БУРОВОЕ ДОЛОТО, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА БУРОВОГО ДОЛОТА, КОМПОЗИТ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТА С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ

1. Буровое долото, содержащее корпус, который содержит композит с металлической матрицей (MMC), причем MMC содержит
смесь, содержащую одно множество частиц и другое множество частиц, при этом каждая из другого множества частиц мягче, чем каждая из одного множества частиц; и
металлический связующий материал, металлургически связанный с каждой из одного множества частиц и другого множества частиц,
причем MMC имеет модуль Вейбулла больше 20.
2. Буровое долото по п. 1, в котором каждая из одного множества частиц содержит первый материал, каждая из другого множества частиц содержит второй материал, и удельная теплопроводность второго материала больше удельной теплопроводности первого материала.
3. Буровое долото по пп. 1 и 2, в котором каждая из другого множества частиц имеет плотность величиной 0,7–1,3 от плотности каждой из одного множества частиц.
–1
–1
4. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором удельная теплопроводность первого материала не больше 120 WmK.
5. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере один из карбида и нитрида.
6. Буровое долото по п. 5, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере одно из следующего: карбид вольфрама, цементированный карбид вольфрама (WC–Co), карбид кадмия, карбид тантала, карбид ванадия и карбид титана.
7. Буровое долото по п. 6, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере одно из WC и сплавленного карбида вольфрама.
8. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором смесь содержит 69–91% по массе WC, 7–16% по массе сплавленного карбида вольфрама, 0–5% % по массе железа и 2–10% по массе вольфрама.
9. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором смесь содержит 80% по массе WC, 13% по массе сплавленного карбида вольфрама, 2% по массе железа и 5% по массе вольфрама.
–1
–1
10. Буровое долото по любому из пп. 2–9, в котором удельная теплопроводность второго материала не меньше 155 WmK.
11. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором другое множество частиц содержит металл.
12. Буровое долото по п. 11, в котором другое множество частиц содержит множество металлических частиц вольфрама.
13. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором металлический связующий материал содержит медь, марганец, никель и цинк.
14. Буровое долото по п. 13, в котором металлический связующий материал содержит 47–58% по массе меди, 23–25% по массе марганца, 14–16% по массе никеля и 7–9% по массе цинка.
15. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором металлический связующий материал содержит монолитную матрицу из металлического связующего материала.
16. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая из одного множества частиц имеет фракцию 635 в 60 меш.
17. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая из другого множества частиц имеет фракцию 635 в 325 меш.
18. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором пустоты между одним множеством частиц содержат другое множество частиц.
19. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором объемная долевая концентрация одного множества частиц в MMC составляет по меньшей мере 60% по объему.
20. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором объемная долевая концентрация другого множества частиц в MMC составляет по меньшей мере 5% по объему.
21. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая частица одного множества имеет твердость больше 1000 HV.
22. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая частица другого множества имеет твердость меньше 350 HV.
23. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором MMC имеет жесткость больше 280 ГПа.
24. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором MMC имеет жесткость меньше 400 ГПа.
25. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором MMC имеет сопротивление поперечному разрыву больше 700 МПа.
26. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором MMC имеет, сопротивление поперечному разрыву меньше 1400 МПа.
27. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, в котором смесь пропитана металлическим связующим материалом.
28. Буровое долото по любому из предшествующих пунктов, представляющее собой взаимодействующее с грунтом лопастное буровое долото.
29. Способ изготовления корпуса бурового долота, содержащего композит с металлической матрицей (MMC), способ содержит этапы, на которых
помещают в форму для литья корпуса бурового долота смесь, содержащую одно множество частиц и другое множество частиц, при этом каждая из другого множества частиц мягче, чем каждая из одного множества частиц; и
металлургически связывают металлический связующий материал с каждой из одного множества частиц и каждой из другого множества частиц, причем MMC имеет модуль Вейбулла больше 20.
30. Способ по п. 29, содержащий этап, на котором пропитывают смесь металлическим связующим материалом.
31. Способ по п. 30, в котором этап, на котором пропитывают смесь металлическим связующим материалом, содержит расположение металлического связующего материала на смеси, уложенной в литейной форме, нагрев металлического связующего материала для образования расплавленного металлического связующего материала, и обеспечение расплавленному металлическому связующему материалу пропитки смеси в направлении вниз.
