带保护层新型金刚石复合片的研究

新型复合片由保护层、多晶金刚石层和硬质合金层组成，保护层厚度为0.2—0.3mm。该复合片的抗冲击和耐磨性能比普通复合片分别提高80％和20％。新型复合片制造的钻头在7级破碎地层中钻进平均进尺达116.73m，比普通复合片钻头提高一倍以上。     

单管薄壁孕镶金刚石钻头的钻进效果

通过对混合岩、凝灰熔岩、花岗岩等不同物理力学性质岩层钻进，表明单管薄壁孕镶金刚石钻头（以下简称薄壁钻头）既适合于完整地层中钻进，也适合于致密坚硬地层和双管钻进易堵岩心岩层中钻进，薄壁钻头的钻进效果与同类型普通双管孕镶金刚石钻头（以下简称普双钻头）相比，在钻头使用寿命大体相同情况下，钻进效率提高22—42％，钻头费用降低12—14％。薄壁钻头对于提高坚硬岩层钻进效率和降低钻探成本具有一定的实际意义。     

无岩心钻进用塔式钻头

塔式钻头是我局105队在使用无岩心钻头后独创的一种钻头,在一般修配厂就可以制作。此钻头在3—4级砂岩中钻进,效率相当高,比使用一般单镶六粒合金钻头效率可提高五倍。今提出以供各兄弟队参考：     

用不同直径钎头的岩石爆破作业

苏联沙赫明斯克矿务局过去使用直径46毫米的钎头钻凿炮眼。当改用直径26毫米的钻头时,在整个作业时间内凿岩速度提高了230—240％,凿岩工效提高30—40％在标准药包直径     

仿生孕镶金刚石钻头高效碎岩机理

将仿生学的非光滑原理应用到孕镶金刚石钻头的设计中,研制出新型的仿生孕镶金刚石钻头,比普通金刚石钻头钻进时效提高了30%~80%。仿生钻头破碎岩石后岩粉的颗粒比普通钻头破碎的岩粉颗粒大,可节省能量消耗,提高破碎效率;仿生非光滑表面使得钻头唇面的比压增加,有利于钻头的锐化,从而提高了时效;另外非光滑表面改善了钻头和岩石的冷却条件,因此提高了金刚石钻头的钻进效率。     

绳索取心钻杆的合理使用

绳索取心钻杆除了和普通钻杆一样要受复杂的载荷外,还有其自身的特点。（1）为了保证钻具在钻杆内通行无阻,要求钻杆内孔保持平直。（2）钻杆壁薄（仅4.5—5毫米）。（3）钻头底唇面积比普通钻头大25—30％。要求钻进压力大,因之钻杆承受的负荷也大。      

孕镶金刚石钻头使用体会

随着金刚石钻进的发展，孕镶金刚石钻头应用日益广泛，效果不断提高。我队从去年二季度起先后在两台小口径钻机试用孕镶金刚石钻头，至十月份止，在铁矿斜孔钻进中，进尺2622米。与同期同矿种钢粒钻进比，台月效率与单位小时进尺提高了62.3％和92％。     

浅眼扩孔钻头的研制及应用

浅眼扩孔钻头主要用于冶金、煤炭、地质、水电等部门中的巷道掘进。用于普通小型凿岩机的φ40mm钻孔扩大为φ85mm的大孔。扩大的断面积是小孔的4倍。在巷道掘进中，采用扩孔钻头可实现大孔掏槽，不需更换任何设备，操作方便。可使掘进效率提高15—20％，材料消耗降低10—20％。我们从1987年开始研制这种钻头，先后经过两次改进，已于1988年10月研制成功并获得国家专利权。     

使用新式MP_(6—1)型小切削具钻头的一些成效

MP_(6-1)型小切削具钻头是苏联新型的硬质合金钻头的一种,它在4—8级的岩石钻进中,获得了很高的效率,1957年初,我队拨来一批该型钻头,经我们一年多来在各种岩层使用,均出现了很高的效率,比以往用5×5×13规格的磨角钻头效率要高出1—2倍。从1957年8月以来,我队钻头镶焊组开始仿制MP_(6-1)型钻头。58年初在中深孔4—6级岩石中,使用该型钻头,台月效率达506公尺,因而只从全面推广使用该型钻头之后,在小时效率上及台月效率,均有很大的提高,所以现将这一经验整理介绍如下：     

潜孔锤钻进方法介绍

潜孔锤钻进方法，是在钻头或岩心管之上联接一个孔底冲击器（潜孔锤），在钻具于一定给进压力（钻压）下迴转的同时，给钻头以高频冲击能量，进行孔底冲击迴转钻进。根据岩石破碎的弹性理论，在一定予压下的岩石冲击破碎强度低50—80％。潜孔锤钻进比无予压的钢绳冲击钻进的效率高3—5倍以上。由于冲击能量传递散失少，潜孔锤钻进比地表的     

两级磨料新型孕镶金刚石钻头

研制出一种两级磨料新型孕镶金刚石钻头,该种钻头解决了时效与寿命不能同步提高这一长期困扰钻头研制者的难题。现场应用证实了这种新型钻头的优越性,钻头综合指标较一般钻头提高１７９％。     

