[发明专利]被配置成减轻金刚石台故障的切割元件、包括这种切割元件的钻地工具以及相关方法

权利要求书

1.一种切割元件，所述切割元件包括：

具有前切割面的金刚石台，所述前切割面具有外周边缘；

至少一个凹部，所述至少一个凹部限定在所述金刚石台的所述前切割面上且包括侧壁，所述侧壁与所述金刚石台的所述前切割面相交且延伸到所述金刚石台内的底壁；

其中，所述至少一个凹部的侧壁与所述金刚石台的所述前切割面的最靠近所述前切割面的所述外周边缘的交点位于距所述金刚石台的所述前切割面的所述外周边缘达0.5mm到4.0mm的距离处；

其中，所述至少一个凹部通过激光烧蚀、钻削、切割、铣削、化学蚀刻、或放电加工中的至少一种而形成在所述切割元件的金刚石台的前切割表面中；并且

其中，所述至少一个凹部的宽度在25.0μm到650μm的范围内、且其深度在25.0μm到600μm的范围内，以减轻所述切割元件的金刚石台中的浅层裂片蔓延，所述浅层裂片是在由在距所述切割元件的金刚石台的前切割面1.0μm到60.0μm的距离处至少基本平行于所述金刚石台的前切割面而出现的裂缝所形成的裂片。

2.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述至少一个凹部的宽度在50.0μm到650μm的范围内，且其深度在50.0μm到600μm的范围内。

3.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述至少一个凹部的宽度在100μm到200μm的范围内，且其深度在75.0μm到155μm的范围内。

4.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述至少一个凹部的所述侧壁与所述金刚石台的所述前切割面的最靠近所述外周边缘的所述交点位于距所述金刚石台的所述前切割面的所述外周边缘达1.0mm到3.0mm的距离处。

5.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述金刚石台进一步包括至少大致上圆柱形的横向侧表面，所述横向侧表面具有限定在其上的至少一个横向侧凹部。

6.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述至少一个凹部包括在所述金刚石台的所述前切割面上的至少一个圆形凹部。

7.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述至少一个凹部包括正弦波形凹部。

8.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述至少一个凹部包括多个同心的圆形凹部，所述多个同心的圆形凹部与由所述金刚石台的所述前切割面的外周边缘限定的周边圆同心。

9.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述至少一个凹部的所述侧壁相对于所述金刚石台的所述前切割面以锐角定向。

10.如权利要求1所述的切割元件，其中，所述至少一个凹部的所述底壁至少大体上平坦且平行于所述金刚石台的所述前切割面。

11.一种钻地工具，所述钻地工具包括：

钻头主体；以及

至少一个切割元件，所述至少一个切割元件紧固到所述钻头主体且包括：

具有前切割面的金刚石台，所述切割面具有外周边缘；

至少一个凹部，所述至少一个凹部限定在所述金刚石台的所述前切割面上且包括侧壁，所述侧壁与所述金刚石台的所述前切割面相交且延伸到所述金刚石台内的底壁；

其中，所述至少一个凹部的侧壁与所述金刚石台的所述前切割面的最靠近所述前切割面的所述外周边缘的交点位于距所述金刚石台的所述前切割面的所述外周边缘达0.5mm到4.0mm的距离处；

其中，所述至少一个凹部通过激光烧蚀、钻削、切割、铣削、化学蚀刻、或放电加工中的至少一种而形成在所述切割元件的金刚石台的前切割表面中；并且

其中，所述至少一个凹部的宽度在25.0μm到650μm的范围内，且其深度在25.0μm到600μm的范围内，以减轻所述切割元件的金刚石台中的浅层裂片蔓延，所述浅层裂片是在由在距所述切割元件的金刚石台的前切割面1.0μm到60.0μm的距离处与金刚石台的前切割面至少基本平行而出现的裂缝所形成的裂片。