32. Способ по п. 31, содержащий этап, на котором охлаждают расплавленный металлический связующий материал, которым пропитана в направлении вниз смесь, для образования монолитной матрицы металлического связующего материала.
33. Способ по любому из пп. 29–32, в котором этап, на котором укладывают в литейной форме смесь, представляет собой этап, на котором укладывают смесь в литейной форме и затем вибрируют литейную форму для уплотнения смеси.
34. Способ по любому из пп. 29–33, в котором каждая из одного множества частиц содержит первый материал, каждая из другого множества частиц содержит второй материал, и удельная теплопроводность второго материала больше удельной теплопроводности первого материала.
35. Способ по любому из пп. 29–34, в котором каждая из другого множества частиц имеет плотность величиной 0,7–1,3 плотности каждой из одного множества частиц.
–1
–1
36. Способ по любому из пп. 29–35, в котором удельная теплопроводность первого материала не больше 120 WmK.
37. Способ по любому из пп. 29–36, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере один из карбида и нитрида.
38. Способ по любому из пп. 29–37, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере одно из карбида вольфрама, цементированного карбида вольфрама (WC–Co), карбида кадмия, карбида тантала, карбида ванадия и карбида титана.
39. Способ по любому из пп. 29–38, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере один из WC и сплавленного карбида вольфрама.
40. Способ по любому из пп. 29–38, в котором смесь содержит 69–91% по массе WC, 7–16% по массе сплавленного карбида вольфрама, 0–5% по массе железа и 2–10% по массе вольфрама.
41. Способ по любому из пп. 29–40, в котором смесь содержит 80% по массе WC, 13% по массе сплавленного карбида вольфрама, 2% по массе железа и 5% по массе вольфрама.
–1
–1
42. Способ по любому из пп. 29–41, в котором удельная теплопроводность второго материала не меньше 155 WmK.
43. Способ по любому из пп. 29–42, в котором другое множество частиц содержит металл.
44. Способ по любому из пп. 29–43, в котором другое множество частиц содержит множество металлических частиц вольфрама.
45. Способ по любому из пп. 29–44, в котором металлический связующий материал содержит медь, марганец, никель и цинк.
46. Способ по любому из пп. 29–45, в котором металлический связующий материал содержит 47 –58% по массе меди, 23–25% по массе марганца, 14–16% по массе никеля и 7–9% по массе цинка.
47. Способ по любому из пп. 29–46, в котором металлургически связанный металлический связующий материал содержит монолитную матрицу металлического связующего материала.
48. Способ по любому из пп. 29–49, в котором каждая из одного множества частиц имеет фракцию 635 в 60 меш.
49. Способ по любому из пп. 29–48, в котором каждая из другого множества частиц имеет фракцию 635 в 325 меш.
50. Способ по любому из пп. 29–49, в котором объемная долевая концентрация одного множества частиц в MMC составляет по меньшей мере 60% по объему.
51. Способ по любому из пп. 29–51, в котором объемная долевая концентрация другого множества частиц в MMC составляет по меньшей мере 5% по объему.
52. Способ по любому из пп. 29–51, в котором каждая частица одного множества имеет твердость больше 1000 HV.
53. Способ по любому из пп. 29–52, в котором каждая частица другого множества имеет твердость меньше 350 HV.
54. Способ по любому из пп. 29–53, в котором MMC имеет жесткость больше 280 ГПа.
55. Способ по любому из пп. 29–54, в котором MMC имеет жесткость меньше 400 ГПа.
56. Способ по любому из пп. 29–55, в котором MMC имеет сопротивление поперечному разрыву больше 700 МПа.
57. Способ по любому из пп. 29–56, в котором MMC имеет сопротивление поперечному разрыву меньше 1400 МПа.
58. Композит с металлической матрицей (MMC) содержащий
смесь, содержащую одно множество частиц и другое множество частиц, при этом каждая из другого множества частиц мягче, чем каждая из одного множества частиц; и
металлический связующий материал, металлургически связанный с каждой из одного множества частиц и другого множества частиц, причем MMC имеет модуль Вейбулла больше 20.
