БУРОВОЕ ДОЛОТО ДЛЯ РОТОРНОГО БУРЕНИЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО ДОЛОТА С КОРПУСОМ ИЗ КОМПОЗИТА ИЗ СВЯЗУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА С ДРУГИМИ ЧАСТИЦАМИ

1. Способ изготовления корпуса бурового долота для роторного бурения, в котором осуществляют
формирование множества составных элементов из "неспеченного” порошка, по меньшей мере одному из которых придана форма, пригодная для изготовления одной области корпуса долота,
сборку множества составных элементов из "неспеченного” порошка с образованием единой детали, а также по меньшей мере частичное спекание этой единой детали.
2. Способ по п.1, в котором сборка множества составных элементов из "неспеченного” порошка для образования единой детали включает
по меньшей мере частичное спекание множества составных элементов из "неспеченного” порошка с образованием множества "частично спеченных” составных элементов,
сборку множества "частично спеченных” составных элементов с образованием "частично спеченного” корпуса долота, и
спекание "частично спеченного” корпуса долота до достижения им конечной плотности.
3. Способ по п.1, в котором изготовление множества составных элементов из "неспеченного” порошка включает
приготовление первой порошковой смеси содержащей:
множество твердых частиц, выбираемых из группы, состоящей из алмаза, карбида бора, нитрида бора, алюминиевого нитрида и карбидов или боридов из группы, состоящей из W, Ti, Mo, Nb, V, Hf, Zr и Сr, и
множество частиц, содержащих связующий материал, который выбирается из группы, состоящей из сплавов на кобальтовой основе, сплавов на основе железа, сплавов на основе никеля, сплавов на основе кобальта и никеля, сплавов на основе железа и никеля, сплавов на основе железа и кобальта, сплавов на основе алюминия, сплавов на основе меди, сплавов на магниевой основе и сплавов на основе титана, а сборка составных элементов из "неспеченного” порошка включает
прессование первой порошковой смеси для формирования по меньшей мере части "неспеченного” корпуса долота,
по меньшей мере частичное спекание "неспеченного” корпуса долота, обеспечение хвостовика, приспособленного для присоединения его к колонне бурильных труб, и
присоединение хвостовика к корпусу долота.
4. Способ по п.3, в котором изготовление множества составных элементов из "неспеченного” порошка также включает
изготовление второго составного элемента из "неспеченного” порошка, которому придана форма, пригодная для формирования области корпуса долота, приспособленной для присоединения к хвостовику, где второй составной элемент из "неспеченного” порошка включает
множество частиц содержащих материал, выбираемый из группы, состоящей из сплавов на кобальтовой основе, сплавов на основе железа, сплавов на основе никеля, сплавов на основе кобальта и никеля, сплавов на основе железа и никеля, сплавов на основе железа и кобальта, сплавов на основе алюминия, сплавов на основе меди, сплавов на магниевой основе и сплавов на основе титана,
а присоединение хвостовика к корпусу долота также включает присоединение хвостовика к части корпуса долота, сформированной из второго составного элемента из "неспеченного” порошка.
5. Способ по п.3, в котором по меньшей мере частичное спекание "неспеченного” корпуса долота включает
частичное спекание "неспеченного” корпуса долота для образования "частично спеченного” корпуса долота,
машинную обработку по меньшей мере одного конструктивного элемента в "частично спеченном” корпусе долота, и
спекание "частично спеченного” корпуса долота до достижения им конечной плотности.
6. Способ по п.5, в котором машинная обработка по меньшей мере одного конструктивного элемента в "частично спеченном” корпусе долота включает выполнение машинной обработкой по меньшей мере одного внутреннего прохода для жидкости, отверстия в долоте для выноса бурового шлама, а также кармана для резца в "частично спеченном” корпусе долота.
7. Способ по п.2 или 5, в котором спекание "частично спеченного” корпуса долота до достижения им конечной плотности включает субликвидусную фазу спекания.
8. Способ по п.2 или 5, в котором спекание "частично спеченного” корпуса долота до достижения им конечной плотности включает его подвергание по существу изостатическому прессованию после воздействия повышенных температур в вакуумной печи.
9. Способ по п.3, в котором прессование порошковой смеси включает или прессование порошковой смеси при помощи жидкости, или прессование порошковой смеси при по существу изостатическом давлении, величина которого превышает приблизительно 35 МПа, либо размещение порошковой смеси в мешке, содержащем полимерный материал, и приложение по существу изостатического давления по отношению к внешним поверхностям мешка.
10. Способ по п.3, в котором прессование порошковой смеси с целью образования "неспеченного” корпуса долота включает
прессование первой порошковой смеси для формирования первого "неспеченного” составного элемента,
прессование по меньшей мере одной дополнительной порошковой смеси, отличающейся от первой порошковой смеси, для формирования по меньшей мере одного дополнительного "неспеченного” составного элемента, и
сборку первого "неспеченного” составного элемента с по меньшей мере одним дополнительным "неспеченым” составным элементом с образованием "неспеченного” корпуса долота.
11. Способ по одному из пп.3, 4, 5, 6, 9 или 10, в котором изготовление первой порошковой смеси предусматривает использование множества частиц карбида вольфрама - 400 меш по ASTM (метод Американского общества по испытанию материалов), где частицы карбида вольфрама составляют приблизительно от 60% до приблизительно 95% от веса первой порошковой смеси.
