[发明专利]复合模具的添加制造

说明书

一种形成用于制造井下工具的模具的方法，包括使用根据计算机辅助图案的自动层叠装置沉积材料混合物和粘合剂的连续层，材料混合物包括第一成分和第二成分，第一成分至少具有与第二成分不同的形状、尺寸或化学成分，将第一成分或第二成分中的至少一种造粒。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月25日提交的美国申请14/952,187的优先权，其要求2014年12月29日提交的美国临时申请62/097,381的权益和优先权，两者的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

各种部件被用于钻探地层，并且为了提高钻探效率，部件通常被设计和定制以用于将遇到的特定类型的地层。例如，在设计基体主体钻头之后，模具通常被形成为以在部件的制造期间用作模板。

发明内容

提供本发明内容是为了介绍一些下面在详细描述中进一步描述的构思的选择。本发明内容并非旨在认定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。

本公开的一些实施例涉及形成用于制造井下工具的模具的方法。该方法包括使用根据计算机辅助图案的自动层叠装置沉积材料混合物和粘合剂的连续层。材料混合物包括第一成分和第二成分，第一成分至少具有与第二成分不同的形状、尺寸或化学成分，并且将第一成分或第二成分中的至少一种造粒。

本文公开的一些实施例涉及使用模具形成井下工具中使用的部件的方法。该方法包括基于计算机辅助设计使用自动层叠装置沉积包括粒状粉末的材料成分的连续层，将材料成分的连续层的一部分结合在一起以形成模具，以及使用模具形成部件。

本文公开的一些实施例涉及用于制造井下工具的模具。该模具包括使用根据计算机辅助图案的自动层叠装置形成的材料混合物和粘合剂。材料混合物包括第一成分和第二成分，第一成分具有至少不同于第二成分的形状、尺寸或化学成分，并且第一成分或第二成分中的至少一种被造粒。

所要求保护的主题的其它方面和优点将从以下描述和所附权利要求变得显而易见。

附图说明

图1是根据本公开实施例的形成部件或模具的方法的流程图；

图2是根据本公开的实施例的用于形成部件的方法的示意图；

图3是使用层叠装置形成模具的实施例；

图4示出了根据本公开的实施例的模具组件的横截面图。

具体实施方式

在本文公开的一些实施例中，一般涉及使用诸如3D打印、机器人铸造或同时铸造的添加制造(additive manufacturing)所制造的模具，其然后用于制造在钻探操作中使用的部件。一些实施例涉及使用这种类型的添加制造的用作或用于井下工具的部件的制造。在一些实施例中，可以分析要钻探的地层以确定特定部件的最佳(或改进)设计。基于此分析，使用计算机辅助设计(CAD)系统在三维空间中设计几何形状。三维设计通常被称为实体模型。为了产生设计，设计者可以生成新的设计，或者设计者可以对现有设计的角度、曲率和尺寸进行修改，以适应钻孔特定地层的设计。基于CAD设计产生模具的设计，例如，CAD系统可以生成模具的几何形状设计，用于生产部件。在一些实施例中，模具或部件直接设计在CAD系统内。在一些实施例中，将模具设计成互连以形成模具的分立部分。

根据本公开的实施例，添加制造可以用于形成用于制造用于钻探操作的部件的模具，或者形成部件本身。这种添加制造技术允许通过在指定区域中沉积选定材料的顺序层或连续层来形成部分(无论是模具或部件)。在一些实施例中，制造这种模具的方法包括在衬底上沉积第一层，并且至少部分地邻近第一层沉积多个顺序层。在一个或多个实施例中，多个顺序层中的每一个的至少一部分由与相邻层的相邻部分相同的材料混合物或成分制成，但是本公开不限于此，并且可以包括具有不同材料混合物的相邻层和/或成分。