国外人造金刚石及其在地质钻探中的应用现状与发展

六十年代人造金刚石投入工业生产之后,很快被运用于地质钻探,并取得了良好的效果.现在国外许多孕镶地质钻头已采用人造单晶金刚石制作,并有效地被用于钻进中硬及硬岩;人造表镶单晶钻头,也投入了试验;聚晶和复合体钻头也获得了较快的发展,这些都标志着人造金刚石在地质钻探中的运用已跨入了一个新阶段.     

TK-60 S绳索取心冲击回转新钻具简介

绳索取心钻进的突出优点在于少提钻具,减少辅助时间,提高纯钻时间,从而较大幅度提高了钻进效率,减轻劳动强度.因此,许多国家广泛采用了这种工艺技术.我国自七十年代初将人造金刚石应用于地质岩心钻探取得成功后,金刚石钻进技术得到了迅速发展.近年来,随着人造金刚石质量的提高,金刚石钻头性能的不断改善,钻头寿命也得到较大提高,同时,管材钻具的研究也取得了新的进展,从而为绳索取心钻进     

迎接八十年代钻探技术的挑战

本文论述了钻探磨料、钻头和钻进工艺三个方面的技术现状和技术水平。目前,许多国家都在大力发展人造金刚石,它在钻探上的应用有三种形式,即单晶体、复合体和聚晶体,后者较有发展前途。在钻头方面,总的发展趋势是研制高效、长寿、低成本的人造金刚石钻头。本文从钻进工艺发展的角度论述了对钻头性能的一系列要求。在钻进工艺方面,探讨了当前广泛应用的几种钻探方法的应用范周、经济效果、关健问题和今后发展。这些钻探方法包括跟臂钻进、绳索取心钻进、反循环取心钻进、空气吹井金刚石取心钻进、无岩心钻进、取岩屑钻进、真空取样钻进、定向钻进及分支孔钻进等。本文在综合分析了钻探磨料、钻头和钻进工艺主要发展趋势的基础上,结合我国的具体情况谈了个人的一些看法。     

硬岩人造金刚石钻头的初步研究

目前,在坚硬、研磨性强的岩层中钻进,人造金刚石钻头的平均寿命约为30米;而在硬脆地层中,平均寿命只有15米左右.因此,研制高效长寿的人造金刚石钻头,对推广绳索取心技术,提高钻进效率和降低钻探成本都具有重要意义.提高硬岩钻进中人造金刚石钻头质量的途径为了提高人造金刚石钻头的质量,使之达到高效长寿,首先必须了解人造金刚石的特性.金刚石是碳元素在高温高压下的结晶     

钻进工艺(之一)——怎样用好钻头

人造金刚石钻头作为一种新的碎岩工具,它与钢粒和硬质合金钻进,在钻进工艺(即使用方法)上有很大的不同,甚至也有别于一般天然金刚石钻进.这就是说,有了人造金刚石钻头,有了相应的设备和专用钻具外,我们还要懂得正确使用它.不然,尽管有很好的钻头,如果采用的钻进工艺不当,也不可能达到预期的效果.因此,钻进工艺是使人造金刚石钻头的效能得到充分发挥的重要保证.     

人造金刚石钻探技术:(7)钻机和水泵

人造金刚石钻探用的钻机和一般岩心钻机的结构原理基本上是一样的,都是由三大系统所组成:即传给钻具回转力矩的回转系统,调节轴心压力的给进系统和升降钻具的升降系统.但是,由于人造金刚石钻头在钻进工艺上与钢粒或硬质合金钻进有很大的不同,所以,对钻机的性能也有不同的要求.1.人造金刚石钻进工艺对钻机的要求首先是高转速.实战证明,用人造金刚石钻头钻进时,转速愈高,效率愈高.这是因为目前使用的人造金刚石颗粒细小,在钻头上的出刃很有限,钻进时吃入岩石的深度就更小了,所以只有高转速才能充分发挥其破碎岩石的效能.在现有技术条件下,正常钻进转速可达1000～1500转/分左右.     