59. Композит по п. 58, в котором каждая из одного множества частиц содержит первый материал, каждая из другого множества частиц содержит второй материал, и удельная теплопроводность второго материала больше удельной теплопроводности первого материала.
60. Композит по любому одному из пп. 58 и 59, в котором каждая из другого множества частиц имеет плотность величиной 0,7–1,3 плотности каждой из одного множества частиц.
–1
–1
61. Композит по любому из пп. 58–60, в котором удельная теплопроводность первого материала не больше 120 WmK.
62. Композит по любому из пп. 58-61, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере один из карбида и нитрида.
63. Композит по любому из пп. 58–63, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере одно из вольфрама, цементированного карбида вольфрама (WC–Co), карбида кадмия, карбида тантала, карбида ванадия и карбида титана.
64. Композит по п. 63, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере WC и сплавленный карбид вольфрама.
65. Композит по любому из пп. 58–64, в котором смесь содержит 69–91% по массе WC, 7–16% по массе сплавленного карбида вольфрама, 0–5% по массе железа и 2–10% по массе вольфрама.
66. Композит по любому из пп. 58–65, в котором смесь содержит 80% по массе WC, 13% по массе сплавленного карбида вольфрама, 2% по массе железа и 5% по массе вольфрама.
–1
–1
67. Композит по любому из пп. 58–66, в котором удельная теплопроводность второго материала не меньше 155 WmK.
68. Композит по любому из пп. 58–67 в котором другое множество частиц содержит металл.
69. Композит по любому из пп. 58–68 в котором другое множество частиц содержит множество металлических частиц вольфрама.
70. Композит по любому из пп. 58–69, в котором металлический связующий материал содержит медь, марганец, никель и цинк.
71. Композит по п. 70, в котором металлический связующий материал содержит 47–58% по массе меди, 23–25% по массе марганца,14–16% по массе никеля и 7–9% по массе цинка.
72. Композит по любому из пп. 58–71, в котором металлический связующий материал содержит монолитную матрицу металлического связующего материала.
73. Композит по любому из пп. 58–72, в котором плотность каждой из другого множества частиц составляет до 30% плотности каждой из одного множества частиц.
74. Композит по любому из пп. 58 - 73, в котором каждая из одного множества частиц имеет фракцию 635 в 60 меш.
75. Композит по любому из пп. 58–74, в котором каждая из другого множества частиц имеет фракцию 635 в 325 меш.
76. Композит по любому из пп. 58–75, в котором пустоты между одним множеством частиц содержат другое множество частиц.
77. Композит по любому из пп. 58–76, в котором объемная долевая концентрация одного множества частиц в MMC составляет по меньшей мере 60% по объему.
78. Композит по любому из пп. 58–77, в котором объемная долевая концентрация другого множества частиц в MMC составляет по меньшей мере 5% по объему.
79. Композит по любому из пп. 58–78, в котором каждая частица одного множества имеет твердость больше 1000 HV
80. Композит по любому из пп. 58–79 в котором каждая частица другого множества имеет твердость меньше 350 HV.
81. Композит по любому из пп. 58–80, в котором MMC имеет жесткость больше 280 ГПа.
82. Композит по любому из пп. 58-81, в котором MMC имеет жесткость меньше 400 ГПа.
83. Композит по любому из пп. 58–82, в котором MMC имеет сопротивление поперечному разрыву больше 700 МПа.
84. Композит по любому из пп. 58–83, в котором MMC имеет сопротивление поперечному разрыву меньше 1,400 МПа.
85. Композит по любому из пп. 57–84, в котором смесь пропитана металлическим связующим материалом.
86. Способ изготовления композита с металлической матрицей (MMC), способ содержит этапы, на которых
укладывают в литейной форме смесь, содержащую одно множество частиц и другое множество частиц, при этом каждая из другого множества частиц мягче, чем каждая из одного множества частиц; и
металлургически связывают металлический связующий материал с каждой из одного множества частиц и каждой из другого множества частиц, причем MMC имеет модуль Вейбулла больше 20.
87. Способ по п. 86, содержащий этап, на котором пропитывают смесь металлическим связующим материалом.
