钻进用金刚石多晶体的结构类型

在研究国内外不同厂家的１０种金刚石多晶产品的成分、相组成、显微结构的基础上对目前实用的钻进用金属石多晶体进行了分类。目前钻进用金刚石多晶体产品主要有Ｄ－Ｃｏ（Ｄ表示金刚石），Ｄ－Ｓｉ和Ｄ－Ｓｉ－Ｔｉ三个系列。根据结构可分为金属陶瓷型（再结晶型）和陶瓷型两类。Ｄ－Ｃｏ为金属陶瓷型，Ｄ－Ｓｉ和Ｄ－Ｓｉ－Ｔｉ为陶瓷型。金属陶瓷型多晶体的粘结相是金属或合金，金刚石颗粒之间通过聚集再结晶连成连续的网状骨架，     

日本金刚石复合片钻头研究现状

金刚石复合片最初呈圆片形，用作金属材料切削工具，由人造金刚石烧结体和WC—Co硬质合金基座构成（图1）。以往的钻头用金刚石复合片通常采用低温钎焊（不超过650℃）或压入法镶嵌到钻头上（前角为-10°—-25°）。此种钻头以剪切作用钻进，钻进效率比牙轮钻头高。金刚石复合片材料来源广，成本     

苏联在坚硬岩层钻进技术方面的发展趋向

近十年来，苏联在硬岩钻进中，大力推广金刚石钻进、金刚石与硬质合金分层钻进以及液动冲击迴转钻进，逐步替代了钢粒钻进，缩小了钻孔直径，简化了钻孔结构。在1966—1969年期间，结构陈旧的钻机已从生产上被替换下来，换上了钻具最大回转速度达600—1000转/分的BCK2M－100型、CBA－500型、ЗИФ－650M型、ЗИФ－1200MP型钻机。     

金伯利岩中新发现的两种Zr-Ti、REE-Ti氧化物矿物──上地幔含大阳离子Cr、Ti、Fe氧化物矿物研究之四

在研究沂蒙矿、蒙山矿等地幔矿物时，新发现了两种Zr－Ti、REE－Ti氧化物矿物。Zr－Ti氧化物新相6个样品点的探针成分分析（wt％）：TIO227.756～46.811，ZrO231.724～58.092，TFeo2.75～5．82，CrO31．728～4．765，Nb2O51．353～4．357，Ta2O50．155～2.814，SiO20．894～13．749，主次元素的成分变化幅度均较大，但以氧为4计算的阳离子总数均为2，因此分子式可简写为（Ti，Zr，Si，Fe）2O4或（Ti，Zr）2O4，与人工化合物ZrTiO4相似。REE－Ti氧化物矿物新相的成分也较复杂，主要元素为REE（Ce，Nd，La，Sm，Pr…）及Ti，次要元素有Nb，根据五个样点的探针分析结果，简化的分子式（Ce…）2（Ti…）3O9，与人工化合物Ce2Ti3O8.7类似，属等轴晶系。两个新矿物相均产于蒙山矿中的微裂隙和熔融交代海绵边中，呈斑点状、蠕虫状、微脉状，组成元素复杂，不同颗粒分析点成分有差异，且在同一微脉中成分也有变化，反映了这两种新矿物相是非平衡的交代一结晶产物。从矿物的产出关系和成分的特征来看，它们的形成与地幔流体交代作用有关。     

YZ-54-Ⅱ型液动冲击器在易堵地层中钻进的体会

我队在红花尖矿区进行金刚石迴转钻进施工时，遇到了节理、层（页）理和裂隙十分发育的炭质页岩及厚层硅质岩，岩心破碎容易堵塞而造成频繁提钻，增加钻进回次数，小时效率也受到直接影响。近年来，试用YZ-54-Ⅱ型液动阀式正作用冲击器进行金刚石冲击迴转钻进56个回次，未出现过岩心堵塞现象，与金刚石迴转钻进方法相对比，在同样地层岩性和钻探设备条件下，平均回次进尺提高99％，台效提高了75.6％，现将钻进效果及体会介绍如下。     

如何提高金刚石在打滑地层中的钻进效率

所谓打滑地层，一般系造岩矿物的硬度高，岩石的颗粒细，颗粒与颗粒之间的空隙度小，结胶物与岩石颗粒的硬度差小，研磨性弱的岩矿层。当钻头在这种地层钻进一段时间后，钻头底出刃的金刚石逐渐磨纯，克取岩石能力随之削弱。由于这种岩层硬度高，颗粒细，尽管钻头在孔底作回转运动，但金刚石和岩石的接触表面形成了一层光滑的“保护层”，使金刚石继续出露困难，减少了岩石与金刚石之间的摩擦系数，而导致钻头在孔底打滑。根据打滑地层的特点和钻头在孔底打滑原因，我们在钻进中主要是从以下几个方面来提高钻进效率的。     

