用于滾動(dòng)切割器的分體套筒的制作方法
【專利摘要】一種切割器組件可包括：多件式分體套筒；內(nèi)切割元件，所述內(nèi)切割元件的側(cè)表面中形成有凹槽或凸起，且所述內(nèi)切割元件設(shè)置在多件式分體套筒中；以及與凹槽或凸起的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件相對(duì)于多件式分體套筒軸向移動(dòng)的至少一個(gè)接合部件，其中，分體套筒的多個(gè)件以重疊接合結(jié)構(gòu)接合到一起。
【專利說明】用于滾動(dòng)切割器的分體套筒
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]這里公開的實(shí)施例總體上涉及多晶金剛石復(fù)合切割器和包含有它們的鉆頭或其它切割工具。更特別地，這里公開的實(shí)施例涉及保持在套筒內(nèi)的切割器和/或具有彎曲過渡部的滾動(dòng)切割器或包含有它們的鉆頭或其它切割工具。
【背景技術(shù)】
[0002]各種類型和形狀的地質(zhì)勘探鉆頭用于地質(zhì)鉆井工業(yè)的各種應(yīng)用中。地質(zhì)勘探鉆頭具有鉆頭主體，其包括各種結(jié)構(gòu)，例如鉆芯、刀片以及延伸到鉆頭主體中的切割器凹口或安裝到鉆頭主體上的牙輪。根據(jù)應(yīng)用/需要鉆的巖層，可以基于鉆頭的切割動(dòng)作類型和其用在特定地層中的恰當(dāng)性來選擇合適類型的鉆頭。
[0003]刮刀鉆頭，通常被稱作“固定切割器鉆頭”，包括具有連接到鉆頭主體的切割元件的鉆頭，鉆頭主體可以是鋼制鉆頭主體或者由基體材料、例如由結(jié)合劑材料包圍的碳化鎢形成的基體鉆頭主體。刮刀鉆頭通?？杀欢x為沒有移動(dòng)部件的鉆頭。然而，在本領(lǐng)域中已有不同的形成刮刀鉆頭的類型和方法。例如，刮刀鉆頭具有研磨材料，例如金剛石，其被孕鑲到形成鉆頭主體的材料表面中，這種鉆頭通常被稱作“孕鑲”鉆頭。刮刀鉆頭具有由沉積到或以其他方式結(jié)合到基體上的特硬切割表面層或者或“臺(tái)面”(通常由多晶金剛石材料或多晶氮化硼材料制成)制成的切割元件，這種鉆頭在本領(lǐng)域中稱為多晶金剛石復(fù)合(“PDC”)鉆頭。
[0004]PDC鉆頭鉆軟的地層時(shí)很輕松，但是它們往往被用于鉆中等硬度或研磨性地層。它們使用小的切割器通過剪切動(dòng)作來切割巖層，不會(huì)穿透很深進(jìn)入地層中。由于穿透深度淺，需要通過相對(duì)較高的鉆頭旋轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn)高的穿透速率。
[0005]PDC切割器在工業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)使用多年，包括巖石鉆探和金屬加工。在PDC鉆頭中，PDC切割器被容納在形成于從鉆頭主體延伸的刀片內(nèi)的切割器凹口中，并且通常通過銅焊到切割器凹口的內(nèi)表面而被結(jié)合到刀片。PDC切割器沿著鉆頭主體刀片的前緣設(shè)置，使得隨著鉆頭主體的旋轉(zhuǎn)，PDC切割器接合且鉆動(dòng)地層。在使用中，可能在PDC切割器上施加很大的力，尤其是沿著前后方向。此外，鉆頭和PDC切割器可以承受很大的研磨力。在某些情況下，由于損失一個(gè)或多個(gè)切割器，或者由于刀片破損，沖擊、振動(dòng)以及腐蝕力會(huì)使得鉆頭發(fā)生故障。
[0006]在典型的應(yīng)用中，多晶金剛石復(fù)合片(PCD)(或其它特硬材料)被結(jié)合到基體材料以形成切割結(jié)構(gòu)，基體材料通常為燒結(jié)金屬碳化物。PCD包括結(jié)合到一起而形成完整的、堅(jiān)韌的高強(qiáng)度質(zhì)量體或晶格的金剛石多晶質(zhì)量體(通常為合成的)。最終形成的PCD結(jié)構(gòu)具有增強(qiáng)的耐磨和硬度特性，這使P⑶材料尤其適用于需要高度耐磨和硬度的惡劣的磨損和切割應(yīng)用中。
[0007]PDC切割器通常通過將燒結(jié)碳化物基體放置到壓機(jī)的容器中而形成。金剛砂混合物或者金剛砂和催化結(jié)合劑的混合物被放置在基體頂上并且在高壓、高溫條件下進(jìn)行處理。這樣做之后，金屬結(jié)合劑(通常為鈷)從基體遷移并且透過金剛砂以提高金剛砂之間的交互生長(zhǎng)。由此，金剛砂彼此結(jié)合以形成金剛石層，并且金剛石層相應(yīng)地整體結(jié)合到基體?；w通常包括金屬-碳化物復(fù)合材料，例如碳化鎢-鈷。沉積的金剛石層通常被稱作“金剛石臺(tái)面”或“研磨層”。
[0008]圖1A和IB示出了現(xiàn)有技術(shù)的PDC鉆頭的一個(gè)示例，其具有多個(gè)具有特硬工作表面的切割器。鉆頭100包括鉆頭主體110，其具有螺紋上桿部111和切割端部115。切割端部115通常包括多個(gè)肋或刀片120，它們繞著鉆頭的旋轉(zhuǎn)軸線L (也稱為縱軸線或中心軸線)布置且從該鉆頭主體110向外徑向地延伸。切割元件或切割器150相對(duì)于工作表面以預(yù)定的角度方位和徑向位置嵌入刀片120中并且相對(duì)于待鉆地層具有希望的后傾角和側(cè)傾角。
[0009]多個(gè)孔口 116布置在鉆頭主體110上的刀片120之間的區(qū)域中，該區(qū)域可以稱為“縫隙”或“流體通道”?？卓?116通常適于接收噴嘴?？卓?116允許鉆井流體通過鉆頭在選擇的方向上且在刀片120之間以選擇的流動(dòng)速率進(jìn)行排放，用于潤(rùn)滑和冷卻鉆頭100、刀片120以及切割器150。鉆井流體也隨著鉆頭100旋轉(zhuǎn)和穿透地質(zhì)地層而清潔和去除鉆屑。如果沒有合適的流動(dòng)特性，切割器150的不充足的冷卻可能在鉆井操作期間導(dǎo)致切割器故障。定位液體通道用以為鉆井流體提供附加的流動(dòng)溝槽并且用以為地層鉆屑提供通道以使其經(jīng)過鉆頭100朝向井眼(未示出)的地面行進(jìn)。
[0010]參考圖1B，示出了現(xiàn)有技術(shù)PDC鉆頭的頂視圖。示出的鉆頭的切割面118包括六個(gè)刀片120。每一個(gè)刀片包括從切割面118的中心大體上徑向布置的多個(gè)切割元件或切割器，以大體上形成行。某些切割器，盡管在不同的軸向位置處，但可以占據(jù)與其它刀片上的其它切割器的徑向位置近似的徑向位置。
[0011]切割器傳統(tǒng)上通過銅焊工藝附連到鉆頭或其它井下工具。在銅焊工藝中，銅焊材料布置在切割器與切割器凹槽之間。將材料融化且隨后在切割器凹槽中固化、粘結(jié)(附連)該切割器。銅焊材料的選擇取決于它們各自的融化溫度，用以在鉆頭(和切割器)在鉆井操作中使用之前避免對(duì)金剛石層產(chǎn)生過多的熱暴露(和熱損壞)。特別地，適于銅焊其上具有金剛石層的切割元件的合金已經(jīng)被限于僅僅幾種合金，該合金提供足夠低的銅焊溫度用以避免金剛石層的損壞，且提供足夠高的銅焊強(qiáng)度用以在鉆頭上保持切割元件。
[0012]決定PDC切割器壽命的一個(gè)重要因素是切割器暴露到熱量下。在空氣中在高達(dá)700-750°C的溫度下常規(guī)多晶金剛石是穩(wěn)定的，在觀測(cè)溫度增長(zhǎng)之后，可能導(dǎo)致多晶金剛石的永久損壞和結(jié)構(gòu)失效。多晶金剛石中的這個(gè)劣化是由于結(jié)合劑材料(鈷)與金剛石相比的熱膨脹系數(shù)的顯著不同。加熱多晶金剛石時(shí)，鈷和金剛石晶格將以不同的速率膨脹，這可能引起在金剛石晶格結(jié)構(gòu)中形成裂縫，且導(dǎo)致多晶金剛石的劣化。損壞還可能由于在極高溫度下在金剛石-金剛石頸部處石墨的形成，這導(dǎo)致微結(jié)構(gòu)完整性的損失和強(qiáng)度的損失。
[0013]暴露到熱量(由于銅焊或者由于從切割器與地層的接觸所產(chǎn)生的摩擦熱量)可能導(dǎo)致金剛石臺(tái)面的熱損壞且最后導(dǎo)致形成裂縫(由于熱膨脹系數(shù)的不同)，該裂縫可能導(dǎo)致多晶金剛石層的剝落、多晶金剛石與基體之間的脫層、以及引起快速研磨磨損的金剛石到石墨的反轉(zhuǎn)換。隨著切割元件接觸地層，產(chǎn)生磨損平面且引起摩擦熱量。隨著切割元件繼續(xù)使用，磨損平面將增加尺寸且進(jìn)一步引起摩擦熱量。熱量可能積累，這可能引起由于上文討論的金剛石與催化劑之間的熱不匹配而產(chǎn)生的切割元件故障。這對(duì)于如本領(lǐng)域中常規(guī)的、固定地附連到鉆頭的切割器來說尤其如此。
[0014]因此，一直以來對(duì)研究如何延長(zhǎng)切割元件的壽命具有持續(xù)的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]本
【發(fā)明內(nèi)容】
用于介紹所選取的概念，其將在下面詳細(xì)描述。本
【發(fā)明內(nèi)容】
不旨在確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，也不旨在用于幫助限定所要求保護(hù)的主題的范圍。
[0016]根據(jù)一個(gè)方面，這里公開的實(shí)施例涉及一種切割器組件，包括:多件式分體套筒；內(nèi)切割元件，所述內(nèi)切割元件的側(cè)表面中形成有凹槽或凸起，且所述內(nèi)切割元件設(shè)置在多件式分體套筒中；以及與凹槽或凸起的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件相對(duì)于多件式分體套筒軸向移動(dòng)的至少一個(gè)接合部件，其中，分體套筒的多個(gè)件以重疊接合結(jié)構(gòu)接合到一起。
[0017]根據(jù)另一個(gè)方面，這里公開的實(shí)施例涉及一種切割工具，包括:工具主體；從工具主體延伸的多個(gè)刀片；形成在所述多個(gè)刀片中的至少一個(gè)切割器凹口 ；設(shè)置在所述至少一個(gè)切割器凹口中的至少一個(gè)切割器組件。所述至少一個(gè)切割器組件包括:多件式分體套筒；內(nèi)切割元件，所述內(nèi)切割元件的側(cè)表面中形成有凹槽或凸起，且所述內(nèi)切割元件設(shè)置在多件式分體套筒中；以及與凹槽或凸起的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件相對(duì)于多件式分體套筒軸向移動(dòng)的至少一個(gè)接合部件，其中，分體套筒的多個(gè)件以重疊接合結(jié)構(gòu)接合到一起，所述多件式分體套筒銅焊到所述至少一個(gè)切割器凹口。
[0018]根據(jù)另一個(gè)方面，這里公開的實(shí)施例涉及一種切割工具，包括:工具主體；從工具主體延伸的多個(gè)刀片；設(shè)置在至少一個(gè)刀片上的至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件的側(cè)表面中形成有凹槽；以及在凹槽處與可旋轉(zhuǎn)切割元件接合并且限制可旋轉(zhuǎn)切割元件軸向移動(dòng)的至少一個(gè)保持元件，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件包括位于凹槽和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部。