12. Способ по п.10, в котором первому "неспеченному” составному элементу придается форма, пригодная для изготовления по меньшей мере части бурового долота, служащей для размещения множества резцов, а по меньшей мере одному дополнительному "неспеченному” составному элементу придается форма, пригодная для изготовления по меньшей мере другой части бурового долота, служащей для присоединения к хвостовику.
13. Способ по п.1, включающий
использование первой порошковой смеси в первой части пресс-формы или контейнера, которая соответствует первой области корпуса долота,
использование второй порошковой смеси во второй части пресс-формы или контейнера, которая соответствует второй области корпуса долота, и
прессование первой и второй порошковых смесей внутри пресс-формы или контейнера.
14. Способ по п.13, в котором
первая порошковая смесь включает
множество частиц карбида вольфрама, величина среднего диаметра которых находится в интервале приблизительно от 0,5 до 20 мкм и которые составляют приблизительно от 75 до 85% от веса первой порошковой смеси, и
множество частиц, представляющих собой связующий материал,
а вторая порошковая смесь включает
множество частиц карбида вольфрама, величина среднего диаметра которых находится в интервале приблизительно от 0,5 до 20 мкм и которые составляют приблизительно от 65 до 70% от веса второй порошковой смеси, и
множество частиц, содержащих связующий материал.
15. Способ по одному из пп.3, 4, 5, 6, 9, 10 и 12, в котором присоединение хвостовика к корпусу долота предусматривает по меньшей мере использование твердого припоя в месте сопряжения между поверхностью корпуса долота и поверхностью хвостовика, сваривание места сопряжения между поверхностью корпуса долота и поверхностью хвостовика, запрессовку хвостовика на корпус долота, горячую запрессовку хвостовика на корпус долота и присоединение как корпуса долота, так и хвостовика к расширению, расположенному между ними.
16. Способ по одному из пп.3, 4, 5, 6, 9, 10 и 12, в котором присоединение хвостовика к корпусу долота предусматривает присоединение корпуса долота к расширению, обеспечение взаимодействующих нарезок резьбы на упирающихся друг в друга поверхностях хвостовика и расширения, и навинчивание хвостовика на расширение.
17. Способ по одному из пп.3, 4, 5, 6, 9, 10 и 12, в котором осуществляют нанесение твердосплавного покрытия на поверхность корпуса долота или хвостовика.
18. Способ по п.11, в котором присоединение хвостовика к корпусу долота предусматривает по меньшей мере использование твердого припоя в месте сопряжения между поверхностью корпуса долота и поверхностью хвостовика, сваривание места сопряжения между поверхностью корпуса долота и поверхностью хвостовика, запрессовку хвостовика на корпус долота, горячую запрессовку хвостовика на корпус долота и присоединение как корпуса долота, так и хвостовика к расширению, расположенному между ними.
19. Способ по п.11, в котором присоединение хвостовика к корпусу долота предусматривает присоединение корпуса долота к расширению, обеспечение взаимодействующих нарезок резьбы на упирающихся друг в друга поверхностях хвостовика и расширения, и навинчивание хвостовика на расширение.
20. Способ по п.11, в котором осуществляют нанесение твердосплавного покрытия на поверхность корпуса долота или хвостовика.
21. Способ по п.15, в котором осуществляют нанесение твердосплавного покрытия на поверхность корпуса долота или хвостовика.
22. Способ по п.16, в котором осуществляют нанесение твердосплавного покрытия на поверхность корпуса долота или хвостовика.
23. Способ по п.18, в котором осуществляют нанесение твердосплавного покрытия на поверхность корпуса долота или хвостовика.
24. Способ по п.19, в котором осуществляют нанесение твердосплавного покрытия на поверхность корпуса долота или хвостовика.
25. Буровое долото для роторного бурения, содержащее единую деталь, сформированную в основном из композита на основе связующего материала с другими частицами и имеющую первую область, сформированную с возможностью размещения множества резцов для прорезания толщи пород, а также по меньшей мере одну дополнительную область, сформированную с возможностью прикрепления бурового долота к колонне бурильных труб и включающую резьбовую соединительную часть.
26. Буровое долото по п.25, где единая деталь содержит множество твердых частиц, беспорядочно распределенных в связующем материале и выбранных из группы, включающей алмазы, карбид бора, нитрид бора, алюминиевый нитрид и карбиды или бориды из группы, состоящей из W, Ti, Mo, Nb, V, Hf, Zr и Сr, а связующий материал выбран из группы, включающей сплавы на кобальтовой основе, сплавы на основе железа, сплавы на основе никеля, сплавы на основе кобальта и никеля, сплавы на основе железа и никеля, сплавы на основе железа и кобальта, сплавы на основе алюминия, сплавы на основе меди, сплавы на магниевой основе и сплавы на основе титана.
27. Буровое долото по п.25 или 26, в котором первая область имеет первый состав материала включающий связующий материал, и множество беспорядочно распределенных в связующем материале частиц карбида вольфрама - 635 меш по ASTM, составляющих приблизительно от 75 до 85% от веса первого состава материала, а упомянутая по меньшей мере одна дополнительная область имеет второй состав материала, который отличается от первого состава материала.