岩心钻探金刚石钻进时所需冲洗液量的探讨(续)

以上公式（2）（3）可用来计算金刚石钻进时产生的岩粉颗粒在静止液体中沉降时的速度。当然在推导以上公式时，都是假设岩粉颗粒为球形，而实际上并非球形。但实践证明，当岩粉颗粒很小时，沉降速度与颗粒形状无多大关系。故以上公式可以比较准确地用于金刚石钻进时产生的岩粉。下面以测试用的岩粉粒径计算其相应的沉降速度。（1）石英颗粒：其粒径在显微镜下测得为d=0.064～0.256毫米，密度ρ_Y=2.65克/厘米~3，测试条件为水温20℃时的清水。实际测量时观察到的颗粒直径约为0.256毫米。按公式（3）计算：     

金刚石钻头水口和孕镶层高度的合理设计

提高金刚石钻头使用寿命，关键是如何减少和避免金刚石钻头不同程度的烧损。本文就孕镶钻头水口和孕镶层高度的设计，提出一点不成熟的见解。一、钻头水口的设计我们认为，在软至中硬地层中钻进时，孕镶金刚石钻头底唇面冷却状况，实际上并非按一般计算3/10D（D—孕镶金刚石颗粒直径）用于排渣，流通冲洗液，如当钻头底唇面承受500—800公斤/厘米~2的压力时，金刚石出露部分压入岩石，产生岩屑；同时岩屑可能将有的极小跳动间隙堵塞。底唇面靠排渣间隙来冷却     

提高金刚石钻头使用寿命的几点经验

我局目前开动小口径钻机十五台，其中以金刚石钻进为主的十三台。勘探矿种有铜，钨、铅锌、锡等，由于钻孔深度为600至1000米，所以多数机台使用JU-1000型钻机，此外，还有我省自己研制的JYP-1000型小口径转盘钻机及XU-600-3型钻机。小口径钻进以56毫米为主，几乎全部采用双管钻进。多数选用人造孕镶金刚石钻头，少量使用天然孕镶或表镶钻头。一般情况下用清水乳化冲洗液钻进，见复杂地层后才换用低固相泥浆。     

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     

孕镶钻头金刚石恒自锐速率钻进问题的探讨

尽管金刚石钻头的碎岩过程及原理，至今观点尚未统一，但必须保证钻头唇面有一定出刃量的金刚石，才能达到碎岩的目的，这是大家一致公认的。而对孕镶钻头来说，不是像表镶钻头那样把金刚石嵌在钻头唇部表面，而是均匀地分布在钻头唇部胎体内。在钻进开始时，首先由表层金刚石起碎岩作用，随着钻进过程中表层金刚石和胎体的逐渐磨损，胎体内部的金刚石不断出露（出刃）而达到不断碎岩（进尺）的目的。因而孕镶钻头的金刚石能否正常出刃，是关系到孕镶钻头能不能达到正常工作（碎岩），取得最佳经济效益的关键问题。笔者认为，通常人们所讲的孕镶钻头与     

坚硬致密岩层钻进用热压金刚石钻头的研究

针对坚硬致密岩石钻进中遇到的钻头打滑、钻进效率低的问题，通过改变弱包镶材料，加入强化的石墨颗粒，进行试验与研究，获得了颗粒状石墨能提高金刚石出刃的初步效果。随后对石墨颗粒的粒度和强化程度进行反复试验，得到石墨颗粒的粒度、含量和强化程度对金刚石出刃的影响关系；在此基础上研制成新型的热压金刚石钻头，生产试验表明能明显提高金刚石钻头的出刃效果，达到了提高钻进效果的目的。     

金刚石钻进中总功率消耗的试验研究

在金刚石钻进中，施加轴向载荷钻进时，钻机总功率消耗值（N_钻）取决于岩石性质、钻压、转速、钻具长度及冲洗液类型等因素。在261队试验测定的条件如下：用JU-1000型钻机，BW-200水泵，φ56.5毫米人造孕镶金刚石钻头；对于103—10孔（绳索取     