[0019]所要求保護(hù)的主題的其它方面和優(yōu)點(diǎn)在后面的描述和所附的權(quán)利要求中更加明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1A和IB示出了傳統(tǒng)的刮刀鉆頭的側(cè)視圖和頂視圖。
[0021]圖2A和2B不出了設(shè)置在多件式分體套筒內(nèi)的內(nèi)切割兀件的側(cè)視圖和頂部剖視圖，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，套筒僅僅圍繞內(nèi)切割元件的圓周的一部分延伸。
[0022]圖3A和3B示出了設(shè)置在多件式分體套筒內(nèi)的內(nèi)切割元件的側(cè)視圖和頂部剖視圖，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，套筒圍繞內(nèi)切割元件的整個(gè)圓周延伸。
[0023]圖4示出了設(shè)置在套筒內(nèi)的內(nèi)切割元件的剖視圖，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，內(nèi)切割元件包括位于凹槽和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部。
[0024]圖5示出了設(shè)置在套筒內(nèi)的內(nèi)切割元件的剖視圖，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，內(nèi)切割元件的底表面具有彎曲部。
[0025]圖6A和6B示出了具有形成在其側(cè)表面中的凹槽的內(nèi)切割元件的側(cè)視圖和頂部視圖，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，凸起僅僅圍繞內(nèi)切割元件的一部分延伸。
[0026]圖7示出了設(shè)置在套筒內(nèi)的內(nèi)切割元件的剖視圖，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，套筒的外直徑與內(nèi)切割元件的外直徑相同。
[0027]圖8示出了設(shè)置在套筒內(nèi)的內(nèi)切割元件的剖視圖，其中，內(nèi)切割元件包括位于凹槽和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部，并且根據(jù)這里公開的實(shí)施例，套筒的外直徑與內(nèi)切割元件的外直徑相同。
[0028]圖9示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的設(shè)置在切割器凹口中的切割器組件的透視圖。
[0029]圖10示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的切割器組件和切割器凹口的分解視圖。
[0030]圖11示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的設(shè)置在切割器凹口中的切割器組件的剖視圖。
[0031]圖12示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的部分套筒的透視圖。
[0032]圖13示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的部分套筒的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]一個(gè)方面，這里公開的實(shí)施例涉及多晶金剛石復(fù)合切割器，其通過一機(jī)構(gòu)保持在鉆頭或其它切割工具上，所述機(jī)構(gòu)沿側(cè)表面接合切割器，使得切割器圍繞其縱向軸線能夠自由旋轉(zhuǎn)或者被機(jī)械地保持在其中。本公開的實(shí)施例還涉及一種具有彎曲過渡表面的切割元件，其被保持在套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)或者直接位于切割器凹口中。這些實(shí)施例均被圖示。
[0034]在后面的整個(gè)描述和權(quán)利要求書中特定的術(shù)語指代特定的特征或部件。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到的，不同的人可能采用不同的名字來指代相同的特征或部件。本文獻(xiàn)并不期望于區(qū)分名字不同但是功能相同的部件或特征。附圖也不是必須按成比例的。這里特定的特征和部件可以成比例放大顯示或者以某種程度的示意形式表示并且為了清楚和簡(jiǎn)潔起見，某些傳統(tǒng)元件的細(xì)節(jié)也可以不顯示。
[0035]在后面的說明中以及在權(quán)利要求書中，術(shù)語“包含”和“包括”以開放式的形式使用，因此應(yīng)該被理解為“包括，但是不限于…”。此外，術(shù)語“軸向”和“軸向地”通常是指沿著或基本上平行于中心和縱向軸線，而術(shù)語“徑向”和“徑向地”通常是指垂直于中心、縱向軸線。
[0036]參照?qǐng)D2A和2B，示出了根據(jù)這里公開的實(shí)施例的設(shè)置在多件式分體套筒210內(nèi)的內(nèi)切割元件200，其中，套筒210僅僅圍繞內(nèi)切割元件200的一部分圓周延伸。
[0037]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200可以是在套筒210內(nèi)可旋轉(zhuǎn)(圍繞其軸線L)的可旋轉(zhuǎn)切割元件。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200可包括形成切割面和邊緣的特硬層202以及基體204。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200可具有形成在其側(cè)表面中的凹槽206。如圖2A所示，內(nèi)切割元件200具有形成在基體204中的凹槽206。
[0038]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)部件可接合凹槽206的至少一部分以限制內(nèi)切割元件200相對(duì)于套筒210的軸向移動(dòng)。如圖所示，套筒210包括配置成與內(nèi)切割元件200的凹槽206接合或配合的凸起208。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200的軸向移動(dòng)或移位可以通過所述至少一個(gè)部件(例如套筒210的凸起208)與內(nèi)切割元件200的凹槽206之間的這種接合而被限制。
[0039]可選擇地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200可以包括形成在其側(cè)表面上的凸起(未示出)而不是凹槽206。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒210可以包括配置成與內(nèi)切割元件200的凸起接合或配合的相應(yīng)的凹槽而不是凸起208。如此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200相對(duì)于套筒210的軸向移動(dòng)或移位可以通過內(nèi)切割元件200的凸起與套筒210的凹槽之間的接合而被限制。
[0040]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200的凹槽206可圍繞整個(gè)內(nèi)切割元件200周向地延伸，并且套筒210的相應(yīng)的凸起208同樣可圍繞套筒210的整個(gè)尺度周向地延伸。可選地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200的凹槽206可以僅圍繞內(nèi)切割元件200的一部分延伸。換句話說，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200的凹槽206可以不圍繞內(nèi)切割元件200的整個(gè)圓周延伸。
[0041]如上面所描述的，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以包括形成在內(nèi)切割元件200上的凸起(未示出)而不是凹槽206，并且套筒210可以包括配置成與內(nèi)切割元件200的凸起接合的相應(yīng)凹槽(未示出)而不是凸起208。如此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，形成在內(nèi)切割元件200上的凸起可以圍繞整個(gè)切割元件200周向延伸，并且套筒210的相應(yīng)的凹槽也可以圍繞套筒210的整個(gè)尺度周向延伸?？蛇x地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，形成在內(nèi)切割元件200上的凸起可以僅圍繞內(nèi)切割元件200的一部分延伸。換句話說，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200的凸起可以不圍繞內(nèi)切割元件200的整個(gè)圓周延伸。
[0042]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，盡管內(nèi)切割元件200的凹槽206(或凸起)可以僅圍繞內(nèi)切割元件200的一部分延伸并且可以不圍繞內(nèi)切割元件200的整個(gè)圓周延伸，但套筒210的相應(yīng)的凸起208(或凹槽)可以圍繞內(nèi)切割元件200的整個(gè)圓周延伸。這樣使得內(nèi)切割元件200能夠在套筒210內(nèi)旋轉(zhuǎn)同時(shí)仍然能夠限制內(nèi)切割元件200相對(duì)于套筒210的軸向移動(dòng)或移位。
[0043]可選地，如下面所述，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒210的相應(yīng)的凸起208(或凹槽)還可以僅圍繞套筒210的一部分延伸并且可以被形成為與內(nèi)切割元件200的凹槽206(或凸起)接合。這樣可同時(shí)限制內(nèi)切割元件200在套筒210內(nèi)的旋轉(zhuǎn)以及內(nèi)切割元件200相對(duì)于套筒210的軸向移動(dòng)或移位。
