 단계 중 몇몇의 정확한 순서는 중요하지 않으며 변경될 수도 있다.
기재, 기재에 결합되는 비 침출 다결정 다이아몬드(PCD) 테이블 및 기재 및 비 침출 PCD 테이블 중 하나 또는 둘 다에 결합되는 침출된 다결정 다이아몬드(PCD) 테이블을 포함하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터가 개시된다. 고체 기재를 몰드 내에 배치하는 것, 고체 기재에 인접하게 몰드 내에 다이아몬드 파우더를 배치하는 것, 고체 기재에 결합되는 다결정 다이아몬드(PCD) 테이블을 형성하기 위하여 다이아몬드 파우더 및 기재에 HTHP 프레스 사이클을 실행시키는 것, 및 침출된 PCD 테이블을 기재 및 비 침출 PCD 테이블 중 하나 또는 둘 모두에 납땜하는 것을 포함하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법이 개시된다.
본 단락 또는 이전 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 침출된 PCD 테이블은 대체로 링 형상일 수도 있다. 본 단락 또는 이전 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 침출된 PCD 테이블은, 드릴링 작업에서의 다결정 다이아몬드 커터의 사용 동안 비 침출 PCD 테이블에 대하여 침출된 PCD 테이블의 회전을 방지하기 위하여, 침출된 PCD 테이블의 상보적 형상의 바깥쪽 표면과 연동하는 톱니형의 안쪽 표면 및 일반적으로 평활한 바깥쪽 표면을 가질 수도 있다. 본 단락 또는 이전 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 침출된 PCD 테이블은, 원형 링 또는 보다 짧은 아치형 세그먼트 안으로 배치될 수도 있는 하나 이상의 아치 형상의 섹션을 포함할 수도 있다. 본 단락 또는 이전 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 각각의 아치 형상의 섹션은, 침출된 PCD 테이블과 기재 사이에 각각의 아치 형상의 섹션을 유지하기 위하여, 침출된 PCD 테이블의 반대쪽에 형성된 상보적인 테이퍼 형상의 바깥쪽 표면과 맞물리는 아크(arc)의 안쪽 표면을 따라 형성된 테이퍼를 가질 수도 있다.
이 단락 또는 선행하는 두 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 침출된 PCD 테이블은 일 측 상에서 아치 형상을 가지며 대향 측 상에 편평한 표면을 갖는 적어도 하나의 섹션을 포함할 수도 있다. 이 단락 또는 선행하는 두 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 침출된 PCD 테이블은 둘 이상의 섹션(예를 들면, 90도 아크를 각각 포함하는 4 개의 섹션)을 포함할 수도 있는데, 섹션은 비 침출 PCD 테이블 둘레에 대체로 링 형상으로 배치된다. 이 단락 또는 선행하는 두 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 침출된 PCD 테이블은 제1 납땜 합금을 사용하여 비 침출 PCD 테이블에 납땜될 수도 있고 제2 다른 납땜 합금을 사용하여 기재에 납땜될 수도 있다. 이 단락 또는 선행하는 두 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 침출된 PCD 테이블은 비 침출 PCD 테이블의 많은 섹션 중 하나를 커팅해내고 이들 섹션을 침출시키는 것에 의해 형성될 수도 있다. 이 단락 또는 선행하는 두 단락에서 설명되는 실시형태 중 임의의 것에서, 침출된 PCD 테이블은 비 침출 PCD 테이블과는 상이한 PCD 테이블의 하나 이상의 섹션을 커팅해 내고 이들 섹션을 침출시키는 것에 의해 형성될 수도 있다.
