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       申請人：哈里伯頓能源服務公司
       發(fā)明人：G·E·韋弗 R·L·拉迪

       摘要：本發(fā)明提供一種包含具有頂部區(qū)域和增強附著區(qū)域的熱穩(wěn)定多晶金剛石(TSP)體的超硬研磨體，其中所述增強附著區(qū)域包含占所述增強附著區(qū)域總體積的至少30體積％的碳化鎢顆粒。本發(fā)明進一步提供一種超硬研磨元件，其具有通過連接材料附著在基材上的所述超硬研磨體，所述連接材料位于碳化鎢顆粒內(nèi)部或周圍。本發(fā)明還提供一種帶有所述超硬研磨元件的掘進機鉆頭。進一步地，本發(fā)明提供形成所述超硬研磨體和元件的方法，所述方法包括在增強附著區(qū)域內(nèi)形成帶有碳化鎢顆粒的PCD(多晶金剛石)體，隨后溶浸PCD體并通過在碳化鎢顆粒內(nèi)部或周圍的連接材料將其附著在基材上。

       主權(quán)利要求：1.一種超硬研磨體，其包含具有頂部區(qū)域和增強附著區(qū)域的熱穩(wěn)定多晶金剛石(TSP)體，其中所述增強附著區(qū)域包含占所述增強附著區(qū)域總體積的至少30體積％的碳化鎢顆粒。
       2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬研磨體，其中所述TSP體包含含有金剛 石和催化劑的多晶金剛石(PCD)，其中至少85％的催化劑已經(jīng)被除去。 
       3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬研磨體，其中所述TSP體包含F(xiàn)eCl3-酸 溶浸的TSP體。 
       4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬研磨體，其中所述碳化鎢顆粒包含共晶 碳化鎢。 
       5.一種超硬研磨元件，包含： 具有頂部區(qū)域和增強附著區(qū)域的熱穩(wěn)定多晶金剛石(TSP)體，其中所述 增強附著區(qū)域包含占所述增強附著區(qū)域總體積的至少30體積％的碳化鎢顆 粒； 基材，所述TSP體附著于所述基材；和 設置于基材內(nèi)部或上面和所述TSP體的增強附著區(qū)域的碳化鎢顆粒內(nèi) 部或周圍的連接材料。 
       6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述TSP體包含含有金 剛石和催化劑的多晶金剛石(PCD)，其中至少85％的催化劑已經(jīng)被除去。 
       7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述TSP體包含F(xiàn)eCl3- 酸溶浸的TSP體。 
       8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述碳化鎢顆粒包含共 晶碳化鎢。 
       9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述連接材料包含釬焊 材料。 
       10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述連接材料包含焊 接材料。 
       11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述連接材料包含滲 透材料。 
       12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超硬研磨元件，其中所述基材包含碳化鎢。 
       13.一種掘進機鉆頭，包含： 鉆頭體；和 安裝在所述鉆頭體上的超硬研磨元件，所述超硬研磨元件包含： 具有頂部區(qū)域和增強附著區(qū)域的熱穩(wěn)定多晶金剛石(TSP)體，其中 所述增強附著區(qū)域包含占所述增強附著區(qū)域總體積的至少30體積％的碳化 鎢顆粒； 基材，所述TSP體附著于所述基材；和 設置于基材內(nèi)部和所述TSP體的增強附著區(qū)域的碳化鎢顆粒內(nèi)部 或周圍的連接材料。 
       14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述TSP體包含含有金 剛石和催化劑的多晶金剛石(PCD)，其中至少85％的催化劑已經(jīng)被除去。 
       15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述TSP體包含F(xiàn)eCl3- 酸溶浸的TSP體。 
       16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述碳化鎢顆粒包含共 晶碳化鎢。 
       17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述連接材料包含釬焊 材料。 
       18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述連接材料包含焊接 材料。 
       19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述連接材料包含滲透 材料。 
       20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述基材包含碳化鎢。 
       21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述基材包含所述鉆頭。 
       22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述超硬研磨元件為刀 具形式。 
       23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述超硬研磨元件為耐 磨元件形式。 
       24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述超硬研磨元件為軸 承形式。 
       25.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述超硬研磨元件為噴 嘴形式。 
       26.根據(jù)權(quán)利要求13所述的掘進機鉆頭，其中所述超硬研磨元件為流 體流動或侵蝕控制元件形式。 
       27.一種形成超硬研磨體的方法，該方法包括： 通過以下方式形成多晶金剛石(PCD)元件：將金剛石晶體的晶粒、催化 劑和碳化鎢顆粒置于足夠的溫度和壓力下以形成金剛石體基質(zhì)和包含催化 劑的間隙基質(zhì)，其中所述碳化鎢顆粒位于一區(qū)域內(nèi)以形成所述PCD元件的 增強附著區(qū)域；和 從PCD中溶浸出至少85％的催化劑以形成具有碳化鎢顆粒的熱穩(wěn)定多 晶金剛石(TSP)，所述碳化鎢顆粒位于PCD元件的增強附著區(qū)域，其中碳 化鎢顆粒的體積為所述增強附著區(qū)域總體積的至少30％。 
       28.一種形成超硬研磨元件的方法，該方法包括： 通過以下方式形成多晶金剛石(PCD)元件，將金剛石晶體的晶粒、催化 劑和碳化鎢顆粒置于足夠的溫度和壓力下以形成金剛石體基質(zhì)和包含催化 劑的間隙基質(zhì)，其中所述碳化鎢顆粒位于一區(qū)域內(nèi)以形成所述PCD元件的 增強附著區(qū)域； 從PCD中溶浸出至少85％的催化劑以形成具有碳化鎢顆粒的熱穩(wěn)定多 晶金剛石(TSP)，所述碳化鎢顆粒位于PCD元件的增強附著區(qū)域，其中碳 化鎢顆粒的體積為所述增強附著區(qū)域總體積的至少30％；和 通過在碳化鎢顆粒內(nèi)部或周圍設置連接材料，將TSP用冶金法或微機 械法附著在基材上。 
       29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的形成超硬研磨元件的方法，其中將所述 TSP附著于基材上的步驟包括釬焊，所述連接材料包含釬焊材料。        
       30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的形成超硬研磨元件的方法，其中將所述 TSP附著于基材上的步驟包括焊接，所述連接材料包含焊接材料。        
       31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的形成超硬研磨元件的方法，其中將所述 TSP附著于基材上的步驟包括用滲透材料對所述基材和所述TSP中的碳化 鎢顆粒進行滲透，所述連接材料包含滲透材料。