[0044]此外，如圖2A所示，分體套筒210的套筒分體可以包括至少兩個(gè)內(nèi)表面半徑:第一套筒半徑RSl小于第二套筒半徑RS2。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件200可包括具有至少兩個(gè)半徑的側(cè)表面:第一切割元件半徑RCl小于第二切割元件半徑RC2并且軸向設(shè)置在切割面(即內(nèi)切割元件200的特硬層202)和第二切割元件半徑RC2之間。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒210與內(nèi)切割元件200的側(cè)表面(例如基體204的表面)的至少一部分相鄰，以使得第一套筒半徑RSl與第一切割元件半徑RCl配合或接合并且第二套筒半徑RS2與第二切割元件半徑RC2配合或接合。
[0045]因此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，與內(nèi)切割元件的凹槽或凸起的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件的軸向移動(dòng)的接合部件可以是套筒210。例如，如圖2A所示，用于限制內(nèi)切割元件200相對(duì)于套筒210的軸向移動(dòng)的接合部件是套筒210的凸起208?？蛇x地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，接合部件可以是與套筒分離的部件。例如，可選的接合部件(未示出)，諸如保持球或銷，可以設(shè)置在套筒210和內(nèi)切割元件200之間，限制內(nèi)切割元件200相對(duì)于套筒210的軸向移動(dòng)或移位。
[0046]如圖2B所示，多件式分體套筒210為兩件式分體套筒。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，多件式分體套筒可以由兩個(gè)以上的件形成。例如，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多件式分體套筒可以是三件式、四件式、五件式或更多件式分體套筒。
[0047]此外，如圖2B所示，分體套筒210的兩個(gè)件在重疊接合結(jié)構(gòu)212連接到一起。如上面所述，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多件式分體套筒可以由兩個(gè)或更多個(gè)件形成。如此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，重疊接合結(jié)構(gòu)(例如，重疊接合結(jié)構(gòu)212)可以形成在分體套筒210的任意件在多組接合表面(每組接合表面相對(duì)于彼此成角度設(shè)置)而不是一組配合的平行表面處結(jié)合或接合在一起的地方。通常，配合的平行表面能夠有助于銅焊材料的毛細(xì)流動(dòng)，使其流入當(dāng)平行表面足夠接近時(shí)位于表面之間的間隙中，由于固體和液體之間的粘合力大于液體內(nèi)的附著力，因此有助于毛細(xì)吸引。如此，當(dāng)套筒被銅焊到鉆頭或其它井下切割工具中的切割器凹口中時(shí)，重疊接合結(jié)構(gòu)(例如重疊接合結(jié)構(gòu)212)可足以抵御銅焊材料在分體套筒210的件之間進(jìn)行毛細(xì)流動(dòng)。如圖2B所示，重疊接合結(jié)構(gòu)212具有三組配合表面，每組基本上垂直于相鄰的組。然而，也可以使用更多或更少組的配合表面和其它角度來產(chǎn)生重疊接合結(jié)構(gòu)。
[0048]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，重疊接合結(jié)構(gòu)212可以基本上平行于與內(nèi)切割元件200的圓周相切的線(未示出)延伸。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，重疊接合結(jié)構(gòu)212可以基本上平行于與分體套筒210的圓周相切的線(未示出)?？蛇x地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，重疊接合結(jié)構(gòu)212也可以不必平行于與內(nèi)切割元件200的圓周相切的線或者與分體套筒210的圓周相切的線。例如，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，重疊接合結(jié)構(gòu)212可以斜置或傾斜并且可以不平行于與內(nèi)切割元件200的圓周相切的線或者與分體套筒210的圓周相切的線。
[0049]此外，如圖2B所示，多件式分體套筒210可僅僅圍繞內(nèi)切割元件200的一部分圓周延伸。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒210可以圍繞內(nèi)切割元件的大于180度的角度延伸。換句話說，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒210可以圍繞內(nèi)切割元件200的圓周延伸至少180度。這可使得設(shè)置在套筒210內(nèi)的內(nèi)切割元件能夠被牢固在套筒210內(nèi)而不需要套筒210圍繞內(nèi)切割元件200的整個(gè)圓周延伸。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，套筒210可以圍繞內(nèi)切割元件延伸超過180度、小于360度的任意大小。在其它實(shí)施例中，套筒的圓周尺度可以從任意的下限180、190、225、270或315度到任意的上限225、270、315或360度，任意的下限可以與任意的上限配合使用。
[0050]參照?qǐng)D3A和3B，示出了根據(jù)這里公開的實(shí)施例，內(nèi)切割元件300設(shè)置在多件式分體套筒310內(nèi)，其中，套筒310圍繞內(nèi)切割元件300的整個(gè)圓周延伸。
[0051]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件300可以是圍繞其軸線L在套筒310內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)切割元件。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件300可包括特硬層302和基體304。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件300可具有形成在其側(cè)表面中的凹槽306。如圖所示，內(nèi)切割元件300具有形成在基體304中的凹槽306。
[0052]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)部件可與凹槽306的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件300相對(duì)于套筒310的軸向移動(dòng)。如圖所示，套筒310包括配置成與內(nèi)切割元件300的凹槽306咬合或接合的凸起308。然而，如上所述，也可以使用其它接合部件。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件300的軸向移動(dòng)或移位可以通過所述至少一個(gè)部件(例如套筒310的凸起308)與內(nèi)切割元件300的凹槽306之間的這種接合而被限制。如上面參看圖2A-B的描述，配合的凹槽306和/或凸起308可以圍繞內(nèi)切割元件300的整個(gè)圓周或一些較少的部分。
[0053]如圖所示，套筒310圍繞內(nèi)切割元件300的整個(gè)圓周延伸。此外，如圖所示，套筒310為兩件式分體套筒，具有兩個(gè)重疊接合結(jié)構(gòu)312。如上面所述，重疊接合結(jié)構(gòu)(例如，重疊接合結(jié)構(gòu)312)可以形成在分體套筒310的任意件結(jié)合或咬合到一起的位置處。此外，如上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易意識(shí)到，多件式分體套筒可以由多于兩件的分體形成。例如，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多件式分體套筒可以是三件、四件、五件、或更多件式分體套筒。此夕卜，如上所述，與參看圖2A-B所描述的重疊接合結(jié)構(gòu)類似的重疊接合結(jié)構(gòu)(例如，重疊接合結(jié)構(gòu)312)可以設(shè)置在套筒的多個(gè)件的結(jié)合處，其重疊量足以抵御銅焊材料在分體套筒310的件之間進(jìn)行毛細(xì)流動(dòng)。此外，盡管圖2B所示的實(shí)施例僅具有單個(gè)重疊接合結(jié)構(gòu)212，然而圖3B所示的實(shí)施例包括兩個(gè)重疊接合結(jié)構(gòu)312，分別位于多個(gè)套筒件彼此接合的每個(gè)點(diǎn)處。
[0054]參見圖4，示出了設(shè)置在套筒410(可選地，為上面描述的多件式套筒)內(nèi)的內(nèi)切割元件400，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，內(nèi)切割元件400包括位于凹槽406和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部407。
[0055]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件400可以是在套筒410內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)切割元件。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件400可包括特硬層402和基體404。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件400可具有形成在其側(cè)表面中的凹槽406。如圖所示，內(nèi)切割元件400具有形成在基體404中的凹槽406。
[0056]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)部件可與凹槽406的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件400相對(duì)于套筒410的軸向移動(dòng)。如圖所示，套筒410包括配置成與內(nèi)切割元件400的凹槽406咬合或接合的凸起408。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件400的軸向移動(dòng)或移位可以通過所述至少一個(gè)接合部件(例如套筒410的凸起408)與內(nèi)切割元件400的凹槽406之間的這種接合而被限制。