본원에서 개시되는 기술의 사용은, TSP 링이 종래의 PCD 테이블의 침출 영역보다 더 두껍게 되는 것을 가능하게 한다. 기재가 침출에 대해 가려질 필요가 있기 때문에, 전통적인 침출은 PCD 테이블이 대략 500 내지 700 미크론의 최대 깊이까지 침출되는 것을 허용한다. TSP 링을 사용하는 것에 의해, 1,000 내지 1,500 미크론 또는 그 이상의 깊이가 달성될 수도 있다. 침출 깊이는 PDC 커터의 열 마모 성능에 관련되며, 침출 깊이가 증가함에 따라 성능이 향상된다. 게다가, TSP 링의 사용은, 납땜이 사용하는 표면적을 최소화하고 따라서 완전한 TSP 디스크를 사용할 때 납땜이 실패하는 경우에 전체 TSP 디스크가 파괴되거나 전단될 기회를 최소화한다. TSP 링을 사용하는 것에 의해, 기재와 링 사이의 납땜이 실패하면, 전체 PCD 커터를 희생하지 않고도 새로운 TSP 링이 부착될 수도 있다. 게다가, TSP 링의 사용은, TSP 다이아몬드 디스크가 먼저 생성되고 그 다음 제2 HTHP 프레스 사이클에서 기재에 재부착되는 접근법(approach)에 대한 제2 HTHP 프레스 사이클의 필요성을 완전히 제거한다. 실제로, 본 개시내용에 따른 TSP 링은, 전체 PCD 테이블을 침출할 필요성과 PCD 테이블을 기재에 재부착할 후속 필요성 및 이러한 제2 HTHP 프레스 사이클로부터 유래하는 관련된 시간 및 공정 제어 도전 과제를 제거한다. 게다가, TSP 링을 PCD 테이블에 부착하는 것은, 전체 디스크가 침출되고 따라서 부서지기 쉽게 되는 WC 기재에 대한 TSP 다이아몬드 디스크의 납땜과 비교하여, 안쪽 코어가 여전히 비 침출 PCD 테이블이기 때문에, 다이아몬드 테이블의 충격 인성(impact toughness)을 전체적으로 향상시킨다.
따라서, 본 개시내용은 언급된 목적 및 이점뿐만 아니라 본원에 내재하는 목적 및 이점을 달성하도록 잘 적응된다. 본원의 교시의 이점을 갖는 기술 분야의 숙련된 자에게 명백한 상이하지만 동등한 방식으로 본 개시가 수정되고 실시될 수도 있기 때문에, 상기에서 개시되는 특정 실시형태는 단지 예시적인 것이다. 비제한적인 예의 방식으로서, 날카로운 에지로 예시되는 도 3 내지 도 6에서 도시되는 PCD 링의 에지는, 대안적으로, 평활할 수 있거나, 윤곽 처리될 수 있거나, 라운딩 처리될 수 있거나, 또는 다른 유사한 형상을 가질 수 있다. 다른 비제한적인 예의 방식으로서, 도 6의 PCD 링의 안쪽 표면의 형상 및 PCD 테이블의 상보적인 바깥쪽 표면은, 평활할 수 있거나, 윤곽 처리될 수 있거나, 라운딩 처리될 수 있거나, 또는 다른 유사한 형상을 가질 수 있다. 게다가, 이하의 청구범위에서 설명되는 것 외에는, 본원에서 도시되는 구성 또는 설계의 세부 사항에 어떠한 제한도 의도되지 않는다. 따라서, 상기에서 개시되는 특정한 예시적인 실시형태는 변경될 수도 있거나 또는 수정될 수도 있고 모든 이러한 변형예는 본 개시내용의 범위 및 취지 내에서 고려되는 것이 명백하다. 또한, 특허권자에 의해 달리 명시적이고 명확하게 정의되지 않는 한, 청구항에서의 용어는 그들의 평범하고 통상적인 의미를 갖는다.

Claims (20)

  1. 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터로서,
    기재(substrate);
    상기 기재에 결합되는 비 침출(non-leached) 다결정 다이아몬드(polycrystalline diamond: PCD) 테이블; 및
    상기 기재 및 비 침출 PCD 테이블 중 하나 또는 둘 다에 결합되며 상기 다결정 다이아몬드 커터의 커팅 에지를 정의하는 침출된 다결정 다이아몬드(PCD) 테이블을 포함하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 대체로 링 형상이며 상기 비 침출 PCD 테이블을 둘러싸는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은, 드릴링 작업에서의 상기 다결정 다이아몬드 커터의 사용 동안 상기 비 침출 PCD 테이블에 대하여 상기 침출된 PCD 테이블의 회전을 방지하기 위하여, 상기 비 침출 PCD 테이블의 상보적 형상의 바깥쪽 표면과 연동하는(interlock) 톱니형의 안쪽 표면(jagged inner surface) 및 일반적으로 평활한 곡면 형상의 바깥쪽 표면(outer surface)을 갖는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 하나 이상의 아치 형상의 섹션을 포함하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 아치 형상의 섹션은 상기 비 침출 PCD 테이블 둘레에 링을 형성하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  6. 제4항에 있어서, 각각의 아치 형상의 섹션은, 상기 비 침출 PCD 테이블과 상기 기재 사이에 각각의 아치 형상의 섹션을 유지하기 위하여, 상기 비 침출 PCD 테이블의 반대쪽에 형성된 상보적인 테이퍼 형상의(tapered) 바깥쪽 표면과 맞물리는 아크(arc)의 안쪽 표면을 따라 형성된 테이퍼(taper)를 갖는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은, 원형 링 안에 배치되는 둘 이상의 아치 형상의 섹션을 포함하고, 각각의 아치 형상의 섹션은, 상기 비 침출 PCD 테이블과 상기 기재 사이에 각각의 아치 형상의 섹션을 유지하기 위하여, 상기 비 침출 PCD 테이블의 반대쪽에 형성된 상보적인 테이퍼 형상의 바깥쪽 표면과 맞물리는 아크의 안쪽 표면을 따라 형성된 테이퍼를 구비하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은, 일 측 상에서 아치 형상을 그리고 반대측 상에서 편평한 표면을 갖는 적어도 하나의 섹션을 포함하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 90° 아크를 각각 포함하는 네 개의 섹션을 포함하되, 상기 네 개의 섹션은 상기 비 침출 PCD 테이블 둘레에 대체로 링 형상으로 배치되는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 상기 기재 및 상기 비 침출 PCD 테이블에 결합되는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터.