我国现有人造金刚石品级对钻进效果的影响

(一)前盲 人造金刚石用于地质钻探已达到了与天然金刚石竞相抗争的地位,用量在逐年增加。我国人造金刚石的质量也在不断提高,目前钻探级金刚石已有JR_3、JR_4、JR_5以及二十公斤级四个品级。钻头生产单位往往试图采用高品级(如JR_4或JR_5)来提高钻头的使用效果。但不同品级的金刚石的售价差别较大,钻头使用单位出于成本考虑到情愿使用低品级金刚石。到底我国现有的几个金刚石品级在多大程度上影响钻进效果?如何选用金刚石才能达到最好的技术和经济效果?这是钻头研制者和使用者共同关心的问题,搞清这些问题对我国人造金刚石的研究工作有一定的意义。     

乳化冲洗液在人造金刚石地表钻进中的应用

为了解决天然金刚石供应不足的问题,冶金地质系统与有关协作单位,遵照毛主席"独立自主,自力更生"的教导,最近几年重点进行了人造金刚石钻进技术的实验、研究工作,取得了不少的成绩.我们机台从1971年开始,分别在芳畈、团山沟、灵乡等矿区进行了人造金刚石地表钻进试验,通过几年的实践,我们体会到小口径金刚石钻进比钢粒钻进具有许多优点.在过去几年里,我国在天然金刚石和人造金刚石地表钻进中,转数始终较低,均为300～500转/分,钻头使用寿命也短.特别是人造金刚石钻头,由于单晶粒度(孕镶钻头上)较细,在低转数下,更难充分发挥其     

金刚石岩芯钻头的水力学问题

1979年西德克利斯坦森钻头公司委托克劳斯塔尔大学石油钻采研究所协助研究岩芯钻头的水力学问题,以便改进它的孕镶钻头.现简单介绍一下对这个专题的一些思路和进展情况. 问题的提出随着金刚石合成技术的迅速发展,人造金刚石孕镶钻头不断显示出它的优越性.近年来人们做了不少努力,力求扩大孕镶钻头的应用范围,最大程度地取代天然金刚石表镶钻头.阻碍这一目标实现的主要原因之一是井底排粉和钻头冷却问题.与表镶钻头相比,孕镶钻头一个突出的弱点是金刚石颗粒小、出刃小.钻进过程中岩粉不易排出,钻头不能有效的冷却,随之带来的问题是钻进速度低,容易烧钻.目前常用孕镶钻头的     

电火花烧结人造金刚石钻头是一项有希望的新工艺

七十年代初,人造金刚石钻头在我国推广应用于生产,并取得了显著的效果;与此同时,国外许多先进国家也大量使用人造金刚石取代天然磨料制造金刚石钻头,因此,普遍重视人造金刚石钻头制做技术的研究.尤其是在目前仍然以烧结法为主要手段来制做金刚石钻头的情况下,对于如何保护金刚石的强度,改善钻头胎体性能,就成为人们所关注的重要环节.而电火花烧结技术,正是解决上述问题的一项有希望的新工艺.     

热压铁基孕镶金刚石钻头的试验研究

针对在坚硬致密岩石中钻进时效低和钻头使用寿命短的技术难题,分析了热压钻头的金刚石出刃与岩石研磨性等岩性之间的内在联系,认为钻头的胎体成分及其性能是关键,硬而带脆性的胎体性能有利于金刚石出刃,从而能提高钻进速度。因此,从热压金刚石钻头的胎体成分与性能研究入手,经过反复的试验研究,试制出了热压铁基孕镶金刚石钻头,取得了突破性的进展。在坚硬致密岩层中钻进,钻进时效由0.5 m左右提高到1.17 m,钻头寿命由10 m左右提高到21.31 m,解决了在坚硬致密岩层中钻进难的问题。试验研究结果说明,铁基合金是一种新型的金刚石钻头胎体材料,热压铁基孕镶人造金刚石钻头是一种新类型的金刚石钻头。     

低温电镀孕镶人造金刚石钻头试制及钻进性能试验

从一九七六年开始,安徽省冶金地质勘探公司八一二队和煤炭科学院地质勘探研究所协作,对低温电镀孕镶人造金刚石钻头进行了研制及试验。两年来,摸索出一套低温电镀孕镶人造金刚石钻头制造工艺,制造了几批钻头,并在安徽省铜官山矿区火成岩地层进行了生产性试验,取得良好效果,超过了冶金部钻进硬岩的技术指标。一、低温电镀孕镶人造金刚石钻头制造工艺 (一)电镀钻头结构及技术特征     

人造聚晶金刚石钻头在灰岩中的初试效果

近几年来,我队在勘探水泥用灰岩过程中,采用天然表镶金刚石钻头进行小口径钻进,取得了较为显著的效果.为进一步提高在该种地层中小口径钻进的技术经济效果,1980～1981年又试用了冶金部地质研究所制造的人造聚晶金刚石钻头,现将试用情况简介于下. 1980年10月,在北京灰石厂开采车间山场试验建材部地质公司试制的全液压动力头式样机的同时,试用了两个(31号和38号)φ46毫米人造聚晶金刚石钻头.钻头唇部镶有直径为2.0～2.5毫米的人造金刚石聚晶粒,排列如图1所示钻进地层为致密灰岩,可钻性5～6级.钻     