[0057]如圖所示，內(nèi)切割元件400包括位于凹槽406和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部407，側(cè)表面例如為基體404的外表面。因此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒410包括相應(yīng)的位于凸起408和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部，以與內(nèi)切割元件400咬合或接合，側(cè)表面例如是套筒410的內(nèi)表面。
[0058]如上所述，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件400可以包括形成在其側(cè)表面上的凸起(未示出)而不是凹槽406。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒410可以包括配置成與內(nèi)切割元件400的凸起咬合或接合的相應(yīng)的凹槽(未示出)而不是凸起408。如此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件400相對(duì)于套筒410的軸向移動(dòng)或移位可以通過內(nèi)切割元件的凸起和套筒410的凹槽之間的接合而被限制。
[0059]因此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件400可以包括位于形成在其側(cè)表面上的凸起和相鄰的側(cè)表面和/或彎曲側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒410可包括相應(yīng)的位于套筒410的凹槽和相鄰的側(cè)表面和/或彎曲側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部以與內(nèi)切割元件400咬合或接合。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件的側(cè)表面為連續(xù)彎曲表面?？蛇x地，內(nèi)切割元件400還可以包括位于側(cè)表面和內(nèi)切割元件的底表面409之間的光滑彎曲過渡部411，側(cè)表面例如為基體404的外表面。
[0060]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以容易地意識(shí)到，上面描述的內(nèi)切割元件400和套筒410的光滑彎曲過渡部可以具有本領(lǐng)域已知的任意大小的半徑。換句話說，這里公開的實(shí)施例可以包括具有本領(lǐng)域已知的任意大小的曲率半徑的光滑彎曲過渡部。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以容易地意識(shí)到，上面描述的光滑彎曲過渡部并不局限于圓形彎曲和弧形。例如，上面描述的光滑彎曲過渡部可以是橢圓形，或其它不規(guī)律的形狀，以使得平滑彎曲過渡并不包括尖銳的邊緣或拐角。如這里使用的，“光滑彎曲過渡部”所指的是位于表面之間、不包括尖銳邊緣或拐角的過渡部。
[0061]由于內(nèi)切割元件400可以在套筒410內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此凹槽406和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部407可以減少內(nèi)切割元件400和套筒410之間的摩擦。內(nèi)切割元件400和套筒410之間的摩擦減少可以延長(zhǎng)內(nèi)切割元件400的壽命，這是由于內(nèi)切割元件400暴露于外力和條件，該外力和條件可以驅(qū)使內(nèi)切割元件400軸向地抵靠套筒410，并且還可以驅(qū)使內(nèi)切割元件400在套筒410內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0062]參照?qǐng)D5，示出了設(shè)置在套筒510 (可選地為上面描述的多件式套筒)內(nèi)的內(nèi)切割元件500，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，內(nèi)切割元件500的底表面509具有彎曲部分。
[0063]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件500可以為在套筒510內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)切割元件。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件500可包括特硬層502和基體504。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件500可具有形成在其側(cè)表面中的凹槽506。如圖所示，內(nèi)切割元件500具有形成在基體504中的凹槽506。
[0064]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)部件可與凹槽506的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件500相對(duì)于套筒510的軸向移動(dòng)。如圖所示，套筒510包括配置成與內(nèi)切割元件500的凹槽506咬合或接合的凸起508。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件500的軸向移動(dòng)或移位可以通過所述至少一個(gè)部件(例如套筒510的凸起508)與內(nèi)切割元件500的凹槽506之間的這種接合而被限制。
[0065]如圖所示，內(nèi)切割元件500包括位于側(cè)表面和內(nèi)切割元件的底表面509之間的光滑彎曲過渡部511，側(cè)表面例如為基體504的外表面。因此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒510包括相應(yīng)的位于套筒510的內(nèi)側(cè)表面和相鄰的套筒510的內(nèi)底表面之間的光滑彎曲過渡部以與內(nèi)切割元件500的彎曲底表面509咬合或接合。
[0066]此外，如圖所示，內(nèi)切割元件500的底表面509具有彎曲部分。換句話說，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，切割元件500的底表面509為彎曲表面。如圖所示，切割元件500的底表面509為彎曲表面并且具有凸面形狀。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可與內(nèi)切割元件500的底表面509接合的套筒510的內(nèi)表面可以與內(nèi)切割元件500的彎曲底表面509不一致。換句話說，盡管內(nèi)切割元件500的底表面509可以彎曲并且為凸面，但是套筒510的接觸表面可以不必彎曲或?yàn)橥姑?。相反，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒510的接觸表面可以是平直的，使得內(nèi)切割元件500的底表面509和套筒510之間的接觸被最小化。
[0067]可選地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒510的接觸表面可以是彎曲表面，但是可以相背地彎曲或沿與內(nèi)切割元件500的彎曲底表面509相反的方向彎曲，使得內(nèi)切割元件500和套筒510之間的接觸和表面區(qū)域被最小化。具有彎曲或圓錐形狀表面的切割元件的其它例子包括在美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/479，183中，其由此通過引用被整體包含到這里。
[0068]由于內(nèi)切割元件500在套筒510內(nèi)可旋轉(zhuǎn)，內(nèi)切割元件500的彎曲底表面509可以使與套筒510接觸的表面區(qū)域最小化。內(nèi)切割元件500的底表面509和套筒510之間的接觸表面區(qū)域可以通過與整個(gè)底表面509與套筒510接觸相反地在內(nèi)切割元件的底表面509和套筒510之間產(chǎn)生一個(gè)接觸點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)最小化。內(nèi)切割元件500的底表面509可與套筒510的內(nèi)表面接觸的表面區(qū)域最小化可致使內(nèi)切割元件500和套筒510之間的摩擦減小。如上面所述，內(nèi)切割元件500和套筒510之間的摩擦減小可以延長(zhǎng)內(nèi)切割元件500的壽命，這是由于內(nèi)切割元件500暴露于外力和條件，所述外力和條件可驅(qū)使內(nèi)切割元件500軸向地抵靠套筒510，并且還可驅(qū)使內(nèi)切割元件500在套筒510內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0069]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，沿著內(nèi)切割元件500的外直徑和/或在內(nèi)切割元件500的底表面509上可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)滾珠軸承或滾柱軸承(未示出)，以使內(nèi)切割元件500和套筒510之間的摩擦最小化。
[0070]參照?qǐng)D6A和6B，示出了:內(nèi)切割元件600具有形成在其側(cè)表面上的凹槽606，其中，凹槽606僅僅圍繞內(nèi)切割元件600的一部分延伸。
[0071]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件600可以包括特硬層602和基體604。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件600可具有形成在其側(cè)表面中的凹槽606。如圖所示，內(nèi)切割元件600具有形成在基體604中的凹槽606，其中，凹槽僅圍繞內(nèi)切割元件600的圓周的一部分延伸。切割元件600可以保持在套筒610 (可選地為如上所述的多件式套筒)中。