88. Способ по п. 87, в котором этап, на котором пропитывают смесь металлическим связующим материалом, содержит укладку металлического связующего материала на смеси, расположенной в литейной форме, нагрев металлического связующего материала для образования расплавленного металлического связующего материала, и обеспечение пропитки расплавленным металлическим связующим материалом смеси в направлении вниз.
89. Способ по п. 88 содержащий этап, на котором охлаждают расплавленный металлический связующий материал, которым пропитана в направлении вниз смесь для образования монолитной матрицы металлического связующего материала.
90. Способ по любому из пп. 86–89, в котором этап, на котором укладывают в литейной форме смесь, содержит этап, на котором укладывают смесь в литейной форме и потом вибрируют литейную форму для уплотнения смеси.
91. Способ по любому из пп. 86–90, в котором каждая из одного множества частиц содержит первый материал, каждая из другого множества частиц содержит второй материал, и удельная теплопроводность второго материала больше удельной теплопроводности первого материала.
92. Способ по любому из пп. 86–91, в котором каждая из другого множества частиц имеет плотность величиной 0,7–1,3 плотности каждой из одного множества частиц.
–1
–1
93. Способ по любому из пп. 86-92, в котором удельная теплопроводность первого материала не больше 120 WmK.
94. Способ по любому из пп. 86–93, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере один из карбида и нитрида.
95. Способ по любому из пп. 86–94, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере один из карбида вольфрама, цементированного карбида вольфрама (WC–Co), карбида кадмия, карбида тантала, карбида ванадия и карбида титана.
96. Способ по любому из пп. 86–95, в котором одно множество частиц содержит по меньшей мере одно из WC и сплавленного карбида вольфрама.
97. Способ по любому из пп. 86–96, в котором смесь содержит 69–91% по массе WC, 7 –16% по массе сплавленного карбида вольфрама, 0 –5% по массе железа и 2 –10% по массе вольфрама.
98. Способ по любому из пп. 86–97, в котором смесь содержит 80% по массе WC, 13% по массе сплавленного карбида вольфрама, 2% по массе железа и 5% по массе вольфрама.
–1
–1
99. Способ по любому из пп. 86–98, в котором удельная теплопроводность второго материала не меньше 155 WmK.
100. Способ по любому из пп. 89-102, в котором другое множество частиц содержит металл.
101. Способ по любому из пп. 86–100, в котором другое множество частиц содержит множество металлических частиц вольфрама.
102. Способ по любому из пп. 86–101, в котором металлический связующий материал содержит медь, марганец, никель и цинк.
103. Способ по любому из пп. 86-102, в котором металлический связующий материал содержит 47 –58% по массе меди, 23–25% по массе марганца,14–16% по массе никеля и 7–9% по массе цинка.
104. Способ по любому из пп. 86–103, в котором металлургически связанный металлический связующий материал содержит монолитную матрицу металлического связующего материала.
105. Способ по любому из пп. 86–104, в котором плотность каждой из другого множества частиц составляет до 30% плотности каждой из одного множества частиц.
106. Способ по любому из пп. 86–105, в котором каждая из одного множества частиц имеет фракцию 635 в 60 меш.
107. Способ по любому из пп. 86–106, в котором каждая из другого множества частиц имеет фракцию 635 в 325 меш.
108. Способ по любому из пп. 86–107, в котором объемная долевая концентрация одного множества частиц в MMC составляет по меньшей мере 60% по объему.
109. Способ по любому из пп. 86–108, в котором объемная долевая концентрация другого множества частиц в MMC составляет по меньшей мере 5% по объему.
110. Способ по любому из пп. 86–109, в котором каждая частица одного множества имеет твердость больше 1000 HV.
111. Способ по любому из пп. 86–110 в котором каждая частица другого множества имеет твердость меньше 350 HV.
112. Способ по любому из пп. 86–111, в котором MMC имеет жесткость больше 280 ГПа.
113. Способ по любому из пп. 86–112, в котором MMC имеет жесткость меньше 400 ГПа.
114. Способ по любому из пп. 86–113, в котором MMC имеет сопротивление поперечному разрыву больше 700 МПа.
115. Способ по любому из пп. 86–114, в котором MMC имеет сопротивление поперечному разрыву меньше 1400 МПа.