  11. 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법으로서,
    고체 기재를 몰드(mold) 내에 배치하는 단계;
    상기 고체 기재에 인접하게 상기 몰드 내에 다이아몬드 파우더를 배치하는 단계;
    상기 고체 기재에 결합되는 비 침출 다결정 다이아몬드(PCD) 테이블을 형성하기 위하여, 상기 다이아몬드 파우더 및 기재에 HTHP 프레스 사이클을 실행시키는 단계; 및
    침출된 PCD 테이블을 상기 기재 및 상기 비 침출 PCD 테이블 중 하나 또는 둘 다에 납땜하는 단계를 포함하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블을 상기 기재 및 상기 비 침출 PCD 테이블에 납땜하는 단계를 더 포함하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 제1 납땜 합금을 사용하여 상기 비 침출 PCD 테이블에 납땜되고 제2의 상이한 납땜 합금을 사용하여 상기 기재에 납땜되는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 상기 비 침출 PCD 테이블의 많은 섹션 중 하나를 커팅해내고 이들 섹션을 침출시키는 것에 의해 형성되는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 상기 비 침출 PCD 테이블과는 상이한 PCD 테이블의 하나 이상의 섹션을 커팅해내고 이들 섹션을 침출시키는 것에 의해 형성되는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 대체로 링 형상으로 형성되는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은, 드릴링 작업에서의 상기 다결정 다이아몬드 커터의 사용 동안 상기 비 침출 PCD 테이블에 대하여 상기 침출된 PCD 테이블의 회전을 방지하기 위하여, 상기 비 침출 PCD 테이블의 상보적 형상의 바깥쪽 표면과 연동하는 톱니형의 안쪽 표면 및 일반적으로 평활한 원형의 바깥쪽 표면을 갖는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 하나 이상의 아치 형상의 섹션으로 형성되고, 각각의 아치 형상의 섹션은, 상기 비 침출 PCD 테이블과 상기 기재 사이에 각각의 아치 형상의 섹션을 유지하기 위하여, 상기 비 침출 PCD 테이블의 반대쪽에 형성된 상보적인 테이퍼 형상의 바깥쪽 표면과 맞물리는 아크의 안쪽 표면을 따라서 테이퍼로 형성되는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은, 드릴링 작업에서의 상기 다결정 다이아몬드 커터의 사용 동안 상기 비 침출 PCD 테이블에 대하여 상기 침출된 PCD 테이블의 회전을 방지하기 위하여, 상기 비 침출 PCD 테이블의 상보적 형상의 바깥쪽 표면과 연동하는 톱니형의 안쪽 표면 및 일반적으로 평활한 바깥쪽 표면을 갖는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 침출된 PCD 테이블은 일 측 상에서 90° 아크를 그리고 반대측 상에서 편평한 표면을 각각 포함하는 네 개의 섹션으로 형성되고, 상기 비 침출 PCD 테이블 둘레에 상기 네 개의 섹션을 대체로 링 형상으로 설치하는 단계를 더 포함하는, 드릴 비트에서 사용하기 위한 다결정 다이아몬드 커터를 형성하는 방법.
KR1020177030816A 2015-06-26 2015-06-26 납땜 및 기계식 로킹을 사용한 tsp 다이아몬드 링의 부착 KR102013441B1 (ko)

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