[0072]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)接合部件可與凹槽606的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件600相對(duì)于套筒610的軸向移動(dòng)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒610可包括配置成與內(nèi)切割元件600的凹槽606咬合或接合的凸起(未示出)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件600的軸向移動(dòng)或移位可以通過所述至少一個(gè)接合部件(例如套筒610的凸起)與內(nèi)切割元件600的凹槽606之間的這種接合而被限制。
[0073]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒610的相應(yīng)的凸起(或凹槽)可以不圍繞內(nèi)切割元件的整個(gè)圓周延伸并且可以被形成為與內(nèi)切割元件600的凹槽606(或凸起)接合。換句話說，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒610的凸起的大小基本上可與內(nèi)切割元件600的凹槽606的大小匹配，使得套筒610的凸起可以被形成為與形成在內(nèi)切割元件600中的相應(yīng)的凹槽606接合或咬合。這可以限制內(nèi)切割元件600在套筒610內(nèi)的旋轉(zhuǎn)以及內(nèi)切割元件600相對(duì)于套筒610的軸向移動(dòng)或移位。
[0074]參照?qǐng)D7，示出了設(shè)置在套筒710 (可選地為上面描述的多件式套筒)內(nèi)的內(nèi)切割元件700，其中，套筒710的外直徑DS與內(nèi)切割元件700的外直徑DC相同。
[0075]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件700可以包括特硬層702和基體704。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件700可具有形成在其側(cè)表面中的凹槽706。如圖所示，內(nèi)切割元件700具有形成在基體704中的凹槽706。
[0076]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)接合部件可與凹槽706的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件700相對(duì)于套筒710的軸向移動(dòng)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒710可包括配置成與內(nèi)切割元件700的凹槽706咬合或接合的凸起708。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件700的軸向移動(dòng)或移位可以通過所述至少一個(gè)部件(例如套筒710的凸起708)與內(nèi)切割元件700的凹槽706之間的這種接合而被限制。
[0077]如圖所示，內(nèi)切割元件700設(shè)置在套筒710內(nèi)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件700可以為可以在套筒710內(nèi)旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)切割元件。如圖所示，套筒710的外直徑DS基本上與內(nèi)切割元件700的外直徑DC相等。
[0078]如圖8所示，內(nèi)切割元件800設(shè)置在套筒810 (可選地為上面描述的多件式套筒)內(nèi)，其中，根據(jù)這里公開的實(shí)施例，內(nèi)切割元件800包括位于凹槽806和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部807，并且套筒810的外直徑DS與內(nèi)切割元件800的外直徑DC相等。
[0079]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件800可以為在套筒810內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)切割元件。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件800可包括特硬層802和基體804。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件800可具有形成在其側(cè)表面中的凹槽806。如圖所示，內(nèi)切割元件800具有形成在基體804中的凹槽806。
[0080]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)部件可與凹槽806的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件800相對(duì)于套筒810的軸向移動(dòng)。如圖所示，套筒810包括配置成與內(nèi)切割元件800的凹槽806咬合或接合的凸起808。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件800的軸向移動(dòng)或移位可以通過所述至少一個(gè)接合部件(例如套筒801的凸起808)與內(nèi)切割元件800的凹槽806之間的這種接合而被限制。如圖所示，套筒810的外直徑DS基本上與內(nèi)切割元件800的外直徑DC相等。
[0081]此外，如圖所示，內(nèi)切割元件800包括位于凹槽806和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部807，側(cè)表面例如為基體804的外表面。因此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒810包括相應(yīng)的位于凸起808和相鄰側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部以與內(nèi)切割元件800咬合或接合，側(cè)表面例如為套筒810的內(nèi)表面。
[0082]如上所述，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件800可包括形成在其側(cè)表面上的凸起(未示出)而不是凹槽806。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒810可以包括配置成與內(nèi)切割元件800的凸起咬合或接合的相應(yīng)的凹槽(未示出)而不是凸起808。如此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件800相對(duì)于套筒810的軸向移動(dòng)或移位可以通過內(nèi)切割元件的凸起和套筒810的凹槽之間的接合而被限制。
[0083]相應(yīng)地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件800可包括位于形成在其側(cè)表面上的凸起和相鄰的側(cè)表面和/或彎曲側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒810可包括相應(yīng)的位于套筒810的凹槽和相鄰的側(cè)表面和/或彎曲側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部以與內(nèi)切割元件800咬合或接合。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)切割元件的側(cè)表面為連續(xù)彎曲表面?？蛇x地，內(nèi)切割元件800還可以包括位于側(cè)表面和內(nèi)切割元件的底表面809之間的光滑彎曲過渡部811，側(cè)表面例如為基體804的外表面。
[0084]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，上面描述的與內(nèi)切割元件800和套筒810相關(guān)的光滑彎曲過渡部可以具有本領(lǐng)域已知的任意半徑。換句話說，這里公開的實(shí)施例的光滑彎曲過渡部可具有本領(lǐng)域已知的任意的曲率半徑。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，上面描述的光滑彎曲過渡部并不限定于圓形彎曲和弧形。例如，上面公開的光滑彎曲過渡部可以是橢圓形或其它非規(guī)則的形狀，以使得光滑彎曲過渡部不包括尖銳的邊緣或拐角。如這里使用的“光滑彎曲過渡部”所指的是位于表面之間而不包括尖銳邊緣或拐角的過渡部。
[0085]由于內(nèi)切割元件800可以在套筒810內(nèi)旋轉(zhuǎn)，位于凹槽806和相鄰側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部807可以減少內(nèi)切割元件800和套筒810之間的摩擦。內(nèi)切割元件800和套筒810之間的摩擦減少可以延長(zhǎng)內(nèi)切割元件800的壽命，這是由于內(nèi)切割元件暴露于外力和條件下，所述外力和條件可驅(qū)使內(nèi)切割元件800軸向地抵靠套筒810，并且還可驅(qū)使內(nèi)切割元件800在套筒810內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0086]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，切割工具可包括:工具主體；從工具主體延伸的多個(gè)刀片；形成在多個(gè)刀片中的至少一個(gè)切割器凹口 ；設(shè)置在所述至少一個(gè)切割器凹口中的至少一個(gè)切割器組件，該至少一個(gè)切割器組件包括多件式分體套筒、側(cè)表面中形成有凹槽或凸起并且設(shè)置在多件式分體套筒中的內(nèi)切割元件以及至少一個(gè)與凹槽或凸起的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件相對(duì)于多件式分體套筒的軸向移動(dòng)的部件，其中，分體套筒的多個(gè)件在重疊接合結(jié)構(gòu)處結(jié)合到一起，其中，多件式套筒被銅焊到至少一個(gè)切割器凹口中。
[0087]返回參照?qǐng)D2，內(nèi)切割元件200可為在多件式分體套筒210內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)切割元件。內(nèi)切割元件200可設(shè)置在多件式分體套筒210內(nèi)，該多件式分體套筒210可以設(shè)置在形成在工具主體的至少一個(gè)刀片上的切割器凹口中。如上所述，套筒210可包括形成在分體套筒210的任意件結(jié)合或接合到一起的任意點(diǎn)處的至少一個(gè)重疊接合結(jié)構(gòu)212。多件式套筒可以銅焊到所述至少一個(gè)切割器凹口中。如上所述，重疊接合結(jié)構(gòu)(例如重疊接合結(jié)構(gòu)232)足以抵御銅焊材料在分體套筒210的件之間進(jìn)行毛細(xì)流動(dòng)。