“打滑”地层人造金刚石钻头的探讨

随着人造金刚石钻进技术的推广,在一些地层中钻进,出现了孕镶人造金刚石钻头“打滑”的情况,成了人造金刚石钻进及绳索取芯技术应用的一个突出障碍.因此,分析“打滑”的原因,设计合理的钻头结构,具有重要的现实意义. “打滑”地层的特点在石英质岩石如石英脉、石英岩、含铁石英岩以及硅化程度很高的流纹岩中钻进时,由于钻头结构不适应等原因,常出现“打滑”情况.这类岩石在力学性质方面有如下特点:     

人造金刚石钻探技术:(1) 人造金钢石

人造金刚石钻探,是在无产阶级文化大革命期间发展起来的一项新技术.在毛主席"独立自主,自力更生"的伟大方针指引下,各有关单位团结协作,克服了重重困难,研制、试验成功了人造金刚石钻头,并在钻进工艺等有关技术环节上取得了新的进展或突破.随着人造金刚石钻探技术的逐步推广,必将促进冶金地质钻探面貌的大改观.从而加快冶金资源勘探的速度;由于钻头用的是国产人造金刚石,作为这项新技术基础磨料的金刚石的需求,就可以完全立足于国内,所以说,人造金刚石钻探技术的试验成功,是有其政治意义和经济意义的.为了逐步推广这项新技术,冶金部于一九七四年十至十一月举办了人造金刚石钻探学习班,由中南矿冶学院、长春冶金地质学校、中南冶金地质勘探公司和桂林冶金地质研究所提供教材和参加讲课.本刊辑录、整理了这一教学讲义,编入《钻探讲座》,拟于一九七五年内逐期刊登.希望广大读者阅后随时提出宝贵意见或要求,以便据以改进.使我们尽可能地作好这项新技术的普及工作.     

人造金刚石钻探技术(2) 钻头和扩孔器

一、钻头的组成人造金刚石钻头(图1),是由人造金刚石、胎体和钻头体(钢体)三部分组成.金刚石分布于钻头冠部之底面和内外侧面,而相应形成底出刃和内、外出刃,钻进时破碎井底岩石.     

人造金刚石钻进的开孔问题

人造金刚石钻进时用什么钻头开孔好?用硬合金钻头开孔,受到岩石硬度的限制.硬合金钻头在坚硬岩石中钻进,效率低,成本高.采用大口径的人造金刚石钻头开孔也存在效率和成本问题.用钢粒钻头开孔,由于残留钢粒的存在,换径钻进时往往使人造金刚石钻头损坏而过早报废. 我队在漓渚铁矿区施工,地表岩石坚硬而且破碎,不得不采用钢粒钻头开孔,经三     

关于打滑地层金刚石钻进的若干问题

一、问题的提出我国金刚石钻进是从六十年代初开始的，由全国几台钻机发展到目前地质系统就开动500台以上；由用天然表镶钻头发展到目前大量采用天然和人造金刚石孕镶钻头。各地在开始采用金刚石钻进时，一般都选择条件比较好的地层，以便取得经验，进而推广。以往研究成功的63~#钻头胎体配方在大部分中硬一硬地层中能够适应并获得优良效果，因而在全国普遍采用，但随着金刚石钻进的发展，遇到地层类型越来越多、条件越来越复杂，较单一的胎体配方和少数的钻头品种已远远不适应金刚石钻进发展要求。要打开金刚石钻进的新局面，就必须解决“拦路     

钻探技术在金属矿床勘探中的发展

金刚石钻进作为一种先进的钻探方法,经过不断的完善,至今已沿用了百余年.1930年以前,金刚石钻头是用稀缺的粗粒黑金刚石(CARBONADO)靠手工镶嵌的,价格昂贵.1930年初出现了粉末冶金技术,才开始采用较便宜的小颗粒金刚石以机械方法成批生产金刚石钻头.由于金刚石钻头在许多方面优于钻粒钻头和硬质合金钻头,有较高的钻进速度,即使在很坚硬的岩石中钻进也可取得较高的岩心采取率,而且可钻进任何方向的钻孔,偏斜又较小,因而使金刚石钻进法得到了广泛应用.五十年代,一些发     

对冲击回转钻进金刚石钻头适应性的探讨

目前，冲击回转钻进的钻头仍由回转钻进的孕镶金刚石钻头代替，取得了较好的效果。为了进一步发挥金刚石冲击回转钻进的优势，使金刚石钻头适应冲击回转钻进碎岩的特点，取得更好的技术经济效益。加强对钻头的研究试验，是十分必要的。我们在试验、推广金刚石冲击回转钻进中的体会和认识如下：