国际油气井钻头进展概述（二）——FuseTek融合钻头与Pexus组合钻头

NOV公司2013年向市场推出FuseTek融合钻头。它将PDC钻头的高钻速与孕镶金刚石钻头的耐磨性结合于一体,适宜于钻进中硬—坚硬、高研磨性地层。FuseTek钻头已广泛应用于刚果、厄瓜多尔、中国、哥伦比亚等国家。应用表明,该新型组合钻头比PDC钻头或牙轮钻头钻进效率提高许多,工作寿命增加1～3倍或更多。Shear Bits公司于2014年推出Pexus组合钻头。该钻头广泛应用于加拿大冰川冰碛物钻进。地层上部硬卵砾石层利用可转动硬质合金齿钻进,下部软砂岩与页岩则运用PDC碎岩。整个冰碛物地层用一个Pexus钻头一钻到底。所述3类组合式钻头（含Kymera钻头）对于未来实现“一个钻头,一口井”的目标有重要意义。     

复合体在煤田钻探中的实用性

近十年来世界上主要经济发达国家的金刚石钻进技术发展比较迅速。美国从1966—1976年钻头寿命平均提高40％,钻进效率提高25％单位进尺金刚石消耗量降低26％。苏联自1958年开始推广金刚石钻进以来,其工作量与经济指标都有较大进展（表1）。      

薄壁钻头钻进技术

（一）瑞典于七十年代研制成功DIAMEC系列高速全液压金刚石钻机，并发展了薄壁钻头钻进技术。在中硬至坚硬岩层中采用TT型和T_2型薄壁钻头和双层岩芯管钻进取得了很好的效果。例如用TT46金刚石钻头所钻出的岩芯直径为35.6毫米，相当于DCDMA标准的BQ规格钻头钻出的岩芯（36.5毫米），而机械钻速却提高了，因为薄壁钻头的壁厚只有5.2毫米，而BQ钻头的壁厚为11.78毫米。也就是说，用TT46薄壁金刚石钻头钻进，有效切削面积比BQ钻头减少了62％，因而需要的给进力和扭     

绳索取心钻进的技术经济效果

我队于1980年9月开始，在汞矿区推广绳索取心钻进工艺，当年共完工两个钻孔，皆为优质孔。总进尺906.44米，其中绳索取心钻进进尺877.76米。平均台月效率为1156米，比普通双管钻进的台效提高了133％；钻头平均进尺260米，比普通双管钻头平均进尺提高了171.10米。81年5月初又增开一台绳索取心     

钻进长兴灰岩的飞机式合金钻头

江西煤田普查勘探大队徐府岭矿区北部煤系地层上面掩盖着一层较厚的长兴灰岩,硬度大都为6—7级,部分为8级矽质灰岩,底部夹有11级燧石,裂隙空洞发育,一般钻孔都漏水。历年来,我们都是采用钻粒钻进,最高台月效率仅达300—340米,为了提高效率,加快勘探速度,采用了几种合金钻头试验钻进,其中以福建第五地质大队设计的飞机式合金钻头效果最好,钻进效率比钢粒铁砂混合钻进提高2.3—3.2倍（见表1）,使台月效率达540米,岩心采取率达95％以上。现将3号机6/CK22孔的使用情况总结如下,供参考。     

金刚石小口径钻进工艺情况

从一九七五年七月至一九七六年六月止，先后在两个矿区进行金刚石钻进试验，共完工钻孔17个，累计进尺1940米。完成上述进尺，共使用上砂钻头54个，扩孔器17个。钻头最高进尺为209.75米，平均钻头进尺为35米，平均时效为1.35米。在某磷矿平均时效比钢粒钻进提高28.5％。     

人造聚晶金刚石钻头研究

我们采用同样的无压浸渍烧结工艺,制造的人造单晶孕镶式及人造聚晶拉沟式两种钻头,在相同的钻进工艺条件下和同一石英砂岩中作了钻进对比试验（表1）。结果表明,聚晶拉沟式钻头的寿命比单晶孕镶式钻头高1.17倍,小时效率高32％,成本降低41％。为什么这两种钻头的钻进指标差距这么大呢？      

聚合粗粒金刚石的应用

针对热压金刚石钻头在钻进中尚存在钻进时效不高、适应性不广的弱点,进行了聚合粗粒金刚石钻头的应用研究,从聚合粗粒金刚石的聚合方法与工艺,到聚合粗粒金刚石破碎岩石的特点,进行了较深入的分析.研制的聚合粗粒金刚石钻头,在室内进行了钻进试验,钻进Ⅸ级中—细粒致密花岗岩能获得2.59 m/h的时效,和普通金刚石钻头相比钻进效率提高了24％,表明聚合粗粒金刚石可以弥补普通金刚石钻头对岩层适应性较低的弱点,具有研究价值和应用前景.     

高桩肋骨钻头的应用

我队以前在粘土岩、粉砂岩等软岩层进行取心钻进时,都是使用品字型钻头或螺旋肋骨钻头。实践表明,这两种钻头钻进软岩效率较低。为此,最近改用三翼高桩肋骨钻头。这种钻头的硬质合金按掏槽阶梯式排列,底出刃和内外出刃较大（见图）。钻进效率比上两种钻头高2—4倍（见下表）。