[0088]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，切割工具可包括:工具主體；從工具主體延伸的多個(gè)刀片；設(shè)置在至少一個(gè)刀片上的至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件具有形成在其側(cè)表面中的凹槽以及與可旋轉(zhuǎn)切割元件在凹槽處接合并且限制可旋轉(zhuǎn)切割元件的軸向移動(dòng)的至少一個(gè)保持元件，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件包括位于凹槽和相鄰側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)切割元件可包括位于側(cè)表面與可旋轉(zhuǎn)切割元件的底表面和/或彎曲的側(cè)表面和/或底表面之間的光滑彎曲過渡部。
[0089]此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)切割元件可設(shè)置在套筒中，其中，套筒可以被銅焊到形成在所述至少一個(gè)刀片中的切割器凹口中。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)切割元件可以設(shè)置在切割器凹口中而沒有套筒。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，套筒可以為多件式套筒(例如圖2的多件式套筒210)，其中，分體套筒的多個(gè)件在重疊接合結(jié)構(gòu)(即圖2的重疊接合結(jié)構(gòu)212)處被結(jié)合到一起。
[0090]根據(jù)一些實(shí)施例，多件式套筒或套筒與切割器凹口的組合可以圍繞內(nèi)切割元件的圓周延伸超過180度，以將內(nèi)切割元件徑向地保持在切割器凹口中。例如，切割器組件可包括多件式套筒以及具有形成在其圓周側(cè)表面中的凹槽或凸起并且設(shè)置在套筒中的內(nèi)切割元件。至少一個(gè)部件可與凹槽或凸起的至少一部分接合，以限制內(nèi)切割元件相對(duì)于多件式套筒的軸向移動(dòng)，同時(shí)多件式套筒或套筒與切割器凹口的組合可以圍繞內(nèi)切割元件的圓周延伸超過180度，以將內(nèi)切割元件徑向上保持在切割器凹口內(nèi)。
[0091]例如，圖9-11示出了具有使用套筒與切割器凹口內(nèi)側(cè)表面的組合保持在切割器凹口內(nèi)的內(nèi)切割元件的切割器組件，該組合圍繞內(nèi)切割元件的外圓周側(cè)表面延伸超過180度。如圖9-11所示，鉆頭刀片2000的一部分具有組裝在切割器凹口 2010內(nèi)的內(nèi)切割元件2020。特別地，內(nèi)切割元件2020具有切割面2022、外圓周表面2024以及形成在外圓周表面2024內(nèi)的圓周溝槽或凹槽2026。切割器凹口 2010具有后表面2012和內(nèi)側(cè)表面2014，其中，接收座2015(由陰影區(qū)域表示)形成在側(cè)表面2014內(nèi)以容納部分套筒2040。接收座2015從刀片2000的前側(cè)2002沿著切割器凹口 2010的長(zhǎng)度延伸距離D并且圍繞切割器凹口 2010的側(cè)表面延伸一個(gè)徑向距離。部分套筒2040可設(shè)置成與內(nèi)切割元件2020相鄰，使得部分套筒2040圍繞內(nèi)切割元件2020的外圓周表面2024部分地延伸。在圖9_11所示的實(shí)施例中，套筒2040為由單個(gè)件形成的部分套筒。然而，在其它實(shí)施例中，套筒也可以為如上面所述的多件式分體套筒。此外，部分套筒2040具有形成在其上與內(nèi)切割元件2020的圓周凹槽2026配合的唇狀物或凸起2046。內(nèi)切割元件2020和部分套筒2040接著可以被插入到切割器凹口 2010中。部分套筒2040被連接到切割器凹口 2010，以形成切割器凹口側(cè)表面的一部分，其中，內(nèi)切割元件2020可以在切割器凹口 2010和部分套筒2040內(nèi)旋轉(zhuǎn)。將部分套筒2040連接到滾動(dòng)切割器凹口 2010的方法例如可以包括銅焊、熔焊或機(jī)械鎖定。
[0092]如圖所示，部分套筒2040和切割器凹口側(cè)表面2014可以形成弧A。該弧可圍繞內(nèi)切割元件2020延伸超過180度。因此，在該實(shí)施例中，切割器凹口和部分套筒的功能類似于上面描述的多件式分體套筒，其中，切割器凹口形成一個(gè)或多個(gè)包圍內(nèi)切割元件的件并且部分套筒形成另一個(gè)包圍內(nèi)切割元件的件。有利的是，在弧延伸超過180度的一些實(shí)施例中，內(nèi)切割元件可以僅僅使用切割器凹口的側(cè)表面和部分套筒而被保持在切割器凹口內(nèi)。例如，側(cè)表面保持機(jī)構(gòu)(沿著切割器凹口側(cè)表面/部分套筒形成的配合凸起(或凹槽)以及形成在內(nèi)切割元件內(nèi)的圓周凹槽(或凸起))可以將內(nèi)切割元件軸向地保持在切割器凹口和套筒內(nèi)，同時(shí)切割器凹口側(cè)表面(與部分套筒組合)延伸超過180度可以防止內(nèi)切割元件從切割器凹口脫離(從頂面被拉出)。
[0093]此外，部分套筒以及相應(yīng)的接收座的形狀可以改變。例如，如圖12和13所示，示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的兩種部分套筒。一種部分套筒2340具有下表面2341和上表面2342，其中，上表面2342設(shè)置成與滾動(dòng)切割器相鄰并且一旦滾動(dòng)切割器被插入到滾動(dòng)切割器凹口接收座中上表面2342就形成滾動(dòng)切割器凹口的至少部分側(cè)表面。特別地，部分套筒2340的上表面2342具有弧形形狀，一旦部分套筒2340與滾動(dòng)切割器組裝到一起時(shí)，該上表面2342圍繞滾動(dòng)切割器的部分圓周延伸。此外，如上所述，部分套筒2340的上表面2342可具有形成在其上的至少一個(gè)唇狀物2346 (和/或至少一個(gè)溝槽)。部分套筒的形狀可以參照其寬度W(部分套筒從刀片的前表面延伸到滾動(dòng)切割器凹口中的距離)、深度D (部分套筒的上表面和部分套筒的下表面之間的距離)以及弧長(zhǎng)L(圍繞上表面的弧的距離)進(jìn)行描述。如圖12所示，部分套筒2340的深度D當(dāng)繞弧長(zhǎng)L測(cè)量時(shí)可從部分套筒2340的上表面2342向下表面2341延伸一個(gè)不變的距離。因此，在這樣的實(shí)施例中，沿著部分套筒2340的長(zhǎng)度的橫截面形狀可為弧形，或?yàn)椴糠謭A形?？蛇x地，如圖13所示，部分套筒2340的深度D可從部分套筒2340的上表面2342向下表面2341延伸一個(gè)變化的距離，該距離繞弧長(zhǎng)L測(cè)量。在該實(shí)施例中，沿著部分套筒的長(zhǎng)度的橫截面形狀可為不規(guī)則的形狀。此外，部分套筒2340的寬度W圍繞弧長(zhǎng)L測(cè)量時(shí)可以是不變的或者變化的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，根據(jù)本公開的實(shí)施例的接收座可以具有與上面描述的部分套筒的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。特別地，接收座可以具有與相應(yīng)的部分套筒配合的負(fù)的形狀(即，空缺形狀，或者空的空間)。
[0094]在使用套筒的實(shí)施例中，這種套筒可以采用本領(lǐng)域已知的任何方式固定到鉆頭主體，包括通過在燒結(jié)鉆頭主體(或其它切割工具)的過程中鑄造到位或者通過將元件銅焊到切割器凹口(未示出)的合適位置?？稍趦?nèi)可旋轉(zhuǎn)切割元件被保持在套筒內(nèi)之前或之后進(jìn)行銅焊；然而，在特殊實(shí)施例中，內(nèi)可旋轉(zhuǎn)切割元件在套筒被銅焊到位之前保持在套筒中。此外，在使用多件式套筒的實(shí)施例中，在燒結(jié)鉆頭主體的過程中，套筒的一個(gè)或多個(gè)件可以被鑄造到位并且套筒的一個(gè)或多個(gè)件可以采用其它方式被固定到鉆頭主體，例如銅焊。例如，再次參照?qǐng)D9-11，切割器凹口 2010的內(nèi)側(cè)表面2014可以由多件式套筒的在鉆頭主體的燒結(jié)過程中被鑄造到位的件形成，而部分套筒2040可以是多件式套筒的被銅焊到位的另一件。
[0095]這里描述的每個(gè)實(shí)施例具有包括在其中的至少一種特硬材料。這種特硬材料可包括傳統(tǒng)的多晶金剛石臺(tái)面(金剛石顆粒相互連接的臺(tái)面，在顆粒之間具有間隙空間，在間隙空間中可留存有金屬組分(例如金屬催化劑))；例如通過從相互連接的金剛石顆粒之間的間隙空間或者從金剛石/碳化硅混合物中移除差不多全部的金屬而形成熱穩(wěn)定的金剛石層(即，比傳統(tǒng)的多晶金剛石在750°C下具有更高的熱穩(wěn)定性)；或者其它特硬材料，例如立方體氮化硼。此外，在特殊的實(shí)施例中，內(nèi)可旋轉(zhuǎn)切割元件可以整體由特硬材料形成，但是該元件可包括多個(gè)金剛石使用等級(jí)，例如，用于形成梯度結(jié)構(gòu)(在各級(jí)之間形成緩變或非緩變的過渡)。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，第一金剛石等級(jí)具有較小的顆粒尺寸和/或更高的金剛石密度，可用于形成內(nèi)可旋轉(zhuǎn)切割元件的上方部分(當(dāng)安裝到鉆頭或其它工具時(shí)形成切割邊緣)，而第二金剛石等級(jí)具有較大的顆粒尺寸和/或較高的金屬含量，可以用于形成切割元件下方的非切割部分。此外，使用多于兩個(gè)的金剛石等級(jí)也位于本公開的范圍之內(nèi)。
[0096]如本領(lǐng)域已知的，可以以多種方式形成熱穩(wěn)定金剛石。典型的多晶金剛石層包括相互連接的單獨(dú)金剛石“晶體”。單獨(dú)的金剛石晶體由此形成晶格結(jié)構(gòu)。金屬催化劑，例如鈷，可以被用于提高金剛石顆粒的再結(jié)晶以及晶格結(jié)構(gòu)的形成。由此，鈷顆粒通常被發(fā)現(xiàn)位于金剛石晶格結(jié)構(gòu)中的間隙空間內(nèi)。鈷與金剛石相比具有明顯不同的熱膨脹系數(shù)。因此，當(dāng)對(duì)金剛石臺(tái)面加熱時(shí)，鈷和金剛石晶格將以不同的速率膨脹，這在晶格結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫并且導(dǎo)致金剛石臺(tái)面劣化。
