孕镶金刚石-针状合金复合式取心钻头的应用研究

采用普通硬质合金钻头、PDC钻头或普通孕镶金刚石钻头钻进卵砾石层,钻头磨损特别快,使用寿命短,时效低,钻探成本高。本文介绍的孕镶金刚石-针状合金复合式取心钻头综合了普通孕镶金刚石钻头与自磨式硬质合金钻头的特点,胎体具有较高的耐磨性和抗冲击韧性。钻头胎体中孕镶的针状合金除了增韧外,还起硬支点的作用。该钻头与普通硬质合金钻头、PDC钻头、普通孕镶金刚石钻头相比,具有较好的钻进性能,使用寿命长,在卵砾石层钻进能保持较高的机械钻速和回次进尺长度。     

孕镶金刚石钻头胎体结构对钻头寿命的影响

孕镶金刚石钻头,是当前国内机械岩心钻探中使用数量较多的钻头。因此,造好钻头、用好钻头,是提高钻探经济效益的关键问题之一。本文从孕镶金刚石钻头胎体结构的一些内在特征入手,分析影响孕镶金刚石钻头寿命的原因采进行探讨。一、孕镶金刚石钻头的磨损当孕镶金刚石钻头使用得当,适应所钻岩层,机械钻速均匀的情况下,金刚石孕镶层会逐渐磨完。但实际上,由于钻进参数、钻进条件、钻头质量、胎体内部结构等方面原因,会使钻头早期磨损,拉槽而失去工作能力。我们对164个上砂,六○二厂、φ56普通双管孕镶钻头的磨损情况,作如下粗略的统计分析(表1)。     

金刚石小口径钻进问答(续一)——(三)金刚石钻头、扩孔器、卡簧

十六、金刚石钻头是由哪几部分组成的?答:金刚石钻头由金刚石、胎体和钻头体三部分组成(见图6)。金刚石分布在胎体的底部和内外侧。胎体是包镶金刚石并与钻头体牢固粘结成一体的假合金,钻头下部开有水口和内外水槽。钻头体是钢质的,上部有丝扣,与扩孔器相接,内腔用来安放卡簧座。     

孕镶块式高胎体金刚石钻头的研制

为了提高金刚石钻头的时效和寿命,将钎焊法引入到高胎体金刚石钻头的设计和加工中。首先利用热压法加工耐磨性能好的金刚石孕镶块;然后加工自带两层水口和水槽的新型钻头钢体,且两水口之间预留焊接槽;最后采用钎焊法,将金刚石孕镶块焊接到钻头钢体上。野外试验表明,试制的2只Φ75/54.5 mm高胎体金刚石钻头,与现场使用的孕镶金刚石钻头相比,钻进效率分别提高41.7%和8.3%,使用寿命分别提高50.4%和32.9%。采用二次钎焊法加工的金刚石钻头,兼顾了热压法的优点,解决了工作层高度过高导致钻头胎体折断、掉块的难题,明显提高了金刚石钻头的使用寿命。     

对金刚石岩芯钻机更新换代的设想

现代世界上先进的岩芯钻探,主要是使用金刚石钻头伴同硬质合金钻头钻进各种岩石,间或配用冲击回转钻具,加快钻进速度,统称金刚石岩芯钻探.所用金刚石钻头,有天然金刚石钻头和人造金刚石钻头.后者是新近发展起来的一项新技术. 据有关资料记载,天然金刚石钻头应用于钻探生产已有一百多年的历史.1862年瑞典制造出第一个天然金刚石钻头,这是用手工铆镶的大颗粒天然金刚石钻头,金刚石粒度为1～2颗/克拉.这样的钻头一直延用了七十多年.由于大颗粒天然金刚石产量有限,价值昂贵,一些发达的资本主义国家于1936至1937年,开始采用粉末冶金法制造表镶天然金刚石钻头,金刚石粒度小到135～47颗/克拉.1940至1945年间,欧洲的一些国家开始研究采用小于46目的细粒廉价天然金刚石制造孕镶金刚石钻头.随着工业的发展,天然金刚石越来越满足不了日益增长的需要,为了解决金刚石     

小口径合金钻头的制作

小口径钻进是地质岩心钻探的一项重大技术改革。为了减少金刚石的消耗,降低钻探成本,采用硬质合金(包括针状合金)钻头和金刚石钻头进行分层钻进的方法,目前已普遍推广。但制作小口径合金钻头所需要的空心钢料货源短缺。为此,我队在党委领导下,依靠老工人,改装现有设备,利用废旧钻杆为原料压制成钻头坯,镶焊成小口径合金钻头,满足了生产的需要。     

双管喷射钻具的应用效果

在勘探具有大厚度的矿带和地质条件复杂的矿床时,为了保证必要的钻探质量和大幅度提高其生产效率,设计了一种装有特制单层孕镶金刚石钻头的d=73毫米和89毫米的双管喷射钻具。它是由异径接头、喷射器、封闭取粉管、内岩心管、外岩心管、岩心提取器和特制金刚石钻头组成(见图)。钻具的结构特点可保证在各种地质条件中有足够的钻进效率。为提高异径接头的耐磨性,增加其长度并镶以硬质合金。表镶钻头和孕镶钻头的参数是根据多次实验室和生产试验来确定的,根据所钻岩石性质选取金刚石的最佳饱和度和出刃。胎体硬度为HRC30～40时,在钻进研磨性岩石     

