[发明专利]由纤锌矿氮化硼（W-BN）制成的钻井工具

权利要求书

1.一种形成用于石油和天然气应用的工具的方法，该方法包括：

对纯纤锌矿氮化硼(w-BN)粉末进行超高压高温操作，以合成具有大于该纯w-BN粉末的颗粒的第一尺寸的w-BN和立方氮化硼(c-BN)压块，其中该超高压高温操作包括将该w-BN粉末加压至约20吉帕的压力，将该w-BN粉末以100℃/分钟的加热速率加热并且将该w-BN粉末以50℃/分钟的冷却速率冷却；

使用激光切割工具将该压块切割成多个具有小于该第一尺寸的第二尺寸的切割压块；

将该多个切割压块插入工具基底中形成的相应多个凹部内；

加热所述具有该多个插入的切割压块的工具基底；以及

在加热该工具基底之后，冷却所述具有该多个插入的切割压块的工具基底以形成该工具。

2.如权利要求1所述的方法，包括将该多个切割压块与添加剂混合，该添加剂包含至少一种用于将该多个切割压块以冶金方式结合到该工具基底上、以机械方式结合到该工具基底上、或以冶金方式和以机械方式两者结合到该基底上的粘结剂。

3.如权利要求1所述的方法，包括：

识别该多个切割压块中尺寸大于尺寸范围的阈值尺寸的一个或多个切割压块；以及

使用该激光切割工具重新切割该多个切割压块中尺寸大于该阈值尺寸的一个或多个切割压块。

4.如权利要求3所述的方法，其中，识别该多个切割压块中尺寸大于该阈值尺寸的一个或多个切割压块包括使用激光扫描仪来测量该多个切割压块。

5.如权利要求1所述的方法，包括在包括切割的切割过程中用冷却液冷却该压块。

6.如权利要求1所述的方法，包括：

确定该超高压高温操作形成该压块的压力和温度窗口；以及

在该压力和温度窗口内执行该超高压高温操作。

7.如权利要求1所述的方法，其中，该压块具有八面体形状。

8.如权利要求1所述的方法，其中，加热该工具基底包括以5℃/分钟至10℃/分钟范围内的加热速率将该工具基底加热至在200℃至300℃范围内的温度。

9.如权利要求1所述的方法，其中，冷却该工具基底包括以10℃/分钟至20℃/分钟范围内的冷却速率冷却该工具基底。

10.一种系统，包括：

一个或多个处理器；以及

非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质耦合到该一个或多个处理器并存储由该一个或多个处理器执行的编程指令，这些编程指令指示该一个或多个处理器执行操作，这些操作包括：

对纯纤锌矿氮化硼(w-BN)粉末进行超高压高温操作，以合成具有大于该纯w-BN粉末的颗粒的第一尺寸的w-BN和立方氮化硼(c-BN)压块，其中该超高压高温操作包括将该w-BN粉末加压至约20吉帕的压力，将该w-BN粉末以100℃/分钟的加热速率加热并且将该w-BN粉末以50℃/分钟的冷却速率冷却；

使用激光切割工具将该压块切割成多个具有小于该第一尺寸的第二尺寸的切割压块；

将该多个切割压块插入工具基底中形成的相应多个凹部内；

加热所述具有该多个插入的切割压块的工具基底；以及

在加热该工具基底之后，冷却所述具有该多个插入的切割压块的工具基底以形成用于石油和天然气应用的工具。

11.如权利要求10所述的系统，其中，该操作包括将该多个切割压块与添加剂混合，该添加剂包含至少一种用于将该多个切割压块结合到该工具基底上的粘结剂。

12.如权利要求10所述的系统，其中，这些操作包括：

识别该多个切割压块中尺寸大于尺寸范围的阈值尺寸的一个或多个切割压块；以及

使用该激光切割工具重新切割该多个切割压块中尺寸大于该阈值尺寸的一个或多个切割压块。