[0097]為了避免這個(gè)問題，可使用強(qiáng)酸從多晶金剛石晶格結(jié)構(gòu)(薄層或整塊)中“浸濾”鈷，以至少減少對(duì)金剛石-鈷混合物加熱時(shí)以不同速率膨脹所經(jīng)歷的損壞?！敖V”過程的例子例如可以在美國(guó)專利N0.4，288，248和4，104, 344中找到。簡(jiǎn)要地講,可使用強(qiáng)酸,通常為氫氟酸或幾種強(qiáng)酸的組合，對(duì)金剛石臺(tái)面進(jìn)行處理，從PDC混合物中至少移除部分鈷催化劑。合適的酸包括硝酸、氫氟酸、氫氯酸、硫酸、磷酸或高氯酸或者這些算的組合。此外，腐蝕劑，例如氫氧化鈉和氫氧化鉀，已被用于碳化物行業(yè)，從碳化物混合物中消化掉金屬元素。此外，也可以根據(jù)需要使用其它酸以及基本的浸濾劑。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)至IJ，浸濾劑的摩爾濃度可以根據(jù)期望的浸濾時(shí)間、危害的考慮等等進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0098]通過浸濾掉鈷，可以形成熱穩(wěn)定多晶(TSP)金剛石。在特定的實(shí)施例中，僅僅所選取的金剛石混合物部分被浸濾，以在獲得熱穩(wěn)定性的同時(shí)不會(huì)損失抗沖擊強(qiáng)度。如這里所使用的，術(shù)語TSP包括上面兩種(即，被部分和完全浸濾的)復(fù)合物?？梢酝ㄟ^進(jìn)一步的合并或者通過向間隙體積內(nèi)填充輔助材料而減少浸濾后保存的間隙體積，例如通過本領(lǐng)域已知的并且在美國(guó)專利No，5，127,923中描述的工藝，其由此通過引用被整體結(jié)合到這里。
[0099]可選地，TSP可以通過在壓機(jī)中使用鈷以外的結(jié)合劑(一個(gè)例子是硅)形成金剛石層形成，該結(jié)合劑與鈷相比熱膨脹系數(shù)與金剛石更加近似。在制造過程中，大部分的硅，80到100體積百分比的硅與金剛石晶格反應(yīng)以形成碳化硅，其熱膨脹與金剛石也類似。當(dāng)加熱時(shí)，與鈷和金剛石的膨脹速率相比，任何剩余的硅、碳化硅以及金剛石晶格將以更加近似的速率膨脹，結(jié)果形成更加熱穩(wěn)定的層。具有TSP切割層的PDC切割器具有相對(duì)較低的磨損速率，即使切割器溫度達(dá)到1200°C。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，可以通過本領(lǐng)域已知的其它方式形成熱穩(wěn)定金剛石層，例如包括通過在金剛石層的形成中改變處理?xiàng)l件。
[0100]切割面可選地布置在其上的基體可由多種硬的或特硬的顆粒形成。在一個(gè)實(shí)施例中，基體可由合適的材料形成，例如，碳化鎢、碳化鉭或碳化鈦。此外，不同的結(jié)合金屬可以包括在基體中，例如鈷、鎳、鐵、金屬合金或它們的混合物。在基體中，金屬碳化物顆粒被支撐在金屬結(jié)合劑(如鈷)內(nèi)。此外，基體可以由燒結(jié)的碳化鎢復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形成。眾所周知的是，除了碳化鎢和鈷之外，還可以使用不同的金屬碳化物復(fù)合材料和結(jié)合劑。因此，使用碳化鎢和鈷的表述僅僅是為了說明的目的，不旨在限制使用的基體或結(jié)合劑的類型。在另一個(gè)實(shí)施例中，基體還可以由金剛石特硬材料形成，例如多晶金剛石和熱穩(wěn)定金剛石。雖然說明的實(shí)施例示出了切割面和基體作為兩個(gè)不同部分，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本公開的公開范圍內(nèi)的是，切割面和基體是一體的、相同的組分。在上述的實(shí)施例中，可以優(yōu)選具有形成切割面和基體或不同層的單金剛石復(fù)合材料。具體地，在切割元件是可旋轉(zhuǎn)切割元件的實(shí)施例中，整個(gè)切割元件可以由特硬材料形成，該特硬材料包括熱穩(wěn)定性金剛石(例如，通過從間隙區(qū)域去除金屬或通過形成金剛石/碳化硅復(fù)合材料形成)。
[0101]套筒可由多種材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒可以由合適的材料(例如碳化鎢、碳化鉭或者碳化鈦)形成。此外，不同的結(jié)合金屬可以包括在外部支撐元件中，例如鈷、鎳、鐵、金屬合金或它們的組合，使得金屬碳化物顆粒支撐在金屬結(jié)合劑內(nèi)。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，外部支撐元件是具有鈷含量從6到13百分比變化的硬質(zhì)碳化鎢。也在本公開的范圍內(nèi)的是，套筒和/或基體還可以包括一種或多種潤(rùn)滑材料，例如金剛石，用以減少摩擦系數(shù)。部件可以整個(gè)由上述材料形成，或使部件的部分包括沉積在部件上的上述潤(rùn)滑材料，例如通過化學(xué)鍍敷、包括空心陰極等離子體增強(qiáng)CVD的化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積、真空沉積、電弧工藝、或高速噴霧。在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，金剛石狀的涂層可以通過CVD或空心陰極等離子體增強(qiáng)CVD形成，例如在US2010/0108403中公開的涂層的類型，該專利被轉(zhuǎn)讓給本受讓人，且在本文中以參考的形式引用其全部?jī)?nèi)容。
[0102]在其它實(shí)施例中，套筒可以由合金鋼、鎳基合金及鈷基合金形成。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以認(rèn)識(shí)到，切割元件部件可涂覆有硬面材料用于提高腐蝕保護(hù)。這種涂層可通過本領(lǐng)域已知的各種技術(shù)進(jìn)行涂覆，例如，爆炸槍(d-gun)以及噴射-熔化技術(shù)(spray-and-fuse techniques)。
[0103]本公開的切割元件可以應(yīng)用到各種類型的切割工具中，例如包括作為固定切割器鉆頭中的切割器或擴(kuò)孔工具、例如擴(kuò)孔器。具有本公開的切割元件的鉆頭可以包括單個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件，而剩余的切割元件為傳統(tǒng)的切割元件；全部切割元件均是可旋轉(zhuǎn)的；或者可旋轉(zhuǎn)和傳統(tǒng)切割元件之間的任意組合。
[0104]在一些實(shí)施例中，可對(duì)切割元件設(shè)置在固定切割器鉆頭的刀片上的位置進(jìn)行選擇以使得可旋轉(zhuǎn)切割元件放置在經(jīng)歷最大磨損的區(qū)域。例如，在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)切割元件可以放置在固定切割器鉆頭的肩部或鼻區(qū)域中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，并不存在對(duì)本公開的切割元件的尺寸進(jìn)行的限制。例如，在各個(gè)實(shí)施例中，切割元件可以形成為具有如下尺寸，包括但不限于9mm、13mm、16mm和19mm。
[0105]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以意識(shí)到，上面描述的任意的設(shè)計(jì)修改例如包括側(cè)傾角、后傾角、形狀變化、表面變化/蝕刻、密封件、軸承、材料組合物等等可以以各種組合包括，而不限于上面描述的本公開的切割元件。在一個(gè)實(shí)施例中，切割器的側(cè)傾角的范圍為O到±45度。在另一個(gè)實(shí)施例中，切割器的后傾角的范圍為5到35度。
[0106]切割器可以以選取的后傾角設(shè)置在刀片上，以幫助移除鉆屑并且提高穿透速率。當(dāng)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，以側(cè)傾角設(shè)置在鉆頭上的切割器可被驅(qū)使沿徑向和切線方向向前。在一些實(shí)施例中，由于徑向方向可以幫助內(nèi)可旋轉(zhuǎn)切割元件相對(duì)于外部支撐元件移動(dòng)，因此這種旋轉(zhuǎn)可使更多的鉆屑被移除并且提供提高的穿透速率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，本公開的切割元件可以采用任意的后傾角和側(cè)傾角，以增強(qiáng)旋轉(zhuǎn)能力和/或提高鉆井效率。
[0107]當(dāng)切割元件與地層接觸時(shí)，切割元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以是連續(xù)或不連續(xù)的。例如，當(dāng)切割元件采用確定的側(cè)傾角和/或后傾角安裝時(shí)，切割力可通常指向一個(gè)方向。提供方向性的切割力可使得切割元件具有連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步提高鉆井效率。
[0108]本公開的實(shí)施例可提供如下的至少一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。使用具有彎曲或凸形底表面的內(nèi)切割元件可以使內(nèi)切割元件的底表面和套筒之間的接觸面積最小化。由于內(nèi)切割元件的底表面和套筒之間的接觸面積可被最小化，因此內(nèi)切割元件的底表面和套筒之間的摩擦可被減小，這可延長(zhǎng)內(nèi)切割元件的壽命。此外，使用多件式分體套筒可使得內(nèi)切割元件側(cè)面保持在切割組件內(nèi)而不會(huì)阻礙位于內(nèi)切割元件的頂部的切割表面的任何部分。此外，使用具有一個(gè)或多個(gè)位于分體套筒的任何件接合或連接到一起的位置上的重疊接合結(jié)構(gòu)的多件式分體套筒可使得上面描述的內(nèi)切割元件被側(cè)面保持，同時(shí)還足以抵御銅焊材料在分體套筒的件之間進(jìn)行毛細(xì)流動(dòng)。