降低金刚石钻探成本的一个途径

当前，金刚石钻探成本在河南若干矿区高于大口径钻探。这有多方面的因素（包括成本摊销、核算等），但在金刚石钻探中组成成本费用的主要部分还是金刚石钻头和扩孔器。因此，除了提高钻头（扩孔器）加工质量，增加品种和正确使用外，如何按不同岩层合理选用不同磨料的钻头和扩孔器，则具有十分重要的意义。我局地质九队原来都是使用的天然表镶和孕镶扩孔器，平均单位成本一直较高。他们根据铸造碳化钨（莱利特）用于钻头和针状合金胎块补强的效能，曾试制了两个铸造碳化钨孕镶扩孔器，经生产试验取得     

钻进流砂砾石层钻头

一、大八角合金三翼大水眼无心钻头 1.结构大八角三翼大水眼无心钻头的结构如图所示。用直径91毫米,壁厚10毫米的钻头料做钻头体。钻头体上镶焊三个厚16毫米翼片。为了提高钻头的抗掰能力和耐磨性,在锥面上用大八角合金。为使合金出刃一致,翼片加工由锻压改为车铣,把三个翼片车成六个阶梯,阶梯      

探索拾零（五）论坚硬致密脆性非均质岩（矿）层的破碎机理

当今,在机械旋转破碎的钻探工程中,常见的钻进方法有硬质合金钻进、复合片钻进、金刚石钻进等。而钻进坚硬致密的岩（矿）层,孕镶人造金刚石钻头钻进具有特殊的优势。     

关于孕镶金刚石钻头耐磨性的试验与研究

孕镶金刚石钻头的耐磨性是指钻头在钻进过程中抵抗岩石、岩粉磨损的能力而言。钻头耐磨性的强弱是影响孕镶金刚石钻头钻速和寿命的重要因素。由于孕镶金刚石钻头的工作层是由骨架材料、粘结金属和固结在里面的金刚石组成赋存关系十分复杂的，机械混合的假合金，所以无论哪个组份都会影响孕镶金刚石钻头的耐磨性。本文就孕镶金刚石钻头的耐磨性，谈些粗浅的认识。     

乳化液对孕镶金刚石钻头自锐作用的机理

通过对孕镶金刚石钻头钻探坚硬致发财 层的工程实践和 探讨,提出了乳化液对孕镶金刚石钻头自锐作用的机理。     

仿生孕镶金刚石钻头在漠河冻土区天然气水合物勘探钻进中的应用

仿生孕镶金刚石钻头具有高效、耐磨的特点,符合漠河天然气水合物勘探的要求及漠河钻探施工现场的条件。介绍了符合漠河地层特点的仿生孕镶金刚石钻头的设计与制造。同时对效果不理想的钻头的钻进情况进行了分析,提出了评价钻头性能时需要综合分析,从而客观、真实地反映钻头的实际钻进能力。漠河天然气水合物MK-2科学钻探试验井的钻进结果表明,仿生孕镶金刚石钻头的寿命比普通孕镶金刚石钻头长73%,钻速比普通孕镶金刚石钻头高22%。     

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     

薄壁金刚石钻头钻进钢筋混凝土时钻头参数与钻头磨损之关系

无锡钻探工具厂金刚石钻头试验室用薄壁孕镶金刚石取心钻头在钢筋混凝土中进行钻进试验，以探索金刚石钻头对钢筋混凝土的可钻性，评价金刚石钻头技术参数对钻头磨损及其性能的影响。     

几个国家的岩心钻探概况

为了解国外岩心钻探动态,现介绍部分有关情况,供参考。一、瑞典瑞典是世界上开展金刚石钻进较早的一个国家,已有百余年的历史。现采用金刚石的钻进工作量,约占90％以上。基本是以孕镶金刚石钻头钻进为主。据1972年资料介绍,孕镶金刚石钻头的平均寿命为60～80米,表镶金刚石钻头的一次镶焊平均寿命为20～25米,扩孔器     

电镀热压人造金刚石孕镶块嵌齿薄壁钻头的研制

采用低温电镀工艺（室温）产生热压刚石孕镶块钻头,或者说把金刚石孕镶块镶嵌在钻头钢体上,然后在其表面镀覆一层金刚石复合镀层使其与钢体相结合从而使其避免银焊对金刚石的二次热损伤,使这种钻头具有胎体性能可调性好和内外保径强的优点。经探索性试验,取得了较好的效果,受到了用户好评。     

表镶大颗粒人造金刚石钻头受力及水力学数值模拟研究

人造大颗粒金刚石技术的不断发展,使得利用其制造表镶金刚石钻头在技术上及经济上均变得可行。本文对φ75 mm表镶人造金刚石钻头的受力、流场与温度场进行了数值模拟,结果表明：金刚石颗粒在高钻压无钻井液循环的条件下极易发生碳化;在钻井液冷却作用下,钻头旋转一圈0.08 s,钻头体会在0.006 s之内冷却;同时水力空化作用与钻井液中固相颗粒对钻头体的冲蚀作用明显;金刚石颗粒内存在较大微裂纹时,金刚石会在小于其许用应力条件下发生破坏。通过对比分析,表镶金刚石钻头的最外侧与最内侧水口处的金刚石较易发生破坏,在设计与制造钻头时应进行强化。     

煤田小口径钻探技术讲座 第四讲 硬质合金钻进

硬质合金钻进,系指把不同几何形状和一定尺寸的硬质合金按着钻进的要求固定在钻头体上,并在一定的钻进规程下破碎岩石的钻进方法。硬质合金钻进,一般适用于1～7级的各种沉积岩、变质岩和岩浆岩。它的特点是钻进效率高,质量好,生产安全,材料消耗少成本低,钻探方法灵活,应用范围广,钻进操作简便,并可与金刚石钻进互换,分层使用攻克硬岩层。因此,硬质合金钻进在钻探工程     

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.