TiO2-白云母纳米复合材料的制备及其表面化学特征

TiO2－白云母纳米复合材料属纳米薄膜材料，具有优异的珠光效应。本文利用化学液相沉积法制备出不同类型（单覆层、多覆层）的TiO2－白云母纳米复合材料，并利用扫描电子显微镜（SEM）和粉晶X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等手段对其进行了分析。SEM分析显示：所制备的TiO2－白云母纳米复合材料TiO2的颗粒直径在20－60nm之间，且颗粒均匀、界限清晰，表面平整。XRD分析表明：导晶剂Sn^4 对于提高TiO2向金红石转化起到了重要作用。XPS研究发现TiO2纳米镀层除Ti、O外还有以类同像替代Ti^4 形式存在的导晶离子Sn^4 和由载体白云母扩散的Si、Al、K成分。同时，表面O不足，偏离TiO2理想组成；随TiO2纳米镀层厚度的，TiO2逐渐接近理想成分；并且O（ls)、Ti(2p)向高结合能漂移，结合能增大，次外层比最外层组分具有较强的化学键合，最外层组分则表现出一定的化学活性。     

金刚石钻进时的圆周线速度

金刚石钻进由于采用金刚石作磨料，尤其是孕镶式钻头，采用细粒磨料级金刚石（其粒度为30目至100目，相当于0.63～0.125毫米），在钻进时类似砂轮磨削原理破碎岩石。因此，金刚石钻进时很重要的一个钻进技术参数，就是钻头的圆周线速度，也就是钻头上金刚石在钻进时的单位时间内在岩石面上克取岩石所经过的距离。计算圆周线速度的公式：     

下地幔矿物及生成条件

据CatherineMcCammon等报道,在巴西Luiz河发现的金刚石中含有一些矿物包裹体,其中有（Mg,Fe,Al）（Si,Al）O3,（Mg,Fe）O,CasiO3和四面体的铁铝-镁铝榴石混合物（tetragonalalmandine－pyropephase,下简称为TAPP）,通过研究其氧化状态,就能了解一些下地幔的信息。含有包裹体的金刚石来自下地幔。通过对其内部包裹体周围的微裂隙检查,包裹体内部矿物压力测定及同位素研究,可以证明金刚石在后来的地质作用中未改变其化学成分。包裹体中的（Mg,Al）（Si,Al）O3在下地幔可能以钙钛矿的形式存在,而TAPP则是其原始相。…     

JU-1500型钻机简介

JU－1500型钻机是由勘探技术研究所和张家口探矿机械厂共同设计，张家口探矿机械厂制造的深孔金刚石油压岩心钻机。于1977年试制样机两台：一台在河北十五地质队进行生产试验，大口径钻进孔深935米；另一台在浙江第三地质队进行小口径钻进生产试验，截至今年5月底已钻进1800米，创造了我国目前最深的小口径钻进孔深。试验证明，该钻     

金刚石钻进用管材试验情况

为了使金刚石钻进管材立足于国内，从一九七一年以来，我所管材组配合北京钢厂、鞍钢钢研所对管材进行了研究，通过试制试验，取得了较好的效果，为发展我国金刚石钻进起了一定的促进作用。一、钢管材质性能金刚石钻进用管材包括钻杆（及其接头）、岩心管和套管。小口径金刚石钻进孔径小，钻具与孔壁间隙小，钻进时钻具转速高。要求钻具有良好     

金刚石钻探的现状及展望

钻探始于凿井、汲卤，发展至今已应用于地质、冶金、煤炭、石油、建材、农业等部门的勘探和开发矿产资源，也应用于国防、水电、铁道、邮电、建筑、地震、海洋等部门的多种工程。目前更多的钻探方法在发展（如各类冲击迴转钻进、反循环钻进、震动钻、螺杆钻、柔杆钻等），金刚石钻探也在不断发展和完善。在各类钻探方法中，金刚石钻探在国外目前仍占主导地位，主要原因是：其一，有些新方法虽然效率高，但成熟程度不及金刚石钻探，配套水平不高，设备价格高；其二，是别的方法钻进千米以上的深孔远不及金刚石钻进。金刚石钻探仍然是地质工作现代化的组     

YZ-400型多功能液压钻机的研制

YZ－400型多功能液压钻机是以φ200－500mm大口径薄壁金刚石钻头钻取钢筋混凝土为主的液压动力头钻机，同时兼顾φ91和110mm金刚石岩心钻进。介绍了该机的技术参数、设计原则和结构特点。