[0109]盡管在上面已經(jīng)僅對(duì)幾個(gè)示例性實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以容易地意識(shí)到，可對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行多種修改而不會(huì)實(shí)質(zhì)上脫離本發(fā)明。因此，所有這些修改均應(yīng)包括在后面所附的權(quán)利要求中限定的本公開的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求中，功能性限定表述用于覆蓋這里描述的作為執(zhí)行敘述的功能的結(jié)構(gòu)，不僅僅是結(jié)構(gòu)等同，而且還是等同結(jié)構(gòu)。因此，盡管釘子和螺釘可能不是結(jié)構(gòu)等同，因?yàn)樵诠潭举|(zhì)部件時(shí)，釘子采用圓柱表面將木質(zhì)部件固定到一起，而螺釘采用螺旋表面，但是釘子和螺釘為等同結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng)的明確目的在于不援引35 U.S.C.§ 112，段落6對(duì)這里的任何權(quán)利要求進(jìn)行任何限制，除了那些明確將詞語“用于…的裝置”和相關(guān)的功能一起使用的權(quán)利要求。
【權(quán)利要求】
1.一種切割器組件，包括: 多件式分體套筒； 內(nèi)切割元件，所述內(nèi)切割元件的側(cè)表面中形成有凹槽或凸起，且所述內(nèi)切割元件設(shè)置在多件式分體套筒中；以及 與凹槽或凸起的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件相對(duì)于多件式分體套筒軸向移動(dòng)的至少一個(gè)接合部件， 其中，分體套筒的多個(gè)件以重疊接合結(jié)構(gòu)接合到一起。
2.權(quán)利要求1的切割器組件，其中，內(nèi)切割元件能在多件式分體套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
3.權(quán)利要求1或2的切割器組件，其中，套筒分體包括至少兩種內(nèi)表面半徑，第一套筒半徑小于第二套筒半徑，其中，內(nèi)切割元件包括具有至少兩種半徑的側(cè)表面，第一切割元件半徑小于第二切割元件半徑并且軸向上設(shè)置在切割面和第二切割元件半徑之間，套筒與內(nèi)切割元件側(cè)表面的至少一部分鄰近，使得第一套筒半徑與第一切割元件半徑配合且第二套筒半徑與第二切割元件半徑配合。
4.前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的切割器組件，其中，凹槽或凸起圍繞內(nèi)切割元件在圓周方向上延伸。
5.權(quán)利要求1到3任意一項(xiàng)的切割器組件，其中，凹槽或凸起僅圍繞內(nèi)切割元件的一部分延伸。
6.前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的切割器組件，其中，接合部件為套筒。
7.權(quán)利要求1到5任意一項(xiàng)的切割器組件，其中，接合部件為與套筒分離的部件。
8.前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的切割器組件，其中，多件式分體套筒僅圍繞內(nèi)切割元件的圓周的一部分延伸。
9.權(quán)利要求8的切割器組件，其中，多件式分體套筒圍繞內(nèi)切割元件延伸超過180度。
10.權(quán)利要求1到7任意一項(xiàng)的切割器組件，其中，多件式分體套筒圍繞內(nèi)切割元件的整個(gè)圓周延伸。
11.前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的切割器組件，其中，內(nèi)切割元件包括位于凹槽和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部。
12.前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的切割器組件，其中，內(nèi)切割元件包括位于內(nèi)切割元件的側(cè)表面和底表面之間的光滑彎曲過渡部。
13.前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的切割器組件，其中，內(nèi)切割元件包括金剛石。
14.前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的切割器組件，其中，內(nèi)切割元件的底表面具有彎曲部分。
15.一種切割工具，包括: 工具主體； 從工具主體延伸的多個(gè)刀片； 形成在所述多個(gè)刀片中的至少一個(gè)切割器凹口； 設(shè)置在所述至少一個(gè)切割器凹口中的至少一個(gè)切割器組件，所述至少一個(gè)切割器組件包括: 多件式分體套筒； 內(nèi)切割元件，所述內(nèi)切割元件的側(cè)表面中形成有凹槽或凸起，且所述內(nèi)切割元件設(shè)置在多件式分體套筒中；以及 與凹槽或凸起的至少一部分接合以限制內(nèi)切割元件相對(duì)于多件式分體套筒軸向移動(dòng)的至少一個(gè)接合部件， 其中，分體套筒的多個(gè)件以重疊接合結(jié)構(gòu)接合到一起。
16.權(quán)利要求15的切割工具，其中，內(nèi)切割元件能在多件式分體套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
17.權(quán)利要求15到16任意一項(xiàng)的切割工具，其中，套筒分體包括至少兩種內(nèi)表面半徑，第一套筒半徑小于第二套筒半徑，其中，內(nèi)切割元件包括具有至少兩種半徑的側(cè)表面，第一切割元件半徑小于第二切割元件半徑并且軸向上設(shè)置在切割面和第二切割元件半徑之間，套筒與內(nèi)切割元件側(cè)表面的至少一部分鄰近，使得第一套筒半徑與第一切割元件半徑配合且第二套筒半徑與第二切割元件半徑配合。
18.權(quán)利要求15到17任意一項(xiàng)的切割工具，其中，凹槽或凸起圍繞內(nèi)切割元件在圓周方向上延伸。
19.權(quán)利要求15到17任意一項(xiàng)的切割工具，其中，凹槽或凸起僅圍繞內(nèi)切割元件的一部分延伸。
20.權(quán)利要求15到19任意一項(xiàng)的切割工具，其中，接合部件為套筒。
21.權(quán)利要求15到19任意一項(xiàng)的切割工具，其中，接合部件為與套筒分離的部件。
22.權(quán)利要求15到21任意一項(xiàng)的切割工具，其中，兩件式分體套筒僅圍繞內(nèi)切割元件的圓周的一部分延伸。
23.權(quán)利要求15到22任意一項(xiàng)的切割工具，其中，兩件式分體套筒圍繞內(nèi)切割元件延伸超過180度。
24.權(quán)利要求15到21任意一項(xiàng)的切割工具，其中，兩件式分體套筒圍繞內(nèi)切割元件的整個(gè)圓周延伸。
25.權(quán)利要求15到24任意一項(xiàng)的切割工具，其中，內(nèi)切割元件包括位于凹槽和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部。
26.權(quán)利要求15到25任意一項(xiàng)的切割工具，其中，內(nèi)切割元件包括位于內(nèi)切割元件的側(cè)表面和底表面之間的光滑彎曲過渡部。
27.權(quán)利要求15到26任意一項(xiàng)的切割工具，其中，重疊接合結(jié)構(gòu)足以抵御銅焊材料通過這里進(jìn)行毛細(xì)流動(dòng)。
28.權(quán)利要求15到27任意一項(xiàng)的切割工具，其中，內(nèi)切割元件包括金剛石。
29.權(quán)利要求15到28任意一項(xiàng)的切割工具，其中，內(nèi)切割元件的底表面具有彎曲部分。
30.權(quán)利要求15的切割工具，其中，多件式分體套筒的至少一個(gè)件被鑄造在刀片中。
31.權(quán)利要求15的切割工具，其中，多件式分體套筒的至少一個(gè)件被銅焊到切割器凹口中。
32.—種切割工具，包括: 工具主體； 從工具主體延伸的多個(gè)刀片； 設(shè)置在至少一個(gè)刀片上的至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件的側(cè)表面中形成有凹槽；以及 在凹槽處與可旋轉(zhuǎn)切割元件接合并且限制可旋轉(zhuǎn)切割元件軸向移動(dòng)的至少一個(gè)保持元件， 其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件包括位于凹槽和相鄰的側(cè)表面之間的光滑彎曲過渡部。
33.權(quán)利要求32的切割工具，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件包括位于可旋轉(zhuǎn)切割元件的側(cè)表面和底表面之間的光滑彎曲過渡部。
34.權(quán)利要求32到33任意一項(xiàng)的切割工具，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件設(shè)置在套筒中，其中，套筒被銅焊到形成于所述至少一個(gè)刀片中的切割器凹口中。
35.權(quán)利要求34的切割工具，其中，套筒為多件式分體套筒。
36.權(quán)利要求35的切割工具，其中，分體套筒的多個(gè)件以重疊接合結(jié)構(gòu)接合到一起。
37.權(quán)利要求35的切割工具，其中，多件式分體套筒包括套筒部件和切割器凹口。
38.權(quán)利要求32到33任意一項(xiàng)的切割工具，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件設(shè)置在切割器凹口中。
39.一種切割工具，包括: 工具主體； 從工具主體延伸的多個(gè)刀片； 設(shè)置在至少一個(gè)刀片上的切割器凹口中的至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)切割元件，其中，可旋轉(zhuǎn)切割元件的側(cè)表面中形成有凹槽；以及 與可旋轉(zhuǎn)切割元件接合的至少一個(gè)保持元件； 其中，所述至少一個(gè)保持元件圍繞可旋轉(zhuǎn)切割元件延伸超過180度、小于360度。
40.權(quán)利要求39的切割工具，其中，所述至少一個(gè)保持元件包括與凹槽配合且限制可旋轉(zhuǎn)切割元件軸向移動(dòng)的凸起。
41.權(quán)利要求39或40的切割工具，其中，所述至少一個(gè)保持元件包括多件式套筒。
42.權(quán)利要求41的切割工具，其中，多件式套筒的至少一個(gè)件被鑄造到刀片中。
43.權(quán)利要求41到42任意一項(xiàng)的切割工具，其中，多件式套筒的至少一個(gè)件被銅焊到刀片中。
44.權(quán)利要求38的切割工具，其中，所述至少一個(gè)保持元件包括切割器凹口的一部分和套筒。
【文檔編號(hào)】E21B10/44GK104246110SQ201280070866
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】M·G·阿薩爾, 施繼斌, Y·張 申請(qǐng)人:史密斯國(guó)際有限公司